復(fù)合材料的應(yīng)用

1、復(fù)合材料的應(yīng)用一、復(fù)合材料在建筑上的應(yīng)用在建筑工業(yè)中發(fā)展和使用樹脂基復(fù)合材料對減輕建筑物自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑設(shè)計，加速 施工進度，降低工程造價，提高經(jīng)濟效益等都十分有利，是實現(xiàn)建筑工業(yè)現(xiàn)代化的必要條件。1、承載結(jié)構(gòu)用作承載結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料建筑制品有：柱、桁架、梁、基礎(chǔ)、承重折板、屋面板、樓板等，這些復(fù) 合材料構(gòu)件，主要用于化學(xué)腐蝕廠房的承重結(jié)構(gòu)、高層建筑及全玻璃鋼-復(fù)合材料樓房大板結(jié)構(gòu)。2、圍護結(jié)構(gòu)復(fù)合材料圍護結(jié)構(gòu)制品有各種波紋板、夾層結(jié)構(gòu)板，各種不同材料復(fù)合板，整體式和裝配式折板結(jié) 構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。用作殼體結(jié)構(gòu)的板材，它既是圍護結(jié)構(gòu)，又是承重結(jié)構(gòu)。這些構(gòu)件可用作工業(yè)及民用建筑的外

2、墻 板、隔墻板、防腐樓板、屋頂結(jié)構(gòu)、遮陽板、天花板、薄殼結(jié)構(gòu)和折板結(jié)構(gòu)的組裝構(gòu)件。3、采光制品透光建筑制品有透明波形板、半透明夾層結(jié)構(gòu)板、整體式和組裝式采光罩等，主要用于工業(yè)廠房、 民用建筑、農(nóng)業(yè)溫室及大型公用建筑的天窗、屋頂及圍擴墻面采光等。4、門窗裝飾材料屬于此類材料制品有門窗斷面復(fù)合材料拉擠型材、平板、浮雕板、復(fù)合板等，一般窗框型材用 樹脂玻璃鋼。復(fù)合材料門窗防水、隔熱、耐化學(xué)腐蝕。用于工業(yè)及民用建筑，裝飾板用作墻裙、吊頂、大型浮雕 等。5、給排水工程材料市政建設(shè)中給水、排水及污水處理工程中已大量使用復(fù)合材料制品，如各種規(guī)格的給水玻璃 鋼管、高位水箱、化糞池、防腐排污管等。6、衛(wèi)生潔具材

3、料屬于此類產(chǎn)品的有浴盆、洗面盆、坐便盆，各種整體式、組裝式衛(wèi)生間等，廣泛用于各類建筑 的衛(wèi)生工程和各種衛(wèi)生間。7、采暖通風(fēng)材料屬此類復(fù)合材料制品有冷卻塔、管道、板材、柵板、風(fēng)機、葉片及整體成型的采暖通風(fēng)制品。 工程上應(yīng)用的中央空調(diào)系統(tǒng)中的通風(fēng)廚、送風(fēng)管、排氣管、防腐風(fēng)機罩等。8、高層樓房屋頂建筑如旋轉(zhuǎn)餐廳屋蓋、異形尖頂裝飾屋蓋、樓房加高、球形屋蓋、屋頂花園、屋頂游泳池、廣 告牌和廣告物等。9、特殊建筑大跨度飛機庫、各種尺寸的冷庫、活動房屋、崗?fù)ぁ⒎鹿沤ㄖ?、移動劇院、透微波塔樓、屏蔽房?防腐車間、水工建筑、防浪堤、太陽能房、充氣建筑等。10、其它復(fù)合材料在建筑中的其它用途還很多，如各種家具、馬

