工作总结

复合材料实习报告专题参考

时间:2021-01-25 19:13:43  作者:  阅读: 关键词: 复合材料 实习报告 参考 专题

东莞泰合复合材料有限公司实习报告

一.实习目的:

接触实际,了解社会,增强劳动观点和社会主义事业心﹑责任感;
学习业务知识和管理知识,巩固所学理论,获取本专业的实际知识,培养初步的实际工作能力和专业知识。

二.实习地点介绍:

TTC创建于2003年,公司位于广东省历史文化名城———东莞市 公司依山傍水,间距500

米就是占地26.7万平方米的省级森林公园————大屏障森林公园。

公司现有员工2000多人,其中大专以上学历员工400人左右,专业生产碳纤维复合材料制品,碳纤维复合材料多用于军事和航空上面,随着科技的发展,此材料才逐渐被引入到民用企业,成为另类高新技术产业,潜在着巨大的发展空间。目前主要业务为生产世界一流品牌

自行车车架、前叉、轮圈、及配件,产品远销欧美等发达国家。

储干实习任务:

①熟悉生产作业流程

②学习科学的生产管理模式

③学习生产过程中应该注意的问题及解决问题的方法

4配合相关部门的专型号车辆的开发

三.实习内容

1.工艺流程

1.1贴合作业流程:

尼龙风管以标准裁割————尼龙风管经封口后进行含浸、晾挂————依型号进行3D心轴的制作————依生管派工裁纱单进行织板裁纱————依型号的派工单对不规则形状板斩刀————裁纱后进行配料作业————贴合依派工单到备料室进行领料————依layup将织板摆放整齐,工作前准备好相应的物料————依标准进行长条卷制作业————长条完成后测量外径并记录————产品磅重并记录、贴编号及识别胶带————领预型之型号,进行预型前准备工作————预型定位时注意型号、size、模具的准确性————作业完成后的划线动作,注意风管余留————完成预型后测量外径并记录————预型磅

重并记录,贴上编号及识别胶带

补充:所用料有:碳纱﹑玻纱﹑玻布﹑碳布﹑不织布﹑BMC﹑SMC(填充增强用的)。这些纱和布都经过处理过的,表面有环氧树脂,一﹑不能接触到水或者是汗,二﹑拥有一定的

保质期,不能过后使用。

风管的作用会在成型的过程中体现出来,风管就是保证成型过程中粗胚各个位置内压的。

识别胶带有7中颜色,分别是红﹑橙﹑黄﹑绿﹑青﹑蓝﹑紫。之所以这么分主要是因为碳纤

上的树脂的保质期就是7天。

砂片的角度一般有0°﹑30°﹑45°﹑75°﹑90°。贴合的时候,低层纱不能用90°和0°

纱,外观纱为45°纱(从力学角度考虑)

纱别分为-1/-2 前者刚性大 强度小,价格也不同。

(贴合作业过程中要注意:胶片的顺序、胶片数量、角度和纱别)

1.2成型过程及应注意的问题:

1.2.1成型三要素:

(1) 压力:
风压(内风压和外风压)【单位:英镑∕平方英寸 】

栈板压力【单位:85kg∕立方厘米】

(2) 温度:145±5℃(模具)

(3)成型时间:一般为30min,乳胶芯轴为40min

1.2.2成型过程中的加热:

通过蒸汽与栈板对模具加热。

1.2.3成型过程中的报废主要因素及原因:

(1)产品损伤:由于风管破裂,风管扭曲或放错位造成。

(2)产品超重:由于成型时间不足。

(3)产品未硬化:由于成型时温度没有按照要求控制。

(4)夹砂:合上模具的时候把粗胚表面的几次纱夹住了。

1.3 粘着过程及应注意的问题:

1.3.1 粘着的主要工序:

填胶——补纱——片打——粘止栓——粘头管——粘导管——切割钻孔——打拉钉(拉帽)

——割胶(补胶)——喷砂(金属件喷砂、车架喷砂)

1.3.2 粘着过程中应注意的问题及解决方法:

(1)喷砂机气压过大,导致产品表面纱片破损:调节喷砂机气压为3—6公斤。

(2)头管有缺陷:补纱、补胶。

(3)车架定型烘烤时纱片与矽胶粘接在一起:用高温胶带、脱模布、保鲜膜定型车架。

1.4机械加工工艺流程

去毛边——抽风管——二次加温——机械加工——撬3D芯轴——粘着面打磨(喷砂)——

超声波清洗(烘干)——QC检验——转粘着

(加工三要素:加工设备、加工效率、加工精度)

1.5 精细

棕磨→烘水→挖包风(外观纱的下层有空洞)→补土(包风﹑和模线﹑补纱﹑积缺胶﹑凸凹不平)→烘烤 40min→喷EP透明土→静置→烘烤—结头启动打磨+粗磨→擦拭→补纱(包风和超磨了的需要)→烘烤—棕磨→补土→喷EP透明土→静置→烘烤—气动打磨+细磨 210#砂纸→擦拭→检补→烘烤→细磨→擦拭→喷EP亮光底漆→静置→烘烤→精修→QC检验→拆纸→清洗→磅重→转移 半成品仓(精髓在于磨,要的结果是半成品 摸起来要 平 顺)

1.6 涂装

半成品仓领工件→消光(除包风﹑针孔﹑凹凸不平)→吹风→擦拭→包纸塞矽胶塞 进行保护→打底漆(也叫熏黑)→烘烤(85°±5,1H)→去矽胶塞→色检(无针孔,无包风,无凸凹不平)→细磨→擦拭→移转涂装→擦拭→塞矽胶塞→喷色漆→烘烤(1h 85°±5)→色检→不良品 色漆返修→点补,检查良品→打止漆→烘烤(85°±5 30Min)→出炉,去矽胶塞→全部检查 粗化细磨→良品贴水标,静置40min →除湿(1h) 烘烤45min →撕标膜→油检→擦拭 407试剂及正己烷 →皂角粉→除湿1h→喷金油→静置30min→烘烤(85°±

