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复合材料性能五大调整方式(六种常见复合材料及例子)

复合材料性能五大调整方式(六种常见复合材料及例子)

更新时间:2024-07-04 02:32:03

复合材料性能五大调整方式

复合材料性能可以通过以下五种方式进行调整:
1. 材料组分调整:通过改变复合材料中的基础材料的种类、含量或组合方式,来调整复合材料的性能。例如,将不同性质的纤维增强剂与不同的基体材料组合,可以改善复合材料的力学性能。
2. 处理工艺调整:通过改变复合材料的加工方法和工艺参数,来调整复合材料的结构和性能。例如,改变复合材料的成形温度、压力和时间等参数,可以调整复合材料的密实性和力学性能。
3. 接口优化:通过改善基体材料与增强剂之间的粘合力和界面结构,来提高复合材料的性能。例如,通过使用表面活性剂或增强剂表面改性剂,可以提高纤维与基体之间的粘结强度,从而提高复合材料的强度和刚度。
4. 添加剂调整:通过添加适量的填充剂、助剂或阻燃剂等,来改善复合材料的性能。例如,添加纳米颗粒可以增强复合材料的抗氧化性能和热稳定性。
5. 微观结构调整:通过调整复合材料的微观结构,如纤维形状和分布、基体材料的相分布等来调整复合材料的性能。例如,采用层叠纺丝工艺可以提高纤维的分散性和纤维/基体界面的质量,从而提高复合材料的力学性能。

性能/复合材料

  复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到热膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。

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