4、路上的陰井蓋、公園和運動場座椅、海濱浴場 活動更衣室、公園仿古涼亭等二、復(fù)合材料在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用以樹脂為基體的復(fù)合材料作為化學(xué)工業(yè)的耐腐蝕材料已有50余年歷史，由于樹脂基復(fù)合材料比強度高、無 電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象與導(dǎo)熱系數(shù)低、良好的保溫性能及電絕緣性能、制品內(nèi)壁光滑、流體阻力小、維修方便、重量輕、 吊裝運輸方便等優(yōu)點，已廣泛用于石油、化肥、制鹽、制藥、造紙、海水淡化、生物工程、環(huán)境工程及金屬電鍍 等工業(yè)中。1、在環(huán)境保護領(lǐng)域中的應(yīng)用玻璃鋼在給排水管道工程中已得到了廣泛的應(yīng)用，最近幾年，越來越多的廢水處理系統(tǒng)的管道用玻璃鋼制造， 一個基本原因就是廢水的耐蝕介質(zhì)的種類和腐蝕性能都在不斷增加，這就要求使

5、用耐蝕性能更好的材料，而而腐 蝕玻璃鋼是滿足這種需求的最好材料。復(fù)合材料在環(huán)境保護方面應(yīng)用包括一般工業(yè)廢氣處理、油水處理、含毒物 質(zhì)污水處理、垃圾焚化處理及城市廢水脫臭處理等2、在高純水和食品領(lǐng)域中的應(yīng)用這是樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用的一個新領(lǐng)域。樹脂基復(fù)合材料優(yōu)良的耐蝕性能意味著這種材料具有活潑、不污染 的特性，理所當(dāng)然地成為高度清潔物品如貯存高純水、藥品、酒、牛奶之類的可選用材料。3、在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用氯堿工業(yè)是玻璃鋼作耐腐材料的最早應(yīng)用領(lǐng)域之一，目前玻璃鋼已成為氯堿工業(yè)主要材料。玻璃鋼已用于各 種管道系統(tǒng)、氣體鼓風(fēng)機、熱交換器外殼、鹽水箱以至于泵、池、地坪、墻板、格柵、把手、欄桿等建筑結(jié)構(gòu)上。

6、同時，玻璃鋼也開始進入化工行業(yè)的各個領(lǐng)域。4、在造紙工業(yè)中的應(yīng)用造紙工業(yè)以木材為原料，制紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等，對金屬有極強的腐蝕作用，唯有玻璃鋼材料能 抵抗這類惡劣環(huán)境，玻璃鋼材料已在一些國家的紙漿生產(chǎn)中顯現(xiàn)其優(yōu)異的耐蝕性。5、在金屬表面處理工業(yè)中的應(yīng)用金屬表面處理廠所使用的酸，大多為鹽酸，基本上用玻璃鋼是沒有問題的6、火力發(fā)電火力發(fā)電以燃燒及燃油為主，發(fā)電廠中一般管道或廢水處理設(shè)施均可用玻璃鋼制品，而排煙脫硫裝置則為防 蝕之重點。7、海水淡化海水淡化分為傳統(tǒng)蒸餾及反滲透膜法，由于海水十分容易侵蝕鐵質(zhì)材料，故淡化廠內(nèi)大部分的管道及容器均 使用玻璃鋼制品。8、溫泉上的應(yīng)用溫泉的用途有發(fā)電

7、及洗浴，從溫泉的抽取到輸送，均已大量使用玻璃鋼管。9、在醫(yī)藥工業(yè)上應(yīng)用藥品種類繁多，每種原料有所不同，但玻璃鋼用于醫(yī)藥工業(yè)受到青睞10、運輸用途玻璃鋼在槽車上的使用，已證實比橡膠內(nèi)襯實用，例如在鹽酸的運輸上，橡膠內(nèi)襯已證實會因沉淀物而穿孔， 而沉淀物確為鹽酸的基本問題，除非為100C的純鹽酸。從眾多實例中，已證實乙烯基樹脂來制槽體或作內(nèi)襯為 一正確的選擇。此乃因乙烯基樹脂除具備優(yōu)良耐化學(xué)特性外，更提供良好的機械特性及耐疲勞性，以適應(yīng)道路運 輸受力構(gòu)件力學(xué)性能的要求。三、復(fù)合材料在交通運輸與能源工業(yè)中的應(yīng)用1、基礎(chǔ)設(shè)施中的公路安全設(shè)施、道路、橋梁及站場等；2、汽車制造工業(yè)中的各種汽車配件，如車身