52h)→去矽胶塞→抛光→移至QC检查→良品编号输入电脑(不良品送至本课精修,修好交

予QC检查)→撕掉止栓上的纸→上平台→包装→入仓→出货。

为了便于初期的色检,一般会在表面喷一层黑色底漆,借助光可以帮我们检查哪里凹凸不

平。

贴水标前细磨会更有利于水标的附着,贴水标的时候会把车架浸渍在水里,这样做是因为

水标如果贴的位置不动还可以滑动位置,而在空气中就不行。

底漆和止漆是环氧树脂涂料,依靠溶剂挥发干燥成膜。

金油是聚氨酯树脂涂料,采用的是静电喷涂技术,这样可以充分利用涂料避免浪费。精修要处理:包风﹑色漆破﹑气泡﹑瘤漆﹑桔皮面﹑水标坏﹑水标标膜未撕就喷金油﹑污染﹑针孔﹑水标位置不对﹑漆的颜色不对﹑色差﹑水标贴反﹑简单的不平﹑水标太高﹑止

栓部位漆多余。

2.实习过程

(1)了解过程

此次本校一同前往东莞泰合复合材料有限公司实习的有8人,第一次出远门的我们难免会有一些激动和许多期待。刚去的时候,人力资源主管杨经理跟我们说,你们先挂着人力资源的牌子去实习,每课实习完后交一篇实习报告,3个月后按照你们的表现和实习报告正式分配岗位。说完让一位人事专员负责我们,他给了我们每人一张记有公司基本知识的单子,比如:车架的各个部分的英文简称(头管HT,上管TT,下管DT,坐管ST,五通BB,后上叉SF,后下叉CF),公司内部识别编码是怎么排的,识别胶带颜色,砂别,所用材料的名字。然后带我们去参观大致的工业流程,方便第二天的实习。做我们个人来讲,第一是个人的发展,第二是学校的荣誉,所以我们总是严格的要求自己,把工业流程表和作业要求看完后,就不断的询问工作人员实际操作情况,问清楚后,便尝试协助他们完成任务。

(2)摸索过程

第二天,开始正式实习,我们会从第一个工序开始实习,地点是 一课 贴合区

(pre-forming),这个区很有意思,我完全不敢想象自行车竟然是由一片片的碳纱等贴起来的,就跟贴胶带似的。在这个区,我最大的兴趣是看别人制作一体式的车架,(听他们说,最熟练的员工一天12h顶多4辆,由一个人完成),一辆车至少要用约489片纱,而且每片纱的要求都是不一样的,非常的复杂。非一体式的会先把零部件做好,然后连接起来。我们会跟着其他职员学习一些简单的工艺,他们人都挺好的,知无不言,言无不尽。也会跟我们

聊些他们自身在社会的感触。

(3)实际操作

经过一段时间的实习,我被分配到7课涂装课-精修岗位进行定岗实习,副理跟我们说,光看顶个屁用,看那么久该知道的还是知道不知道的还是不知道,要自己抱一个车架尝试,不懂的就问,比你们站在这看半天强多了。成品在编号输入电脑包装前如果检查出有不良现象就会交由我们处理,我们处理的车架就外观光泽来看分成两种,一种 消光的车架(外层漆看上去光被散射掉了,不是很有光亮的感觉),另一种 亮光车架。消光处理起来比较麻烦但是良品通过率要高于亮光。消光主要处理的是表层漆的细节错误,而亮光则要处理的更多,消光车架出现的问题在亮光车架上也有出现,处理的问题有:包风﹑色漆破﹑气泡﹑瘤漆﹑桔皮面﹑水标坏﹑水标标膜未撕就喷金油﹑污染﹑针孔﹑水标位置不对﹑漆的颜色不对﹑

色差﹑水标贴反﹑简单的不平﹑水标太高﹑止栓部位漆多余。经过几天的摸索对处理车架的尺度有了一定的了解,弄清这点非常重要,比方说:处理气泡,我们的处理的工具只能是1200#﹑900#砂纸﹑水﹑抹布﹑正己烷,在处理的时候我们不能超磨,超磨不仅会破坏金油下面一层的止漆甚至底漆,再次上漆的时候会导致这个区域看起来很不顺滑,这是不良的。我们也不能只管磨而不去擦掉磨出的污渍,因为这样会导致新的污染,尤其是在止漆是白色的时候。对处理尺度的拿捏越好处理速度就会越快。一个车架上出现

三、四问题处的约占20%,四个到6的约占40%,出现6个问题以上的约占38%,还有2%直接报废的,这里面处理6个以上问题的是最让人头疼的,这主要与我们的处理方法有关,处理方法一般有:磨平﹑补漆﹑熏黑补漆﹑补水标﹑补黑土或者502﹑棕磨(漆报废的要送去四课把漆全部磨掉)。我们处理所有问题基本上第一步都会用砂纸磨平(有助于漆﹑水标﹑黑土﹑502的附着),第二步基本上是补漆(色漆出现大面积污染才会熏黑补漆),出现包风才会补黑土和502,第三补金油或者是补水标。我的工作就是让对该修该补的车架进行预处理,处理的好坏直接影响最终结果,比如白色色漆部分出现污染且污染的地方很接近其他色漆和白色色漆上的商标时,我们会用1200#卷起来保证不会伤到傍边的商标和其他色漆即可,把污染的地方磨下周围的地方也要磨下防止补色漆的时候出现位差,然后用R胶把商标保护起来(用大块R胶膜把商标盖住,用小刀沿着商标的轮廓划,让R胶膜恰好盖住商标即可),再用长条R胶的一边沿着白色色漆的轮廓贴好(最好的效果是R胶的一边离白色色漆的轮廓只有0.1mm以内,这样可以避免两色漆的分界摸起来会刺手的感觉),最后用那种纸胶带沿着长条R胶的中间地方开始围着白色色漆围出一道屏障保证在补漆的时候不会溅射到傍边的色

漆即可,同时又得保证再撕掉这些R胶和胶带的时候不会很麻烦。

在确保产品质量的基础上尽自己的努力提高工作的效率。尽量让生产出的产品数量达到班产要求的数量和质量,以便完成生产任务。每次下班之前,按照公司提出的6S标准将自己工作区域内的卫生打扫干净,垃圾放入垃圾袋中并放到相应的位置,把工作桌面和地面上的物

品用具收拾摆放好。就这样一天的全部工作内容也就完成了。

四.实习总结及体会

由于产品的特殊性,在该厂基本上看不到什么流水线生产,80%的工作都依赖于手工作业,一辆成品的车架据说要450以上的纱纸,100个以上的作业流程,为期20天左右的生产周期,价值30000-130000RMB,可以说是轻工业中最为繁琐的,这就要求我们工作人员认真负责,任何一个环节出错都可能导致产品质量次,产品产量跟不上客户的订单等等,这就要

