2017畢業(yè)設(shè)計（論文）-復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用

1、.云 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書論文題目 復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 學(xué) 院 云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 材料工程技術(shù) 年 級 09級 姓 名 指導(dǎo)教師 2012年2月10日云 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計（論文）任 務(wù) 書題 目 復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 專 業(yè) 材料工程技術(shù) 班 級 09級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 200906031 指導(dǎo)教師 學(xué) 號 云錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 材冶化學(xué)工程 系 材料工程技術(shù) 專業(yè)設(shè)計（論文）題目 復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng) 學(xué)生姓名 學(xué)號 200906031 起訖日期 2012年2月10日2012年4月17日 設(shè)計地點 綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)

2、院 指導(dǎo)教師 張梅英 2012年2月10日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫文獻綜述。2.畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)要研究或解決的問題和擬采用的方法：3.指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測）： 指導(dǎo)教師_ 年 月 日系意見： 系主任_ 年 月 日說明：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一， 此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系審查后生效。摘 要關(guān)鍵詞：樹脂復(fù)合材料；熱塑性；三維機織復(fù)合材料；透光復(fù)合材料；熱塑性纖維復(fù)合材料。:目 錄 1 緒論 1.1

3、什么是復(fù)合材料 1.2 復(fù)合材料的組成 1.3 復(fù)合材料的發(fā)展歷程 1.4 復(fù)合材料的分類 1.5復(fù)合材料的應(yīng)用方向 2 當(dāng)前復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用2.1當(dāng)前復(fù)合材料的發(fā)展2.2復(fù)合材料的應(yīng)用2.3復(fù)合材料的組合分類、組成與應(yīng)用 2.3.1組合與分類 2.3.1.1復(fù)合材料系統(tǒng)組合表 2.3.1.2分類 2.3.2組成與特性 2.3.2.1概述 2.3.2.2組成 2.3.3特性 2.3.3.1一般特性 2.3.3.2一般性能特點 3 先進樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用3.1什么是先進樹脂復(fù)合材料3.2先進樹脂的發(fā)展方向和應(yīng)用 3.2.1向高性能化、高減重效率方向發(fā)展 3.2.2 重視制造技術(shù)研究、

4、生產(chǎn)條件改造和綜合配套技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展 3.2.3重點開發(fā)低成本的技術(shù) 3.2.4強調(diào)復(fù)合材料一體化綜合技術(shù)的發(fā)展 3.2.5重視熱塑性復(fù)合材料的研究和應(yīng)用 4 熱塑性纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用4.1塑性纖維復(fù)合材料的特點4.2塑性纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用4.3復(fù)合材料的填料和增強材料的市場概況 4.3.1各種填料和增強材料的的市場份額 4.3.2主要填料和增強纖維的價格 4.3.3天然纖維的市場需求 4.3.4天然纖維的市場份額 5 透光復(fù)合材料5.1透光復(fù)合材料的定義和種類5.2透光復(fù)合材料的特點 6 三維機織復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 6.1二維編織復(fù)合材料的應(yīng)用 6.2三維機織復(fù)合材料 6.3三維

5、機織復(fù)合材料的應(yīng)用 1 緒論 1.1什么是復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料組合而成的機械工程材料。各種組成材料在性能上能互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，從而滿足各種不同的要求。 1.2復(fù)合材料的組成 復(fù)合材料的組成包括基體和增強材料兩個部分。非金屬基體主要有合成樹脂、碳、石墨、橡膠、陶瓷；金屬基體主要有鋁、鎂、銅和它們的合金；增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等有機纖維和碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲及硬質(zhì)細粒等。 1.3復(fù)合材料的發(fā)展歷程 復(fù)合材料的歷史可追溯很遠，如從古沿用迄今的稻草增強粘土，和已使用上百年的鋼筋混凝土，就是由兩