8、外殼、傳動軸、制動件及車內(nèi)座椅、地板等；3、摩托車和自行車制造工業(yè)中的車身構(gòu)件、車輪等；4、鐵路工業(yè)中的牽引機車，各種車輛（客車、貨車、冷藏車、貯罐車等）5、鐵路通訊設(shè)施；6、橋梁及道路建設(shè)及修補；7、各種制動件；8、水上交通中的各種中小船身殼體；9、大小船上舾裝件；10、港口及航道設(shè)施；11、飛機制造工業(yè)中的各種復(fù)合材料制件槳葉、機翼、內(nèi)部設(shè)施等；12、圍繞航空運輸工業(yè)中的機場建設(shè)等。四、復(fù)合材料在能源工業(yè)方面的應(yīng)用1、火力發(fā)電工業(yè)方面的通風(fēng)系統(tǒng)，排煤灰渣管道，循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，屋頂軸流風(fēng)機、電纜保護設(shè)施、電絕緣制 品等；2、水力發(fā)電工業(yè)中的電站建設(shè)，大壩和隧道中防沖、耐磨、防凍、耐腐蝕過水面

9、的保護；閥門；發(fā)電和輸電中 的各種電絕緣制品等；3、在新能源方面，樹脂基復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機葉片、電桿及電絕緣制品等。五、復(fù)合材料在機械電器工業(yè)中的應(yīng)用樹脂基復(fù)合材料具有比強度高、比模量高、抗疲勞斷裂性能好、可設(shè)計性強、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好、耐磨、耐 腐蝕、減震、降噪及絕緣性好等一系列優(yōu)點，集結(jié)構(gòu)承載和多功能于一身，可以在機械電器工業(yè)獲得極其廣泛的 應(yīng)用。機械設(shè)備如風(fēng)機、泵、閥門、制冷機械、空壓機、起重機械、運輸機械、工程機械、汽車、農(nóng)用發(fā)動機、拖 拉機、各類內(nèi)燃機、農(nóng)機具、牧畜機械、農(nóng)業(yè)排灌機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械、收獲和場上作業(yè)機械、機床、鑄造 設(shè)備、印刷機械、橡膠和塑料加工機械、石油鉆估機械、礦

10、山采機械、礦山機械、電影機械及食品機械等等，其 中有很多設(shè)備的零部件既要求有一定強度和剛度以承載，又要求有耐磨、耐腐蝕、能減震和降噪等功能的零部件， 傳統(tǒng)上它們是由金屬材料制造的，現(xiàn)在都可以采用樹脂基復(fù)合材料來制造，以獲得更高的效益/成本比率。電氣 行業(yè)曾是復(fù)合材料應(yīng)用最早的部門，也是用量最大的部門之一。樹脂基復(fù)合材料是優(yōu)良的絕緣材料，用它制造儀 器儀表、電機及各種電器中的附件，有僅可以減輕自重和提高其可靠性，耐用珂以延長其使用壽命六、復(fù)合材料在電子工業(yè)中的應(yīng)用電子工業(yè)是近20年來迅速發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，電子功能材料是電子元器件和電子裝備的基礎(chǔ)和支撐，廣泛 應(yīng)用在電子行業(yè)的各個領(lǐng)域。隨著電子元器

11、件制造技術(shù)的飛躍進步，電子產(chǎn)品正向小型輕量薄型化、高性能化、 多功能化的方向發(fā)展，進而推動電子材料的不斷進步。復(fù)合材料具有許多優(yōu)異性能，如比強度高、比剛度大、抗 疲勞性好、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定、密度低以及獨特的材料可設(shè)計性等。因此，自問世以來發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用在 電子工業(yè)上，用作結(jié)構(gòu)件及結(jié)構(gòu)功能件，賦予產(chǎn)品以輕質(zhì)、高強度、高剛度、高尺寸精度等特性，提高了產(chǎn)品的 技術(shù)指標(biāo)，更好地適應(yīng)了現(xiàn)代高科技的發(fā)展要求。雖然復(fù)合材料用作電子功能材料的應(yīng)用研究起步較晚，但已成 為電子產(chǎn)品不可缺少的關(guān)鍵材料，體現(xiàn)出其在電子裝備中的優(yōu)異性能和廣闊前景。用復(fù)合材料制作的電子功能材料種類很多，最具代表性的是印刷線路板基板