求我们注重细节管理。

古人云:海不择细流,故能成其大;
山不拒细壤,方能就其高。

汪中求的《细节决定成败》一书,以大量的正反实例和至理名言为证,为我们展现了现实生活和工作中易被忽视而又如此重要的点点滴滴,促使我们对如何做好工作有了更深的领

悟。

细节反映态度。汪中求提倡重视细节,是强调一种科学的精神和认真的态度,从而找到隐藏在细节背后的事物发展的内在联系和规律性。认真是强调严肃对待自己应该做的事情,绝不马虎。在实际工作中,每一个组织、每一个成员都要围绕着自己的目标,系统地做好各方面的工作,以免细节上出现漏洞,从而影响目标的达成。

“小事成就大事,细节成就完美” ,细节要“用心才能看得见”。如果我们能够怀着崇高的责任感用心去做事,就能够看到工作中的细节。细节往往能够反映一个人敬业精神、求真务实的工作态度和自身深层次的修养。注重细节,求真务实,是从日常生活中的一点一滴积累起来的,只有甘于平淡,认真

做好、做细工作中的每一件事,养成良好的工作作风,从自我做起、从小事做起,注重细节,

才能真正提高自身素质。

细节体现落实。抓落实是基层干部的重要职责,也是工作作风的集中体现。能不能抓好落实,反映的是基层干部的综合素质和工作水平、工作能力。体现的是把各项任务具体化、责任化、措施化、一项一项、一件一件地落到实处。如果不能从具体工作和细节上落实到实

处,就是一句空话。

细节决定成败。凡事皆是由小至大,小事不愿做,大事就会成空想。智者善于以小见大,从平淡无奇的琐事中参悟深邃的哲理。

“不积跬步,无以致千里。不积小流,无以成江海”。关于细节的不等式:100-1≠99 100-1=0,1%的错误会导致100%的失败。首先,我们应该看到任何一项工作任务,都是具体事件的积累。从事安全生产监督管理工作,每一项重大决策,每一个重要工作,都要更加在细节上下功夫,否则由于细节问题会导致错误发生。第二,细节对目标的影响已经日渐凸显出来,对细节的注重已不仅是哪个部门或哪个企业才应注重的问题,而是整个国家和整个社会乃至每一个人都应该注重的问题。第三,可以毫不夸张的说,当今世界细节决定着成败,关系着生存的权利。注重工作的细节,讲求工作实效都是时代对我们的要求,顺应这一要求则生存、发展。我们要忠于职守,敬业爱岗,踏实认真遵循原则,而注

重细节则是这一原则的最好诠释。

复合材料实习小记

主要包括:概念;
分类;
性能;
成型方法;
应用;
发展

1.概念:

复合材料(composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。

2.分类:

复合材料是一种混合物。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;
芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。

60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。

3.性能:

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。

4.成型方法:(实习期间,主要了解了手糊成形的操作、设备及优缺点)

复合材料的成型方法按基体材料不同各异。主要介绍树脂基复合材料的成型方法:有手糊成型(定义:在涂好脱模剂的模具上,用手工铺放增强材料并涂刷树脂胶液,直到所需厚度为止,然后进行固化的一种成型方法)

优点是成型不受产品尺寸和形状限制,适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握,只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要,可在产品不同部位任意增补增强材料;
制品的树脂含量高,耐腐蚀性能好。缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制,性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多,易对施工人员造成伤害。

还有:喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成复合材料电缆支架型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。

5.应用:

复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生

物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

6.复合材料的发展:

复合材料电缆支架复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。

随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。

7.树脂基复合材料的增强材料:(下面主要介绍我们参观时所了解到的玻璃纤维以及碳纤维)

树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。

1、玻璃纤维

目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止,我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中,只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模的产业,现阶段年产可达500吨。

2、碳纤维

碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间,宇航用碳纤维的年增长率估计为31%,而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水平还比较低,相当于国外七十年代中、末期水平,与国外差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单

一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。

航天功能复合材料

1、前言

先进的持续快速发展,其应用价值日益显著。在提高航天产品技术性能方面,复合材料的应用优势不仅体现在作为轻质化的结构材料,更体现在作为满足各种应用需求的先进功能材料,以及代表复合材料技术高层次发展的结构/功能一体化和多项功能一体化的高新技术材料。

作为功能材料,在其发展初期即在防热和透波两大技术领域显示了其应用潜力:为再入飞行器及推进系统突破热障、为各类飞行器实现通讯和探测信号的传输提供了有效的物质保障。随着武器及装备的发展,材料的使用条件日趋苛刻、日渐复杂,新的、更高的功能要求相继出现,功能一体化也演变为一种现实的要求,功能复合材料的研究和开发因而倍受重视,其重要地位日益突出。

2、航天功能分类及使用环境

相继研制成的防热、隔热、透波、抗冲击等功能已有数十种,分别适用于不同的使用目的和工作环境。按其基体的不同,功能复合材料可分为树脂基、碳基和陶瓷基等复合材料。若按所承担的功能又可分为防热复合材料、透波复合材料、隐身复合材料、抗冲击复合材料、多功能复合材料等。

树脂基有玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛、石英/酚醛、碳/酚醛、涤纶/酚醛材料和以不同树脂为基体的低密度烧蚀材料。其中玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛和石英/酚醛材料属于碳化-熔化型烧蚀材料,适用于中等焓值和中等热流密度的工作环境再入飞行器和中等推力的固体火箭发动机防热材料;
碳/酚醛材料属于碳化-升华型烧蚀材料,适用于能发挥升华效应的较高焓值和较高热流密度的工作环境,可用于更远距离再入飞行器和高性能固体火箭发动机喷管等;
涤纶/酚醛材料和低密度烧蚀材料适用于高焓、低热流和较长时间再入的航天飞行器如返回式卫星和飞船等。树脂基介电—防热材料有高硅氧/聚四氟乙烯材料,它属于升华—熔化型烧蚀材料,烧蚀过程中不生成碳,具有良好的透波性能,烧蚀性能与高硅氧/酚醛相匹配,用作航天器天线窗口材料。

碳/碳属于升华型烧蚀材料。由于碳/碳具有高的辐射系数和高的升华

热,高温下高的比强度和比模量,良好的抗热震性能以及大的破坏容限,密度低,可设计性强,耐烧蚀,抗粒子侵蚀等特点,使得碳/碳复合材料成为远程和洲际再入飞行器头部和高性能固体火箭发动机喉衬等防热部件的最佳选择。