6、種不同材料復(fù)合而成。20世紀20年代以后發(fā)展起來的銅-鎢和銀-鎢電觸頭材料，碳化鎢-鈷基硬質(zhì)合金，和其他粉末燒結(jié)材料，其實質(zhì)也是復(fù)合材料。40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼)的雷達罩，從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。 50年代以后陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度、高模量纖維；70年代又出現(xiàn)了芳香族聚酰胺纖維(簡稱芳綸纖維)，如聚對苯甲酰胺纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體，或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合而成各具特點的材料，為了區(qū)別于一般玻璃纖維增強材料，這種材料稱為高級復(fù)合材料。 1.4復(fù)合材料的分類復(fù)合材料根據(jù)

7、其組成可分為金屬與金屬復(fù)合材料；金屬與非金屬復(fù)合材料；非金屬與非金屬復(fù)合材料三種。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點又可分為纖維復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料、細粒復(fù)合材料和骨架復(fù)合材料。 1.5復(fù)合材料的應(yīng)用方向 復(fù)合材料范圍廣，品種多，性能優(yōu)異，有很大的發(fā)展前途。主要用于汽車、軍工、航天、機器人、原子能等尖端技術(shù)。民用方面除高級運動器材和關(guān)鍵性機械零部件外，其他還很少正式采用。 本論文主要是寫關(guān)于先進樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，熱塑性纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，電磁復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用前景，透光復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，三維機織復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用。 2 當(dāng)前復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 2.1當(dāng)前復(fù)合材料的發(fā)展材料是一切工業(yè)的基礎(chǔ)

8、。材料的發(fā)展從從遠古至今已經(jīng)經(jīng)歷了漫長的石器時代、青銅器時代、鋼鐵時代。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對材料提出了更高的要求，單一的材料性能已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求，利用復(fù)合技術(shù)把不同的材料結(jié)合在一起組成新的材料，取各自材料的點優(yōu)彌補自己的缺點，從而達到市場的需求，同時能達到節(jié)能、降耗、降低成本、廢物回收利用、改善勞動條件、發(fā)揮最佳的經(jīng)濟效益等綜合目的。 石器 青銅器 鋼鐵 復(fù)合材料 2.2復(fù)合材料的應(yīng)用近年來復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，推動來材料工業(yè)的巨大革命。復(fù)合材料最早應(yīng)用于航天，航空等高科技工業(yè)中，而近年來美、日等國在汽車、建筑等工業(yè)部門也廣泛應(yīng)用。據(jù)美國材料工程師協(xié)會預(yù)測，

9、到公元2000年，將有90種以上的結(jié)構(gòu)材料被復(fù)合材料代替。因此可以說，就使用材料而言，復(fù)合材料的發(fā)展是必然方向和大勢所趨。特別是對于中國等森林、礦產(chǎn)資源緊缺的國家而言，更是勢在必行，具有重大而深遠的意義。從70年代末到80年代初國家就對化工部、輕工部、建材部提出以塑（樹脂復(fù)合材料）代鋼、代木的口號，并為國家“七五、八五”專題攻關(guān)項目，成立了三部聯(lián)合的化學(xué)建材領(lǐng)導(dǎo)小組。 2.3復(fù)合材料的組合分類、組成與特性 2.3.1組合與分類 2.3.1.1復(fù)合材料系統(tǒng)組合表 分散相連續(xù)相金屬材料無機非金屬材料有機郵寄高分子材料金屬材料金屬纖維（絲）纖維金屬基復(fù)合 材料鋼絲、水泥復(fù)合材料增強橡膠金屬晶須晶須、

10、金屬基復(fù)合材料晶須、陶瓷基復(fù)合材料金屬片材金屬、塑料板無機非金屬材料陶瓷纖維纖維、金屬基復(fù)合材料纖維、陶瓷基復(fù)合材料晶須晶須、金屬基復(fù)合材料晶須、陶基復(fù)合材料顆粒彌散強化復(fù)合材料粒子填充塑料 玻璃纖維纖維、樹脂復(fù)合材料粒子碳纖維碳纖維、金屬基復(fù)合材料纖維、陶基復(fù)合材料纖維、樹脂復(fù)合材料炭黑顆粒、橡膠有機高分子材料有機纖維顆粒、樹脂基復(fù)合材料塑料金屬、塑料纖維、樹脂基復(fù)合材料橡膠 2.3.1.2分類（1） 按來源：天然、人工復(fù)合材料等（2） 按基體：樹脂基、金屬基、無機非金屬基復(fù)合材料等（3） 按增強體形態(tài)：顆粒增強（particle-reinforced） 短纖或晶須增強（chopped fi

