高性能纖維及材料

1、同組人員：復(fù)合材料的發(fā)展歷史 早期復(fù)合材料的歷史較長(zhǎng)最具有代表性的例子是中國(guó)古代發(fā)明的漆器。 現(xiàn)代復(fù)合材料只有60多年的歷史，它的主要特征是基體采用合成材料。漆器首飾盒1940年，世界上第一次用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂制造了軍用飛機(jī)雷達(dá)罩。 至20世紀(jì)6070年代，玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品已經(jīng)廣泛運(yùn)用于航空、機(jī)械、化學(xué)、體育和建筑工業(yè)中。 20世紀(jì)5060年代相繼開發(fā)了硼纖維、碳纖維和芳綸纖維。 20世紀(jì)70年代，開發(fā)了耐熱性更高的氧化鋁纖維和碳化硅纖維，還開發(fā)了各種晶須，使現(xiàn)代復(fù)合材料的性能向耐熱、高韌性和多功能方向發(fā)展，被稱為第三代現(xiàn)代復(fù)合材料。 近年來開發(fā)了宏觀微觀復(fù)合為一體的各種新型復(fù)合

2、材料，例如20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)了功能梯度復(fù)合材料，也被稱為最先進(jìn)復(fù)合材料。在航空航天和國(guó)防軍工上的應(yīng)用 復(fù)合材料的高比剛度和比強(qiáng)度，使它成為航空航天中非常理想的材料，因?yàn)闇p重在這里將帶來非常大的效益，也因此碳纖維復(fù)合材料成為主要的選擇。兼要其他功能時(shí)也采用其他纖維或混雜纖維。 在防腐工程上的應(yīng)用 玻璃纖維增強(qiáng)塑料良好的防腐性能使之在防腐工程上得到最廣泛的應(yīng)用，消費(fèi)量也占到復(fù)合材料總用量的10%以上?；瘜W(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，從原材料、生產(chǎn)過程中的各類物資，直至最后的成品，往往都具有不同程度的，甚至很強(qiáng)的腐蝕性，因此防腐設(shè)備的用量最大，包括各類貯罐、塔器、管道、槽車等。除化工防腐外，油田的輸油管、污水

3、管、環(huán)保設(shè)備中大都采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料。在電氣/電子工業(yè)上的應(yīng)用 在電氣/電子工業(yè)上的應(yīng)用主要是利用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的良好電絕緣性能和良好的絕熱性能，用于電力工業(yè)的輸配電設(shè)備、各類絕緣構(gòu)架和操作器械。在船舶和近海工程上的應(yīng)用 船舶和近海工程上也主要采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年要消耗30萬(wàn)噸以上，占世界復(fù)合材料總用量的10%以上。復(fù)合材料具有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1.良好的高溫性能2.良好的尺寸穩(wěn)定性3.良好的化學(xué)穩(wěn)定性4.良高比強(qiáng)度、高比模量5.好的抗疲勞、蠕變、沖擊和斷裂韌性6.良好的功能性能缺點(diǎn)1. 大多數(shù)增強(qiáng)纖維拉伸時(shí)的斷裂應(yīng)變很小2. 疊層復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和層間拉伸強(qiáng)度很低3. 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與金屬材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，由于各個(gè)方向性能的差異，困難更多些。4. 用硼纖維、碳纖