陶瓷基复合材料中碳/石英材料属于熔化—升华型烧蚀材料,其使用特性大体上与碳/酚醛材料相当。陶瓷基透波/防热复合材料中氧化硅基复合材料属熔化型烧蚀材料,生成的液膜具有较高粘度,并能继续保持透波特性。

3、航天功能研究及应用现状

经过40余年的研究与发展,功能复合材料研究与生产,从原材料开发、应用基础理论、制造工艺和设备、产品性能检测及标准体等各方面已逐渐成熟,形成了具有航天特色的功能复合材料技术体系,满足了不同型号航天产品的需求,为我国的航天器的发展做出了巨大贡献。

3.1 树脂基功能复合材料

3.1.1树脂基防热复合材料

树脂基防热复合材料是应用最为广泛的功能复合材料,根据防热部件形状及性能要求的不同,采用的成型工艺主要有模压、缠绕和手糊等成型工艺方法。模压防热材料大部分采用酚醛树脂作基体,按所用增强材料可划分为石棉、涤纶、玻璃纤维、高硅氧纤维和碳纤维几大类,按所用增强材料的形态,可分为短切纤维模压、碎布模压和层压三种。缠绕方法主要有平行缠绕、重叠缠绕以及倾斜缠绕。手糊成型工艺使用较少,而且大多为干法手糊成型,主要用于结构形式较为复杂、非回转体、多曲面异型结构、性能要求较低的防热部件。

3.1.2 树脂基防热多功能复合材料

具有诸如结构承载、电磁隐身、抗核加固、烧蚀防热、抗激光加固等功能特性中的两种或两种以上功能的复合材料称为多功能复合材料。目前国内获得成功应用的树脂基多功能复合材料主要是烧蚀防热—电磁隐身复合材料和烧蚀防热—抗冲击损伤—结构承载多功能复合材料。

烧蚀防热—电磁隐身多功能复合材料避免了采用传统的涂层隐身材料带来的繁杂的工序和易遭外界力量破坏或降低防热层材料与金属结构件间粘接强度等问题的发生,提高了可

靠性,降低了维护成本。该类多功能复合材料已应用于再入飞行器的防热部件。

传统的布带缠绕工艺方法增强纤维是两个方向,布层与布层之间通过酚醛树脂粘连,因此布带缠绕防热材料存在强度低、易发生层间开裂等问题。整体编织物增强酚醛复合材料不但具有很好的烧蚀性能,而且还具有很好的结构强度和抗冲击损伤能力,具有烧蚀防热和结构承载、抗冲击损伤一体化的多功能特性。近年来,该类复合材料的研制和应用取得了明显的进展,已在多种航天型号上获得成功应用,如再入飞行器的防热套、整流罩、弹体防热结构件、发射装置的导流器防热帽以及导流防热板、发动机支架等。

3.2 碳/碳复合材料

经过30余年的发展,我国碳/碳复合材料及成型工艺逐渐成熟,先后发展了液相低压浸渍/碳化、化学气相沉积等致密化工艺及手段。为了满足航天产品对碳/碳复合材料高密度、高性能要求,又研制成功了高压浸渍与碳化工艺及设备。先后研制成功了整体毡碳/碳复合材料、三向结构碳/碳复合材料、多向编织碳/碳复合材料等多个碳/碳材料品种及工艺。为了满足当前航天和民用产品批量化、低成本化要求,目前正在开展碳/碳复合材料低成本制备工艺技术研究。

4.功能发展趋势

复合材料目前主要是向着高性能化、轻质化、多功能化、低成本化等方向发展,继续开展新材料和新工艺的研究。

复合材料专业实习报告

一、实习目的:

针对本专业的特点与将要开设的课程,增加我们的实践经验,培养动手操

作以及研究精神,把学习的理论与实践结合起来。

二、实习时间:

2011年6月22日至2011年8月23日

三、实习地点:

广东东莞、广东韶关

四、实习单位:

欧莱溅射靶材有限公司:东莞市欧莱溅射靶材有限公司(简称欧莱靶材)

属于欧莱集团旗下生产溅射靶材和蒸发材料的专业公司。欧莱集团下设欧莱靶材,热喷涂,高温合金, 难熔金属,先进陶瓷,粉末冶金,粉末等事业部或公司。欧莱集

团一直致力于所有高性能材料的研发和生产,为您提供超值的高品质、高技术和

优质的服务。欧莱靶材已有10多年的靶材生产经验和美国的先进靶材生产技术、设备。目前 有3个工厂,厂房面积15万平方米,在苏州和廊坊均设有办事处,分别服务于华东和华北客户。欧莱靶材为以下行业提供高质量的靶材:建筑与汽

车玻璃大面积镀膜、太阳能光伏光热、装饰与工模具、平面显示、光学光通讯光

存存、磁数据存储和半导体等工业领域。同时,欧莱靶材也可根据客户要求研发

新的靶材以及提供靶材金属化、帮定和背板服务。

欧莱高新材料有限公司(上公司的一分公司)

五、实习过程:

在这两个月之中的实习我们主要是做氧化锌铝靶材,我们主要是对此种陶瓷靶材压坯方面的生产。

氧化锌铝的整个成型过程:造粉——成型——先处理——烧结——后处理——检测——产品。

造粉:造粉是为了压坯和烧结,粉料的粒度严重影响成型和烧结。粉体的制造方法分为:物理方法、化学方法

物理方法:球磨法、气流粉碎法

化学法:固相法(化合反应、热分解、氧化还原)、液相法(沉淀法(直接沉淀、均匀沉淀、共沉淀醇盐水解、特殊沉淀)溶剂蒸发法(冷冻干燥法、喷雾干燥法、喷雾热分解法))、气相法。

球磨法:机械力化学(mechanochemistry ,又称高能球磨high - energy ball milling) 一经出现,就成为制备超细材料的一种重要途径。传统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能) 或化学变化来实现的。机械能直接参与或引发了化学反应是一种新思路。机械化学法的基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化, 以此来制备新材料。作为一种新技术,它具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性及增强体与基体之间界面的结合,促进固态离子扩散,诱发低温化学反应,从而提高了材料的密实度、电、热学等性能,是一种节能、高效的材料制备技术。它的研究必将推动新材料研究及相关学科的发展。就材料科学而言,机械力化学是一个有较宽广研究空间的领域。同时,目前取得的成就已足以表明该技术具有广阔的工业应用前景。

通过高能球磨,应力、应变、缺陷和大量纳米晶界、相界产生,使系统储能很高(达十几kJPmol) ,粉末活性大大提高,甚至诱发多相化学反应。目前已在很多系统中实现了低温化学反应,成功合成出新物质。