11、ber or whiskers reinforced） 連續(xù)長纖增強（continuous fiber-reinforced） 多維編織布增強（brided fabeic or filament winding-reinforced） 三維編織體增強等（4） 按應(yīng)用：結(jié)構(gòu)、功能、智能復(fù)合材料等（5） 按增強材料品種：玻纖、碳纖、有機纖維復(fù)合材料等（6） 按特定意義：通用、先進、現(xiàn)代、近代、混雜、納米、原位、分子、宏觀復(fù)合才來哦等 2.3.2組成與特性 2.3.2.1概述聚合物基復(fù)合材料（polyme-matrix composites,PMC）金屬基復(fù)合材料（metal-matrix comp

12、osites,MMC）陶瓷基復(fù)合材料（共同構(gòu)成現(xiàn)代復(fù)合材料體系）碳、碳復(fù)合材料（carbon-carbon composites,CMC）有機膠凝基復(fù)合材料（fibet reinforced concete,FPC）2.3.2.2組成 (1)基體（matrix）(2) 增強材料（reinforcement）(都是一個龐大的材料體系，品種繁多，結(jié)構(gòu)和性能呈多樣化，復(fù)合體系的系統(tǒng)組合、排列給復(fù)合材料的巨大發(fā)展空間，原則上，基體與增強體結(jié)構(gòu)與性能差異越大，越有復(fù)核人價值，但更為重要的是基體與增強體之間的匹配。)A. 顆粒增強體：高強、高模、耐高溫的陶瓷和墨等非金屬材料的細微粉末，主要起增強、增韌作用

13、，而不是普通填料的填充體積或降低成本的作用，增強體價格往往比基體還貴。B. 短纖維（晶須）：長徑比51000之間，橫截面面積小于50乘以1的負五次方平方厘米的含缺陷很少的單晶纖維，其模量和強度接近其晶體的理論值。主要有金屬須、氧化物晶須、氮化物晶須和無機鹽類晶須。C. 纖維及其織物：植物纖維、動物纖維、碳物纖維、合成纖維等2.3.3特性 2.3.3.1一般特性：A.可設(shè)計性B.結(jié)構(gòu)復(fù)合與成型一次性完成，整體性較好C.性能分散性大，性能對工藝工程及工藝參數(shù)及偶然性因素都十分敏感，難 精確控制結(jié)構(gòu)和性能D.復(fù)合效應(yīng)（多種復(fù)合效應(yīng)） 2.3.3.2一般性能特點：A. 比強度、比模量大B. 破壞安全性

14、高C. 耐疲勞性好D. 阻尼減震性好E. 耐火蝕性能好 3 先進樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 3.1.什么是先進樹脂復(fù)合材料 先進樹脂基復(fù)合材料是以有機高分子材料為基體、高性能連續(xù)纖維為增強材料、通過復(fù)合工藝制備而成,具有明顯優(yōu)于原組分性能的一類新型材料。 目前廣泛應(yīng)用的先進樹脂基復(fù)合材料主要包括高性能連續(xù)纖維增強環(huán)氧、雙馬和聚酰亞胺復(fù)合材料。先進樹脂基復(fù)合材料具有高比強度和比模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設(shè)計性強、便于大面積整體成型以及具有特殊電磁性能等特點,已經(jīng)成為繼鋁合金、鈦合金和鋼之后的最重要航空結(jié)構(gòu)材料之一。先進樹脂基復(fù)合材料在飛機上的應(yīng)用,可以實現(xiàn)15%30%減重效益,這是使用其它材料所不

