聚合物基復合材料的概念特性應用與進展演示文稿

聚合物基復合材料的概念特性應用與進展演示文稿當前第1頁\共有54頁\編于星期一\13點（優(yōu)選）聚合物基復合材料的概念特性應用與進展當前第2頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展人類第一架全復合材料飛機1.1前言：當前第3頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展復合材料制品羽毛球拍高爾夫球桿機器零件1.1前言：當前第4頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.2復合材料簡介compositematerial：定義由兩種或兩種以上不同性能、不同形態(tài)的組分材料（通常是增強材料和基體材料）通過復合工藝組合而成的一種多相材料，它既保持了原組分材料的主要特點，又顯示了原組分材料所沒有的新性能。當前第5頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展特征：（1）微觀上是非均相材料，組分材料間有明顯的界面；（2）組分材料性能差異很大；（3）組成復合材料后性能有較大的改進；（4）組分材料的體積分數(shù)應大于10%。三種基本的物理相：（1）基體相：連續(xù)的（2）增強相：分散的、被基體所包容（3）界面相：增強相與基體相之間的交界面1.2復合材料簡介當前第6頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.3復合材料的命名及分類按基體材料類型命名：金屬基復合材料、無機非金屬基復合材料、聚合物基復合材料以增強纖維的類型來命名：玻璃纖維復合材料、碳纖維復合材料、混雜復合材料例：玻璃/環(huán)氧復合材料：玻璃纖維環(huán)氧樹脂復合材料（環(huán)氧玻璃鋼）碳/金屬復合材料：碳纖維和金屬基體構(gòu)成的復合材料碳/碳復合材料（C/C復合材料）：碳纖維和碳基體構(gòu)成的復合材料當前第7頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.3復合材料的命名及分類

分散相形態(tài)(1)連續(xù)纖維增強(2)纖維織物增強(3)片狀材料增強(4)短纖維增強(5)顆粒增強(6)納米增強基體材料類型(1)金屬基(2)無機非金屬基★陶瓷基★碳基(3)聚合物基★熱固性樹脂基

★熱塑性樹脂基

增強纖維的類型(1)碳纖維(2)玻璃纖維(3)有機纖維(4)硼纖維(5)碳化硅(5)混雜纖維132當前第8頁\共有54頁\編于星期一\13點以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料，稱為玻璃纖維增強塑料，或稱為玻璃鋼。(國際公認的縮寫符號為GFRP)由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。玻璃鋼是一種品種繁多，性能各別用途廣泛的復合材料。它是由合成樹脂和玻璃纖維經(jīng)復合工藝，制作而成的一種功能型的新型材料。玻璃鋼簡介當前第9頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼簡介當前第10頁\共有54頁\編于星期一\13點熱塑性熱固性熱塑性熱固性返回玻璃鋼簡介當前第11頁\共有54頁\編于星期一\13點相對密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近，而比強度可以與高級合金鋼相比。

玻璃鋼簡介當前第12頁\共有54頁\編于星期一\13點

FRP是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力是優(yōu)良的絕緣材料，用來制造絕緣體。已廣泛用于雷達天線罩。

FRP熱導率低，只有金屬的1/100~1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下，是理想的熱防護和耐燒蝕材料，能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。玻璃鋼簡介當前第13頁\共有54頁\編于星期一\13點1.玻璃鋼材料是一種具有可設計性的材料品種:可以根據(jù)不同的使用環(huán)境及特殊的性能要求，自行設計復合制作而成，因此只要選擇適宜的原材料品種，基本上可以滿足各種不同用途對于產(chǎn)品使用時的性能要求。2.玻璃鋼產(chǎn)品，制作成型時的一次性:只要根據(jù)產(chǎn)品的設計，選擇合適的原材料鋪設方法和排列程序，就可以將玻璃鋼材料和結(jié)構(gòu)一次性地完成，避免了金屬材料通常所需要的二次加工，從而可以大大降低產(chǎn)品的物質(zhì)消耗，減少了人力和物力的浪費。玻璃鋼簡介當前第14頁\共有54頁\編于星期一\13點3.玻璃鋼材料，還是一種節(jié)能型材料:若采用手工糊制的方法，其成型時的溫度一般在室溫下，或者在100℃以下進行，因此它的成型制作能耗很低。返回玻璃鋼簡介當前第15頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼簡介當前第16頁\共有54頁\編于星期一\13點如按工藝特點來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法(樹脂傳遞模塑成型技術)、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。目前世界上使用最多的成型方法有以下四種。

①手糊法：主要使用國家有挪威、日本、英國、丹麥等。

②噴射法：主要使用國家有瑞典、美國、挪威等。

③模壓法：主要使用國家有德國等。

④RTM法：主要使用國家有歐美各國、日本。玻璃鋼簡介當前第17頁\共有54頁\編于星期一\13點它的應用范圍相當廣泛，主要有以下應用領域：1.化工、制藥、石油等行業(yè)2.船舶行業(yè)3.汽車、摩托車及自行車行業(yè)4.航空航天、軍工業(yè)5.運動娛樂制品及設施6.電氣、電子、電器、通信行業(yè)7.交通、物流行業(yè)8.工藝品9.建筑行業(yè)10.暖通、空調(diào)及水工程11.其他當前第18頁\共有54頁\編于星期一\13點當前第19頁\共有54頁\編于星期一\13點當前第20頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼制的花盆當前第21頁\共有54頁\編于星期一\13點可視電話罩殼格柵垃圾筒當前第22頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼游艇當前第23頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼在汽車中的應用當前第24頁\共有54頁\編于星期一\13點板材玻璃鋼門電表箱當前第25頁\共有54頁\編于星期一\13點管道冷卻塔容器當前第26頁\共有54頁\編于星期一\13點玻璃鋼制的浮雕工藝品高壓電纜護罩當前第27頁\共有54頁\編于星期一\13點在軌道交通車輛中的應用1、機車導流罩