至今已经用机械化学研制出超饱和固溶体、金属间化合物、非晶态合金等各种功能材料和结构材料,也已经应用在许多高活性陶瓷粉体、纳米陶瓷基复合材料等的研究中。

气流粉碎法:超音速气流粉碎的原理是: 在高速气流作用下,物料颗粒之间要发生冲击撞、气流对物料颗粒也要产生冲击剪切作用、物料同时还要与粉碎室发生冲击、摩擦、剪切作用, 对于陶瓷粉体这样的脆性物料来说, 绝大部分冲击碰撞能量都损失了, 损失的能量部分转化成了颗粒的内能和表面能, 因而导致颗粒比表面积和比表面能的增大, 晶体晶格能迅速减少, 在损失晶格能的位置将产生晶体缺陷, 并出现机械化学激活作用。在粉碎初期, 新表面将倾向于沿颗粒内部原生微细裂纹或强度减弱的部位( 即晶体缺陷形成处) 生成, 如果碰撞的能量超过颗粒破碎所需要的能量, 颗粒就将被粉碎, 因此粉碎过程所损失的能量正是颗粒被粉碎的主要原因。物料的具体粉碎过程是: 粉碎气流在自身高压作用下强行通过粉碎室喷嘴时, 将产生高达数百米甚至上千米的高速气流。物料在进料气流作用下进入粉碎磨, 并在高速气流作用下被加速到一定的速度, 由于气流喷嘴与粉碎室相应半径成一锐角, 故高压气流带着被粉碎的颗粒在粉碎室中作回转运动,并形成强大旋转气流, 使颗粒加速、混合并发生冲击、碰撞等行为, 粉碎合格的细小颗粒被气流推到旋风分离室中, 较粗的颗粒则继续在粉碎室中进行粉碎, 从而达到粉碎目的。研究证明, 有80%以上的颗粒是依靠颗粒间的相互冲击碰撞被粉碎的, 只有不到20%的颗粒是通过颗粒与粉碎室内壁的碰撞和摩擦被粉碎。

固相法:固相法是一种传统的制粉工艺,虽然有其固有的缺点,如能耗大、效率低、

粉体不够细、易混入杂质等,由于该法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单等优点,迄今仍是常用的方法。固相法通常具有以下特点:1)固相反应一般包括物质在相界面上的反应和物质迁移两个过程。2)一般需要在高温下进行。3)整个固相反应速度由最慢的速度所控制。4)固相反应的反应产物具阶段性:原料→最初产物→中间产物→最终产物。固相法按其加工的工艺特点又可分为机械粉碎法和固相反应法两类。机械粉碎法是用碎机将原料直接研磨成超细粉。固相反应法是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合,经研磨后再进行煅烧发生固相反应后,直接得到或再研磨后得到超细粉。

液相法: 液相法是选择一种或多种合适的可溶性金属盐类,按所制备的材料组成计量配制成溶液,使各元素呈离子或分子态,再选择一种合适的沉淀剂或用蒸发、升华、水解等操作,使金属离子均匀沉淀或结晶出来,最后将沉淀或结晶的脱水或者加热分解而得到所需材料粉体。根据制备过程的不同,液相法又可分成以下几种方法:沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、水解法、电解法、氧化法、还原法、喷雾法、冻结干燥法。其中较有应用前景的是前4种,现分述如下:1)沉淀法 该工艺主要包括沉淀的生成和固液分离,其中沉淀的生成是该工艺的关键步骤。沉淀法又可分为直接沉淀法、共沉淀法和均相沉淀法。2)水热法 这是一种通过在高温高压水中的化学反应形成超细粉沉淀的方法。该方法可以大量获得在通常得不到或难以得到的、粒径从几纳米到几百个纳米的金属氧化物、金属复合氧化物陶瓷粉末。

3)溶胶-凝胶法 该法是利用金属醇盐的分解或聚合反应制备金属氧化物或金属氢氧化物的均匀溶胶,再浓缩成透明凝胶,凝胶经干燥和热处理后可得到所需氧化物陶瓷粉体。4)水解法 这是通过将水加入金属烃化物中来得到所需粉末。水解反应的产物通常是氢氧化物、水合物等沉淀,通过水解脱水可以得到纯度极高的陶瓷超细粉末。

溶剂蒸发法:“蒸发溶剂法”简称“蒸发溶剂结晶法”,它是饱和溶液结晶的一种方法。蒸发溶剂结晶法适合溶解度随温度变化不大的物质如果溶解度随温度变化,比如温度越高,溶解度越大,那么你在蒸发时,温度越来越高,溶剂更溶解了。那么还怎么结晶呢?如果温度越高,溶解度越小,那还是可以的。但是一般物质都是温度越高,溶解度越大。当然也有特例。在实际操作中,蒸发往往是加热到较高温度,这时,溶解度随温度变化不大的物质随着溶剂的减少,可以析出。溶解度随温度变化大的物质加热温度高的时候,溶解度也变大,不易析出。所以它适用于“溶解度随温度没有明显变化的”的物质。

我们所用的方法是喷雾干燥法

喷雾干燥法:

喷雾干燥原理

通过机械作用,将需干燥的物料,分散成很细的像雾一样的微粒,(增大水分蒸发面积,加速干燥过程)与热空气接触,在瞬间将大部分水分除去,使物料中的固体物质干燥成粉末。

喷雾干燥的优缺点

喷雾干燥的优点

1.干燥过程非常迅速;
2.可直接干燥成粉末;
3.易改变干燥条件,调整产品质量标准;
4.由于瞬间蒸发,设备材料选择要求不严格;
5.干燥室有一定负压,保证了生产中的卫生条件,避免粉尘在车间内飞扬,提高产品纯度;
6.生产效率高,操作人员少。

喷雾干燥的缺点

1.设备较复杂,占地面积大,一次投资大;
2.雾化器,粉末回收装置价格较高;
3.需要空气量多,增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量;
4.热效率不高,热消耗大。

喷雾干燥对设备的要求

1.与产品接触的部位,必须便于清洗灭菌;
2.应有防止焦粉措施,防止热空气产生涡流与逆流;
3.防止空气携带杂质进入产品;
4.配置温度、压力指示纪录仪装置,便于检查

生产运转;
5.具有高回收率的粉尘回收装置;
6.应迅速出粉冷却,以提高溶解度、速溶性;