15、能實現(xiàn)的。 3.2先進樹脂的發(fā)展方向和應(yīng)用 3.2.1向高性能化、高減重效率方向發(fā)展 西方最新研制機種使用的碳纖維由T300、AS4轉(zhuǎn)向T800、IM7，如F-22、EF200、B777等均用T800，與T300相比，其性能可提高30%-40%。樹脂則選用改性雙馬BMI和改性環(huán)氧，如 F-22主承力結(jié)構(gòu)用5250-4BMI樹脂，耐溫達200。C，CAI值為220MPa(實際使用值為167MPa)。比外還采用增韌環(huán)氧977-3，CAI值為348MPa。B777采用3900-2高韌性環(huán)氧樹脂，CAI值為324-345MPa。第四代韌性雙馬樹脂5260，耐溫230。C，CAI值340MPa，較適合于

16、民航機采用。高性能纖維和高韌性樹脂的 F-22總體氣動外型布局應(yīng)用可提高先進復(fù)合材料的各種綜合性能和放寬設(shè)計許用值，從而可將減重效率由目前的20%-25%提高到30%或更高。 3.2.2重視制造技術(shù)研究、生產(chǎn)條件改造和綜合配套技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展除繼續(xù)采用成熟的熱壓罐成型技術(shù)外，還應(yīng)對編織/RTM、縫編/RTM、纏繞、拉擠、注塑等多種成型技術(shù)進行研究。大力研究先進的ATP技術(shù)，發(fā)展自動切割下料、自動鋪帶、自動鉆鉚等技術(shù)。先進的ATP設(shè)備可鋪疊76.2-156.4mm的專用碳纖維/BMI預(yù)浸帶(帶厚約0.2mm)，F(xiàn)-22就成功地采用這項技術(shù)完成了機翼上下蒙皮的疊層工作， LockheedMartin和

17、Boeing公司都在積極開發(fā)JSF戰(zhàn)斗機發(fā)動機S形進氣道的ATP技術(shù)，此外，V-22、C-17和美國陸軍的先進戰(zhàn)車均計劃采用先進的ATP技術(shù)。 航空先進樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用3.2.3重點開發(fā)低成本的技術(shù)制造成本過高是制約復(fù)合材料擴大應(yīng)用，特別是民用領(lǐng)域應(yīng)用的主要障礙，降低成本乃是當(dāng)務(wù)之急。降低成本應(yīng)從設(shè)計、材料、制造、使用、維護等多方面綜合考慮，應(yīng)推廣大絲束纖維(48-320K)、RTM工藝、固化自動監(jiān)控、整體成型、特種格柵結(jié)構(gòu)和真空滲透等技術(shù)的應(yīng)用。美國準(zhǔn)備通過低成本技術(shù)研究，設(shè)想在10-15年的時間內(nèi)實現(xiàn)先進戰(zhàn)斗機主要復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造成本降低一個數(shù)量級的目標(biāo)。其主要技術(shù)思路為：進一步提高復(fù)

18、合材料結(jié)構(gòu)件的整體性，更多地采用共固化和膠接技術(shù)以及復(fù)合材料的DFM(DesignforManufacture)和DFA(DesignforAffordability)技術(shù)，真正實現(xiàn)復(fù)合材料的優(yōu)化應(yīng)用，從而大大提高復(fù)合材料的應(yīng)用效益，實現(xiàn)制造成本降低一個數(shù)量級的目標(biāo)。目前國內(nèi)先進復(fù)合材料的研究和應(yīng)用通常都具有時間緊、經(jīng)費少、任務(wù)重的特點，往往缺乏從設(shè)計、制造到使用、維護的全過程成本的精細模擬分析和評估，存在重大技術(shù)決策和最終成果預(yù)測不科學(xué)和定量預(yù)測結(jié)果少等問題，消除這些矛盾對確保復(fù)合材料科研工作高起點和順利進行以及研究成果的推廣應(yīng)用具有重要作用。3.2.4強調(diào)復(fù)合材料一體化綜合技術(shù)的發(fā)展復(fù)合材