12、材料。作為連接和支撐電子器件 的印刷線路板，它應(yīng)用在眾多的電子產(chǎn)品中，是必不可少的部件。復(fù)合材料在電子工業(yè)中的另一大類應(yīng)用是制作 各種天饋線，包括反射面和天線罩，還有饋源、波導(dǎo)等高頻部件，賦予諸多電子設(shè)備，特別是通訊收發(fā)設(shè)備、雷 達等產(chǎn)品更市制技術(shù)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。同時，利用有些復(fù)合材料的吸波性能，還可制成屏蔽材料和隱身材料。七、復(fù)合材料在醫(yī)療、體育、娛樂方面的應(yīng)用在生物復(fù)合材料中，復(fù)合材料可用于制造人工心臟、人工肺及人工血管等，用人造復(fù)合材料器官挽救生命的 設(shè)想將成為現(xiàn)實。復(fù)合材料牙齒，復(fù)合材料骨骼及用于創(chuàng)傷外科的復(fù)合材料呼吸器、支架、假肢、人工肌肉、人 工皮膚等均有成功事例。在醫(yī)療設(shè)備方面，主要有

13、復(fù)合材料診斷裝置，復(fù)合材料測量器材及復(fù)合材料拐杖、輪椅、搬運車和擔(dān)架等復(fù)合材料體育用品種類很多。有水上體育用品、如復(fù)合材料皮艇、賽艇、滑艇、帆船、帆板、沖浪板等；球 類運動器材有網(wǎng)球拍、羽毛球拍及壘球棒、籃球架的籃板等；冰雪運動中有復(fù)合材料滑雪板、滑雪杖、雪撬、冰 球棒等；跳高運動用的撐桿、射箭運動的弓和箭等也都選用復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的竹、木及金屬材料。實踐證明， 很多體育用品改用復(fù)合材料制造后，大大地改善了其使用性能，使運動員創(chuàng)造出好成績。在娛樂設(shè)施中，復(fù)合材料已大量用于游樂車、游樂船、水上滑梯、速滑車、碰碰車、兒童滑梯等產(chǎn)品，這些 產(chǎn)品充分發(fā)揮了玻璃鋼重量輕、強度高、耐水、耐磨、耐撞、色澤鮮

14、艷、產(chǎn)品美觀及制造方便等特點。上前國內(nèi) 各大公園及各游樂場的娛樂設(shè)施，都已基本上用玻璃鋼代替了傳統(tǒng)材料。復(fù)合材料釣魚竿是娛樂器材中的大宗產(chǎn)品，它主要分為玻璃鋼釣魚竿和碳纖維復(fù)合材料釣魚竿兩類。其最大 特點是強度高、重量強、可收縮、攜帶方便、造型美觀等。在樂器制造方面，高性能復(fù)合材料得到推廣應(yīng)用，這是因為碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料的比模量高、彎曲剛度大、 耐疲勞性好和不受環(huán)境溫濕度影響等特點所致。用復(fù)合材料制造的揚聲器、小提琴和電吉它，其音響效果均優(yōu)于 傳統(tǒng)木質(zhì)紙盒和云杉木產(chǎn)品質(zhì)量。復(fù)合材料在樂器方面的用量占總產(chǎn)量的比例不大，但它在提高樂器質(zhì)量方面， 仍不失為一種有發(fā)展前途的方向。八、復(fù)合材料在國防、軍