2、司機室

3、外頂板

4、上頂板和下層地板

5、內(nèi)墻板

6、通過臺

7、衛(wèi)生間

8、外部門板

9、設備保護外殼

10、內(nèi)板家具和座椅

11、行李箱

12、內(nèi)板隔板和門板當前第28頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.4復合材料的成型方法當前第29頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.5復合材料的特性比強度、比模量高

比強度=強度/密度；比模量=模量/密度。碳纖維樹脂基復合材料：較高的比模量和比強度玻璃纖維由于模量相對較低、密度較高，其玻璃纖維樹脂基復合材料的比模量略低于金屬材料當前第30頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.5復合材料的特性耐疲勞性能好、破損安全性能高金屬材料的疲勞破壞：沒有明顯預兆的突發(fā)性破壞；復合材料：纖維與基體的界面能阻止裂紋的擴展，其疲勞破壞總是從纖維的薄弱環(huán)節(jié)開始，裂紋擴展逐步進行，時間長，破壞沒有明顯的預兆。金屬材料的疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強度的30-50%，聚合物基復合材料的疲勞極限多為靜態(tài)抗拉強度的70-80%當前第31頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展1.5復合材料的特性阻尼減振性好復合材料有較高的自振頻率，不易產(chǎn)生共振。基體與纖維的界面有較大的吸收振動能量的能力。具有多種功能性（1）瞬時耐高溫性、耐燒蝕性好（2）優(yōu)異的電絕緣性能和高頻介電性能（3）良好的摩擦性能（碳纖維：低摩擦系數(shù)和自潤滑性）（4）良好的耐腐蝕性（5）有特殊的光學、電學、磁學的特性當前第32頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展良好的加工工藝性（1）材料具有可設計性（2）根據(jù)制品的形狀、大小、數(shù)量選擇加工成型方法（3）可整體成型，減少裝配零件的數(shù)量，節(jié)省工時、材料、質(zhì)量1.5.6各向異性和性能的可設計性

纖維復合材料的力學、物理性能除了由纖維、樹脂的種類和體積含量而定外，還與纖維的排列方向、鋪層次序和層數(shù)密切相關。1.5復合材料的特性當前第33頁\共有54頁\編于星期一\13點缺點和問題：工藝方法的自動化、機械化程度低材料性能的一致性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性差質(zhì)量檢測方法不完善長期耐高溫和環(huán)境老化性能不好1.5復合材料的特性第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第34頁\共有54頁\編于星期一\13點1.6復合材料的應用1.6.1在航空航天工業(yè)中的應用第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展增韌石墨石墨混雜復合材料玻璃纖維當前第35頁\共有54頁\編于星期一\13點芳綸/杜邦聚酰胺芳綸/泡沫芯板碳纖維/杜邦聚酰胺碳纖維/環(huán)氧樹脂碳纖維/芳綸/環(huán)氧樹脂玻璃纖維增強塑料第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第36頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第37頁\共有54頁\編于星期一\13點第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第38頁\共有54頁\編于星期一\13點GLARE蒙皮用于A380飛機的上機身蒙皮第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第39頁\共有54頁\編于星期一\13點大推力、高涵道比渦扇發(fā)動機大量運用了復合材料或鈦合金空心寬弦葉片、整體葉盤。第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第40頁\共有54頁\編于星期一\13點B-2隱形轟炸機

除主體結(jié)構(gòu)是鈦復合材料外，其它部分均由碳纖維和石墨等復合材料構(gòu)成，不易反射。第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第41頁\共有54頁\編于星期一\13點輕巧的碳/碳復合材料第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第42頁\共有54頁\編于星期一\13點全復合材料機身：輕型機的價格，中型機的寬敞客艙，客艙內(nèi)站立高度為1.65米。第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第43頁\共有54頁\編于星期一\13點目前商用飛機上復合材料僅占全機重量的50%，而某些直升機早已達到90%第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第44頁\共有54頁\編于星期一\13點荷蘭計劃研發(fā)新型綠色環(huán)保飛機

外形將酷似飛碟，另一個設想就是使用復合材料，如纖維增強塑料。這種復合材料強度可與金屬媲美，而重量卻比金屬輕得多，可以節(jié)省燃油。第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第45頁\共有54頁\編于星期一\13點1.6.2復合材料在其他行業(yè)上的應用復合材料

軍用吉普車第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第46頁\共有54頁\編于星期一\13點超級跑車

車身大量應用碳纖維復合材料第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第47頁\共有54頁\編于星期一\13點生產(chǎn)充氣船及其膠布制品，采用國際上先進的A級RTP復合材料第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第48頁\共有54頁\編于星期一\13點新型日光溫室復合材料

溫室骨架和縱拉桿全部采用復合材料制成第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第49頁\共有54頁\編于星期一\13點綠可木，生態(tài)木塑復合材料，木塑復合材料吸音板復合材料（玻璃鋼）制品第一章聚合物基復合材料的概念、特性、應用與進展當前第50頁\共有54頁\編于星期一\13點采用高分子復合材料制作浮