19、料技術(shù)本身正向著技術(shù)綜合化、功能多樣化和智能結(jié)構(gòu)化方向發(fā)展，它的研究和應(yīng)用往往涉及設(shè)計、材料、制造、測試、使用和維護等諸多專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。其發(fā)展應(yīng)用上任何成功的突破都是各專業(yè)人員協(xié)同工作的結(jié)果，需要各專業(yè)人員協(xié)同工作，為一個共同的目標(biāo)而努力，這樣才能集中有限的人力、財力和物力，在較短的時間內(nèi)完成繁重的研制任務(wù)。3.2.5重視熱塑性復(fù)合材料的研究和應(yīng)用以連續(xù)纖維或長纖維增強的熱塑性復(fù)合材料(常以PP、PA、PC及高性能塑料PEEK、PES、PPS等為基體材料)，既具有熱固性復(fù)合材料那樣良好的綜合力學(xué)性能，又在材料韌性、耐腐蝕性、耐磨性及耐溫性方面有明顯的優(yōu)勢，而在工藝上還具有良好的二次或多次成型和

20、易于回收的特性，其良好的發(fā)展和應(yīng)用前景是顯而易見的，因此，要繼續(xù)重視發(fā)展熱塑性復(fù)合材料，使熱塑性復(fù)合材料的研究和應(yīng)用得到進一步發(fā)展。4 熱塑性纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 4.1塑性纖維復(fù)合材料的特點塑性纖維復(fù)合材料（）是纖維復(fù)合材料（）中的一大門類。在熱固性纖維復(fù)合材料的啟發(fā)下，萌發(fā)了研制熱塑性纖維復(fù)合材料的想法。 熱塑性纖維復(fù)合材料有下列特點：有較高的斷裂韌性 b.纖維預(yù)浸料和片狀模料有不限的貯存期耐化學(xué)藥品及耐水性熱成型性能好，生產(chǎn)效率高廢料可再生利用普通熱塑性復(fù)合材料密度低，價格便宜，模具費用小高性能熱塑性纖維復(fù)合材料有極高的比強度、比剛度和韌性，有耐熱性、阻燃性及空間性能等特性產(chǎn)品設(shè)計自

21、由大，可制成復(fù)雜形狀的產(chǎn)品4.2塑性纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 熱塑性樹脂基復(fù)合材料是20世紀80年代發(fā)展起來的，主要有長纖維增強粒料(LFP)、連續(xù)纖維增強預(yù)浸帶(MITT)和玻璃纖維氈增強型熱塑性復(fù)合材料(GMT)。根據(jù)使用要求不同，樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料，纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。隨著熱塑性樹脂基復(fù)合材料技術(shù)的不斷成熟以及可回收利用的優(yōu)勢，該品種的復(fù)合材料發(fā)展較快，歐美發(fā)達國家熱塑性樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)占到樹脂基復(fù)合材料總量的30%以上。 高性能熱塑性樹脂基復(fù)合材料以注射件

22、居多，基體以PP、PA為主。產(chǎn)品有管件（彎頭、三通、法蘭）、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型管道、GMT模壓制品（如吉普車座椅支架）、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應(yīng)用包括通風(fēng)和供暖系統(tǒng)、空氣過濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動皮帶保護罩等?；厶畛涞腜P具有高剛性、高強度、極好的耐熱老化性能及耐寒性?；墼鰪奝P在車內(nèi)裝飾方面有著重要的應(yīng)用，如用作通風(fēng)系統(tǒng)零部件，儀表盤和自動剎車控制杠等，例如美國HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。云母復(fù)合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲性、尺寸穩(wěn)定以

23、及低密度、低價格等特點，利用云母/聚丙烯復(fù)合材料可制作汽車儀表盤、前燈保護圈、擋板罩、車門護欄、電機風(fēng)扇、百葉窗等部件，利用該材料的阻尼性可制作音響零件，利用其屏蔽性可制作蓄電池箱等。我國的熱塑性樹脂基復(fù)合材料的研究開始于20世紀80年代末期，近十年來取得了快速發(fā)展，2000年產(chǎn)量達到12萬噸，約占樹脂基復(fù)合材料總產(chǎn)量的17%，所用的基體材料仍以PP、PA為主，增強材料以玻璃纖維為主，少量為碳纖維，在熱塑性復(fù)合材料方面未能有重大突破，與發(fā)達國家尚有差距。 4.3復(fù)合材料的填料和增強材料的市場概況 4.3.1各種填料和增強材料的市場份額 2000年北美地區(qū)復(fù)合材料用的填料和增強材料的市場需求量為