15、工及航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用復(fù)合材料以其典型的輕量特性、卓越的比強度、比模量、獨特的耐燒蝕和隱蔽性、材料性能的可設(shè)計性、制 備的靈活性和易加工性等受到軍方青睞，在實現(xiàn)武器系統(tǒng)輕量化、快速反應(yīng)能力、高威力、大射程、精確打擊、 高自下而上力方面起著巨大作用。復(fù)合材料的進步為武器系統(tǒng)選材和產(chǎn)品設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)，在兵器裝備上獲得了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用技術(shù) 取得了重大的突破，應(yīng)用水平有了顯著的提高。美國陸軍已研究證實了水陸兩用車復(fù)合材料艙門和炮塔可減重 15.5%。美國陸軍的M113A3裝甲人員輸送車已采用S2玻纖增強酚醛樹脂復(fù)合材料制造車體，取代了早期的Kevlar 纖維復(fù)合材料，提高了防火和煙霧特性，降

16、低了成本。美國還考究了MIAI主戰(zhàn)坦克上各部件復(fù)合材料化的可行 性，優(yōu)選出22個部件采用復(fù)合材料制造，可減重1440kg，降低成本1835美元。國外在導(dǎo)彈和火箭方面已完成了復(fù)合材料化、輕量化和小型化，并且正向新的、更高的水平前進，包括經(jīng)濟 承受能力方面的低成本化。如前蘇聯(lián)的”賽格”反坦克導(dǎo)彈從外觀上看實現(xiàn)了塑料化。它的主要復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件有： 風(fēng)帽、殼體、尾翼座、尾翼等。使用的材料為玻纖增強酚醛塑料，復(fù)合材料構(gòu)件占總體零件數(shù)的75%。美國的” 陶式”反坦克導(dǎo)彈，法國的”霍特”反坦克導(dǎo)彈，”阿皮拉斯”反坦克火箭彈的發(fā)射筒，發(fā)動機殼體分別用玻纖增強環(huán) 氧樹脂和芳綸纖維增強環(huán)氧樹脂制造。隨著我國復(fù)合材

17、料技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)水平的提高，復(fù)合材料在兵器上的應(yīng)用范圍越來越大。如芳綸纖維增強復(fù) 合材料已用于主戰(zhàn)坦克的首上裝甲和炮塔復(fù)合裝甲；玻璃纖維增強復(fù)合材料用于反坦克導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部殼體、尾翼 座、發(fā)動機殼體以及火箭彈的噴管等。90年代復(fù)合材料在兵器上應(yīng)用進入了一個新時代，高強度玻纖增強樹脂 復(fù)合材料用于多管遠程火箭彈和空空導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)材料和燒蝕-隔熱材料，使金屬噴管達到了塑料化，燒蝕-隔熱- 結(jié)構(gòu)多功能化，實現(xiàn)了噴管收斂段、擴張段和尾翼架多部件一體化，大大減輕武器的重量，提高了戰(zhàn)術(shù)性能，簡 化了工藝，降低了成本。復(fù)合材料，特別是碳纖維復(fù)合材料等在航空航天器結(jié)構(gòu)上已得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已成為航空航天領(lǐng)域使用的 四大結(jié)構(gòu)材料之一。和合材料在航空航天上除主要作為結(jié)構(gòu)材料處，在許多情況下還可滯各種功能性要求，如透 波、隱身等。復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域中主要應(yīng)用是在：飛機、直升飛機種結(jié)構(gòu)部件；地面雷達罩、機載雷達罩、 艦載雷達罩以及車載雷達罩等；人造衛(wèi)星、太空站和天地往返運輸系統(tǒng)等方面。九、復(fù)合材料在農(nóng)、林、牧、漁及食品業(yè)中的應(yīng)用復(fù)合材料在農(nóng)、林、牧、漁及食品業(yè)中的應(yīng)用涉及到如下問題：農(nóng)作物、植物、花卉及魚類保護，改進種植 和養(yǎng)殖技術(shù)，創(chuàng)造優(yōu)良的生長環(huán)境，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；農(nóng)業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)品包裝、防腐及貯運；農(nóng)業(yè)、漁業(yè)建筑、設(shè)備 及器具；食品業(yè)生產(chǎn)、貯運設(shè)備、飲食用具。復(fù)合材料設(shè)備、器具及建筑在食品業(yè)