7.干燥室内温度及排风温度,不允许超过100℃,保证安全与质量;
8.喷雾时浓奶液滴与热空气均匀接触,提高热效率;
9.对粘度物质尽量减少粘壁现象。

喷雾干燥设备的分类

按微粒化方法分类

(1)压力喷雾干燥法:①原理:利用高压泵,以70~200大气压的压力,将物料通过雾化器(喷枪),聚化成10~200的雾状微粒与热空气直接接触,进行热交换,短时间完成干燥。②压力喷雾微粒化装置:M型和S型,具有使液流产生旋转的导沟,M型导沟轴线垂直于喷嘴轴线,不与之相交;
S型导沟轴线与水平成一定角度。其目的都是:设法增加喷雾时溶液的湍流度。(2)离心喷雾干燥法:①原理:利用水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力,使其以高速甩出,形成薄膜、细丝或液滴,由于空气的摩擦、阻碍、撕裂的作用,随圆盘旋转产生的切向加速度与离心力产生的径向加速度,结果以一合速度在圆盘上运动,其轨迹为一螺旋形,液体高着此螺旋线自圆盘上抛出后,就分散成很微小的液滴以平均速度沿着圆盘切径方向运动,同时液滴又受到地心吸力而下落,由于喷洒出的微粒大小不同。因而它们飞行距离也就不同,因此在不同的距离落下的微粒形成一个以转轴中心对称的圆柱体。②获得较均匀液滴的要求:a.减少圆盘旋转时的震动b.进入圆盘液体数量在单位时间内保持恒定c.圆盘表面平整光滑d.圆盘的圆周速率不宜过小,rmin=60m/s,乳(100-160m/s)若\n

按干燥室形式分类

根据干燥室中热风和被干燥颗粒之间运动方向分类:并流型、逆流型、混流型。牛乳中常采用并流型。并流型可采用较高的进风温度来干燥,而不影响产品的质量。a.水平并流型b.垂直下降并流型 c.垂直下降混流型。d.垂直上升并流型压力、离心喷雾的比较

特点:干燥速度快。料液经离心喷雾后,表面积大大增加,在高温气流中,瞬间喷雾干燥制粒机

就可蒸发95%-98%的水份,完成干燥时间仅需数秒钟。采用并流型喷雾干燥形式能使液滴与热风同方向流动,虽然热风的温度较高,但由于热风进入干燥室内立即与喷雾液滴接触,室内温度急降,而物料的湿球温度基本不变,因此也适宜于热敏性物料干燥。

成型是为了烧结和陶瓷的后加工。

成型:注浆成型、可塑成型、模压成型

注浆成型:定义及原理:是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性,将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆,然后注入多孔模具内(主要为石膏模),水分在被模具(石膏)吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层,脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体,此种方式被称为注浆成型。其完成过程可分为三个阶段:1.泥浆注入模具后,在石膏模毛细管力的作用下吸收泥浆中的水,靠近模壁的泥浆中的水分首先被吸收,泥浆中的颗粒开始靠近,形成最初的薄泥层。2.水分进一步被吸收,其扩散动力为水分的压力差和浓度差,薄泥层逐渐变厚,泥层内部水分向外部扩散,当泥层厚度达到注件厚度时,就形成雏坯。3.石膏模继续吸收水分,雏坯开始收缩,表面的水分开始蒸发,待雏坯干燥形成具有一定强度的生坯后,脱模即完成注浆成型。注浆成型的特点:优点:(1)适用性强,不需复杂的机械设备,只要简单的石膏模就可成型;
(2)能制出任意复杂外形和大型薄壁注件;
(3)成型技术容易掌握,生产成本低。(4)坯体结构均匀。缺点:(1)劳动强度大,操作工序多,生产效率低;

(2)生产周期长,石膏模占用场地面积大;
(3)注件含水量高,密度小,收缩大,烧成时容易变形。(4)模具损耗大。(5)不适合连续化、自动化、机械化生产。常规注浆成型方法:单面

注浆:泥浆与模型的接触只有一面,称为单面注浆。双面注浆:泥浆与模型和模芯的工作面两面接触,双面吸水,称为双面注浆。

可塑成型:1)旋压成型旋压成型是日用陶瓷的常用成型方法之一。它主要利用作旋转运动的石膏模与只能上下运动的样板刀来成型。(2)滚压成型滚压成型是由旋压成型演变过来的,滚压与旋压不同之点是把扁平的样板刀改为回转型的滚压头。

模压成型:模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业.模压成型可兼用于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料.模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模【也可以其他材质制模,所以将此后的“金属”二字都去掉了。不同意见者请说明理由。】内,经加热、加压固化成型的方法。

模压成型工艺的主要优点

①生产效率高,便于实现专业化和自动化生产;
②产品尺寸精度高,重复性好;
③表面光洁,无需二次修饰;
④能一次成型结构复杂的制品;
⑤因为批量生产,价格相对低廉。模压成型的不足之处在于模具制造复杂,投资较大,加上受压机限制,最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展,压机吨位和台面尺寸不断增大,模压料的成型温度和压力也相对降低,使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展,目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。

我们所用的是模压成型,用的设备是冷等静压机、干压机。冷等静压机的最大压力为260兆帕,而我们成型的最大压力为200兆帕。成型所用的芯摸是圆柱形的钢模,外套为橡胶套,由于技术保密不予深究。冷等静压机主要是用来成型管状陶瓷靶材,干压机主要是用来制造板状靶材,让后再经冷等降压压制实密。冷等静压分为升压保压两个过程,有利于制品的成型。

先处理:在压制成型后脱模的胚体要经过车床将其表面车成光滑的,这样有助于检测内部是否有压制不均匀的空洞。有助于检测的通过,对产品的性能也影响很大。在这两个月的前一段时间对车床的掌握还是比较熟悉。这段过去的时光很值得怀念,那里埋藏了很多的回忆。

烧结:由于时间是那么的有限对烧结这一块掌握得不是那么的透彻,只知其皮毛对这一块还需加强。

后处理:将烧结出来的制品再次处理,此过程可以提高制品表面的的光洁度和制品的尺寸,有利于真空镀膜的均匀性。

检测:检测是为了产品满足其性能。

总结:两个月的生产实习结束了,在这两个月我不仅学到了技能还学会了人际交往。在这两个月里我吃到了以前从未吃过的苦。之也算是一种不错的人上经历吧。在东莞见证了一个城市的繁华,看到了沿海城市的经济实力。在那个地方有很多的岗位和机会,有很多的东西值得去追逐。这是一段难忘的时光,值得终身去怀念。在这两个月的时光里过着一种很有规律的生活,很充实。在韶关的时候我们主要从事造金属粉,这段时间我们也有过不开心,不过总的来说感觉还是不错。在这段时光里发生了很多很多的事,我将把它们埋藏在记忆里,特作此实习报告一表怀念……