24、2495萬噸，其中： 碳酸鈣998萬噸，占 40 ； 玻璃纖維77l萬噸，占31%； 其它礦物填料544萬噸，占22； 天然纖維為18l萬噸，占7。 4.3.2主要填料和增強纖維的價格 2000年北美地區(qū)主要填料和增強材料的平均價格為： 玻璃纖維 198美元kg 其它天然纖維 038美元kg 碳酸鈣 015美元kg 木纖維 013美元kg 兩種木纖維粉的價格為： 4060目木纖維粉 022024美元kg 80200目木纖維粉 027040美元kg 三種麻類纖維的價格為： 亞麻 033一046美元kg 大麻 033143美元kg 洋麻 033一066美元kg 4.3.3天然纖維的市場需求量 北美

25、地區(qū)復(fù)合材料用天然纖維的歷史需求量為： 1980年 47萬噸 1990年 52萬噸 2000年 181萬噸 在上述市場需求量中，木纖維和木纖維粉占絕大部分。今后幾年木纖維粉和麻類纖維的市場需求量將有較大幅度的增長。據(jù)預(yù)側(cè)，今后幾年40一60目木纖維市場需求量的年增長率將達到70， 80200目的年增長率也將達到25。麻類纖維今后幾年市場需求量的年增長率為亞麻 60，大麻 50 ，洋麻 50。 4.3.4天然纖維的市場份額 用作復(fù)合材料的填料和增強材料的天然纖維在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的市場份額為： 建筑制品 75 工業(yè)消費品 10 汽車零部件 85 透光復(fù)合材料 5.1透光復(fù)合材料的定義和種類定義：透

26、光復(fù)合材料是以透明樹脂和纖維增強材料復(fù)合而成的新型采光材料， 按照基體材料的種類可分為：A.不飽和聚脂透光復(fù)合材料、B.甲基丙烯酸樹脂透光復(fù)合材料、C.改性甲基丙烯酸樹脂透光復(fù)合材料D.聚氯乙烯透光復(fù)合材料 5.2透光復(fù)合材料的特點 透光復(fù)合材料屬第三代采光材料，它除具有玻璃的透光性能外，還具有很多玻璃無以相比的特點： A比重小，單位采光面積的重量輕，其比重相當(dāng)于玻璃的60，一般厚度只有1，而玻璃的最小厚度為3，因此，每m m采光材料的重量只相當(dāng)于玻璃重量的20。 B導(dǎo)熱系數(shù)小，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1.392，而透光復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.232，比玻璃小5倍以上，因此，用透光復(fù)合材料設(shè)計居住建

27、筑采光，不論是在北方寒冷地區(qū)冬季采暖，或是南方夏季降 溫，都能有效的節(jié)約能源。 C透光復(fù)合材料的透光質(zhì)量可以根據(jù)使用條件要求進行設(shè)計，如農(nóng)業(yè)溫室用的采光復(fù)合材料，可以根據(jù)農(nóng)作物生長對光譜要求的特點，提高太陽光中紅橙光和紫外光的透過率，使農(nóng)作物增產(chǎn)。 D透光均勻，光線透過大多數(shù)透光復(fù)合材料后會產(chǎn)生散射，因而不會在室內(nèi)形成光斑。這一特點，特別適用于精加工車間、商場天井和室內(nèi)運動場采光等。 E透光復(fù)合材料抗沖擊強度高，施工、運輸及受冰雹打擊后不易破碎，也不會產(chǎn)生自爆，破壞后的透光復(fù)合材料也不會像玻璃那樣，造成碎玻璃片傷人，使用比較安全。特別適用于公共建筑的屋頂采光，工廠的平天窗采光及易燃易爆的化工廠