复合材料市场调研报告

出差时间:7.26---8.8

调查区域:广东地区

本次出差主要针对广东的几个地区的用铜,用不锈钢,两块市场进行走访和调查,涉及的产业和情况如下:

产业1:燃气热水器行业,可分为水箱和面板。

面板外壳所用材料:不锈钢 铝合金 镀锌板印花等,其中不锈钢用201材料 表面要求做拉丝处理 厚度0.4—0.6,表面强度有要求,许多厂家已才才用镀锌板印花材料,因价格低,外观新颖深受厂家青睐。我公司不锈钢铝复合在此行业体现的优势不大! 热交换器(水箱)支架所用材料为全铜,想尝试 用铜铝复合材料替代,已送样 等回复。箱体和翅片的厚度在0.12—0.35之间,因有磁性目前许多厂家还不敢大胆尝试,建议我公司尽快开发出铜不锈钢复合,此行业有市场,因在客户处看到别的厂家的铜不锈钢复合材料。客户比较感兴趣!

该产业在中山黄圃 南头 东凤比较密集

产业2:油烟机+灶台推荐不锈钢铝

表面外壳材料:不锈钢 不锈铁。比较高端的产品基本都用304 中低档用201 也有用430(不锈铁)。材料厚度:0.6 0.7 0.8

用304材料的产品,表面要求极高,对材料硬度也有相当要求 材料都是1219(4尺)*C自己做钣金,需表面处理:镜面,拉丝,

贴膜,通过与客户的交流,发现客户对我公司的材料不是很感兴趣,因为表面要求和材料的强度要求都很高,客户不能接受,我们的材料中间有铝,很软。

该产业在中山黄圃 东凤比较密集

产业3:灯具推荐铜钢材料,铜铝材料

射灯导轨:分2线 3线 4线 其中2线用铁棒镀铜(圆柱型),3线 4线用 T2铜条规格0.5米---3米宽度4MM 左右厚度:
0.7(接地线)1.0左右(通电导电线)该产业可以用,客户也比较感兴趣!

该产业在中山古镇,东莞寮步,佛山等地。

产业4:酒店厨房设备推荐 不锈钢铝

基本都用201 202 用卷料 自己加工尺寸,厚度:0.6 ----1.0对表面 材料硬度有很高要求,材料的宽度基本都在60厘米以上,我们的材料没有优势,客户没兴趣!

该产业在广东 比较集中在佛山澜石 潮安

产业5:铜质弹片 推荐 铜钢 铜不锈钢

客户对铜钢,铜不锈钢比较感兴趣 有意向试样,该产业量很大,但企业比较分散,厚度0.3---0.6不等,主要可以替代磷铜的一些弹片,客户愿意接受。

该产业在深圳,东莞石碣镇比较密集

产业6:卫浴(花洒) 推荐铜铝

用T59铜带 要浅拉伸 厚度1.2 1.0 客户反馈:我们材料太轻 水压大了 容易变形 而且没有质感(带样品),铜钢不能用,生锈。

该产业 江门水口 温州龙湾 福建安南比较密集

产业7 医疗器械推荐 不锈钢铝

基本都用201材料,特殊使用304材料(手术专用推车)用卷料 自己做钣金,对我们的材料不感兴趣,因现用材料很稳定。厚度:0.5 0.6 0.7 0.8 对表面 材料硬度有很高要求,所以无法替代。

该产业比较集中在 佛山澜石 潮安

产业8:汽车散热器发电机组散热器推荐 铜钢复合带 目前我公司材料只能用作水箱水室和主片料,广东地区的散热器厂家规模都比较小,月用铜量都在4吨以下,目前使用h65铜带,软态,发电机组散热器的上下水室都用铁的,主片用h65黄铜,规格1.0左右。广东散热器市场不大,可以不用花太多的精力跟踪!该产业主要分布在广州。

产业9:服饰配件材料纽扣 拉链

纽扣需要拉伸软料,且需无磁,因要过检针机,铜钢无法通过。拉链行业对我公司铜铝复合材料很感兴趣,因无磁且工艺无需拉伸,客户愿意尝试!

营销一部:叶春生 2011-8-8

第一章

1复合材料有哪些优点?存在的主要问题是什么?(P6) 2简述复合材料的组成?界面为什么也是一个重要组成? 答:组成:基体,增强材料 3谈谈复合材料的发展? 答:复合材料是新材料领域的重要组成部分,与传统材料相比,复合材料具有:可设计性强、比强度比模量高、抗疲劳断裂性能好、结构功能一体化等一系列优越性能,是其他材料难以替代的功能材料和结构材料,是发展现代工业、国防和科学技术不可缺少的基础材料,也是新技术革命赖以发展的重要物质基础,复合材料已成为新材料领域的重要主导材料。

第二章

2为什么玻璃纤维与块状玻璃性能不同?纤维的粗细对其强度有什么影响?为什么? 答:玻璃纤维的结构与玻璃的结构本质上没有什么区别,都是一种具有短距离网络结构的非晶结构。玻璃纤维的强度和模量主要取决于组成氧化物的三维结构。玻璃是由二氧化硅的四面体组成的三维网络结构,网络间的空隙由钠离子填充,每一个四面体均由一个硅原子与其周围的氧原子形成离子键,而不是直接联到网络结构上。网络结构和各化学键的强度可以通过添加其它金属氧化物来改变,由此可生产出具有不同化学性能和物理性能的玻璃纤维。填充的Na或ca等阳离子称为网络改性物。(P27

6.玻璃纤维性能的主要特点是什么?

..力学特性-脆性材料,拉伸强度高,但模量较低;
纤维强度分 散性较大,强度受湿度影响;

..热性能-高温热处理后强度下降,导热系数低

..耐介质性能-除HF外,对其他介质具有较好的耐腐蚀能力,受 水侵蚀强度下降

..电性能-与组分尤其是含碱量有关,具有良好的高频介电性能

8什么是原纱、单丝、捻度、合股数、支数、特、旦?8.什么是原纱、单丝、捻度、合股数、支数、特、旦? 见p29

10为什么玻璃布的强度比单丝强度要低的多?