28、生產(chǎn)車間采光。 F透光復(fù)合材料能透光又能承受外力，兼有采光材料和結(jié)構(gòu)材料的功能，在建筑工程的采光設(shè)計中，不需要像玻璃那樣設(shè)計支承結(jié)構(gòu)。因此，采用透光復(fù)合材料能夠提高單位采光面積的透光率省去承結(jié)構(gòu)，簡化采光工程設(shè)計和降低工程造價。G成型容易，一次可以成型形狀復(fù)雜的大尺寸采光制品，如采光罩，采光拱形板等，大大地簡化了采光工程設(shè)計。H施工運輸方便，透光復(fù)合材料采光制品在施工運輸過程中不易損壞，故能減少損耗、降低工程造價。6 三維紡織復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用 6.1二維編織復(fù)合材料的應(yīng)用 二維聚合物基層合板的應(yīng)用，在船舶上超過50年，在航空約有30年，晟近20年用在汽車和建筑物、橋梁等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。盡管二維層

29、合板已長期使用，但由于制造問題和某些力學(xué)性能差，在許多結(jié)構(gòu)上受到限制。 二維層合板結(jié)構(gòu)由人工鋪疊，勞動強度太，費用高。由預(yù)浸料制造層合板還需冷藏保存，生產(chǎn)周期長。對于復(fù)雜幾何形狀構(gòu)件，要加工成零件，通過膠結(jié)或機械連接組成。這一系列制造問題，妨礙它在航空工業(yè)上廣泛使用。 二維層合板結(jié)構(gòu)，它的沖擊損傷抗力和穿過厚度的力學(xué)性能低于鋁合金和鋼材。在航空和汽車工業(yè)的某些關(guān)鍵構(gòu)件的使用亦受到限制。低的穿過厚度的剮度、強度和疲勞破壞抗力，使二維層合板不宜用在承受橫向和層問剪切的厚構(gòu)件。二維層合板層間斷裂韌性低，在沖擊載荷作用下很易脫層，使沖擊后的壓縮強度、疲勞強度明顯降低。克服二維層合板的制造和力學(xué)性能中的

30、閘題，過去30年國外學(xué)者結(jié)合傳統(tǒng)的復(fù)合材料制造經(jīng)驗，利用紡織工藝、通過力學(xué)性能的分析，研制出三維紡織復(fù)合材料。它在復(fù)雜幾何形狀的構(gòu)件制造上，工藝簡便、費用低且力學(xué)性能優(yōu)于二維層合板結(jié)構(gòu)。因之，三維紡織復(fù)合材料在許多結(jié)構(gòu)上成功地取代了二維層合板結(jié)構(gòu)。 6.2三維機織復(fù)合材料 30年前，研制成碳一碳三維機織復(fù)合材料，替代飛機上制動裝置的高溫金屬合金，達到了高比強度、高比剛度和抵抗損傷的能力?？偟目磥恚S機織復(fù)合材料在20世紀八十年代以前研究進展緩慢。但隨著二維層合板結(jié)構(gòu)在飛機應(yīng)用上，制造復(fù)雜幾何形狀構(gòu)件造價很高，維修中對不慎落下重物引起的沖擊損傷非常敏感。這兩個問題推動了三維機織復(fù)合材料的發(fā)展。通過10一15年的研究，看到三維機織復(fù)合材料優(yōu)于二維層合板之處，也認識到妨礙它進一步應(yīng)用的因素。三維機織復(fù)合材料主要優(yōu)點是可以制成復(fù)雜幾何形狀的整體構(gòu)件，這樣減少材料消耗、零件加工和連接。另外，在制造三維預(yù)形件時，只需對標(biāo)準(zhǔn)的二維織機稍作修改即可使用，因此節(jié)省了制造費用。為滿足特殊需要近年來也研制了諸如螺旋軸型、導(dǎo)塊型、劍桿型、分裂筘型、極坐標(biāo)型等專用三維織機。另一優(yōu)點是通過控制穿過厚度的增強紗（捆扎紗），可生產(chǎn)出各種纖維增強結(jié)構(gòu)，最普遍的是正交織物和層間聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)（如圖）。通過調(diào)整經(jīng)紗、緯紗和捆扎紗的數(shù)量和材料類型，能制造出滿足特殊要求的預(yù)形件。研究認為三維機織