答:玻璃纤维的细度的影响因素:原料的熔融温度、漏板孔径、拉丝温度、拉丝速度等。从理论上讲,玻璃纤维直径越细,其强度越高。但实际生产中,单丝在拉丝过程中表面形成了很多微裂纹,使其强度远低于理论值。直径在10~20微米范围内,单丝强度相差不大。

13.当环境湿度较大时,S-玻纤与E-玻纤在性能上有何差异?

S-玻纤,即高强玻璃纤维,碱金属氧化物含量

15.在PAN法制备CF的工艺过程中,为什么要进行预氧化、碳化和石墨化 三个过程?这三个处理过程对CF性能有什么影响?

答:PAN原丝的预氧化处理 预氧化的目的就是为了防止原丝在碳化时熔融,通过氧化反应使得纤维分子中含有羟基、羰基,这样可在分子间和分子内形成氢键,从而提高纤维的热稳定性。预氧丝的碳化 预氧丝的碳化一般是在惰性气氛中,将预氧丝加热至1000一1800 ℃ ,从而除去纤维中的非碳原子(如H、O、N等)。生成的碳纤维的碳含量约为95%。碳化过程中,未反应的聚丙烯腈进一步环化,分子链间脱水、脱氢交联,末端芳构化生成氨。随着温度的进一步升高,分子链间的交联和石墨晶体进一步增大。PAN的石墨化 石墨化过程是在高纯度惰性气体保护下于2000—3000℃温度下对碳纤维进行热处理。碳纤维经石墨化温度处理后,纤维中残留的氮、氢等元素进一步脱除,碳一碳重新排列,层面内的芳环数增加,层片尺寸增大,结晶态碳的比例增加。

16;对生产CF的PAN原丝的质量有什么主要要求/ 答:(P44)

17:简述碳纤维的结构 结构对其性能的影响? 答:(P43)

18; I型碳纤维与II型碳纤维在结构域性能有什么不同? 答:(P45)

19:比较CF与GF在性能上的差异? 答:(P45)

21.热处理温度以及热处理过程施加张力的大小对CF结构和性能的影响? 答:热处理温度升高,纤维的模量增加。因为随着HTT升高,微晶尺寸增 大,层片间距变小。而强度则随着热处理温度的升高,出现最大值。,, 热处理过程中施加张力增大,取向角减小,模量增大。

22.影响碳纤维强度的主要因素是什么?

答:玻璃纤维的直径和长度减小,强度提高;
含碱量越高,强度越低;

(热处理温度,缺陷含量)

30:Kevlar纤维的化学结构对纤维性能有什么影响?

答:芳纶Kevlar纤维的制法:纺丝常采用浓硫酸为溶剂,形成溶致液晶体系,(各向异性,沿剪切力方向取向),采用湿法纺丝或干喷—湿纺工艺。溶致液晶(Lyotropic liquid Crystal)——体系在一定条件下可以从各向同性转变为各向异性,即液晶态溶液,聚合物在溶液中呈一定的取向状态,在外界剪切力的作用下,聚合物分子沿剪切力的方向取向,有利于纺丝成型。液晶态的特点:分子具有沿着某一个方向的取向。

29.Kevlar纤维的化学结构对纤维的性能有什么影响? P58

34.比较GF、CF和KF的主要优缺点?

GCF优点:强度高,模量高,耐高低温性能好;
缺点:冲击性能差,表面活CF优点:强度高,模量高,耐高低温性能好;
缺点:冲击性能差,表面活 性低,与基体黏结性差。

KF优点:强度高,密度小,具有一定的韧性;
缺点:抗压、抗扭性能较低, 耐水性、耐紫外光差。

第三章第三章基体材料基体材料

1.简要说明基体在复合材料中的作用。

粘合纤维,固定位置,均衡载荷,传递载荷(将单根的纤维粘成整体);

保护纤维,防止纤维受损;

赋予复合材料各种特性(耐热、耐腐蚀、阻燃、抗辐射);

决定复合材料生产工艺、成型方法。

答:①基体材料通过界面与增强材料粘结成一体,并使纤维位置固定,赋予复合材料一定的形状,并以剪应力的形式向增强材料传递载荷,并使载荷均衡;

②保护增强材料免受外界环境的作用和物理损伤。

③决定复合材料的一些性能。如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水性、耐化学品性能)等;

④对复合材料一些性能有重要影响,如纵向拉伸、压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等。

⑤决定复合材料的成型工艺方法及工艺参数的选择;
如:基体的粘度、使用期直接影响增强材料的浸渍、复合材料的铺层和预浸料的储存

环氧、酚醛及不饱和聚酯树脂的固化各有什么特点?对制备工艺有什么影响? ..酚醛:A阶段(可溶可熔)→ B阶段(转变阶段)→C阶段(不溶不熔)。固化阶 段界限明显,干法工艺中可根据固化阶段性把浸渍和压制分别在不同的工段 进行。

..不饱和聚酯树脂:凝胶→定型→熟化三个阶段。固化阶段界限不明显,一 般采取从黏流态树脂到固化定型一次完成的工艺方法。

..环氧树脂凝胶定型熟化三个阶段三阶段比聚酯树脂明显固化条件随固..环氧树脂:凝胶→定型→熟化三个阶段。三阶段比聚酯树脂明显,固化条件随固

化剂不同可在很大范围变动。因此几乎对所用成型工艺都能适应。

2:基体的强度模量和收缩率怎样影响复合材料的性能/ 答:复合材料以优良的比强度和比模量著称,用到复合材料的场合都是要用它在获得足够的刚度和强度时能将总体质量减轻。

作为结构件的复合材料起增强作用的还是纤维本身,基体会将纤维粘合成一个整体,来共同受力,在承担外载荷的时候纤维增强体受力并抵抗变形,基体起到传导力的作用,将载荷分散到整个结构件上共同抵御变形。

除了三维编织预制件作为增强体以外,复合材料都要涉及层间的问题,而层间完全是基体的粘接强度在起作用,作为基体材料要有足够的剪切性能,在受力时就不会因为强度不够而使复合材料分层失去抵抗外载荷的能力。

基体的收缩率要和增强体匹配,不要过大导致层间脱开。

所以作为复合材料在选材的时候要综合考虑增强体和基体的选择。

10.若要使环氧树脂室温固化,可采用哪几种固化剂?是写出其结构式。

答:脂肪族胺类是较常用的室温固化剂,它的固化速度快,反应时放出的热量又能促进树脂与固化剂反应。但这类固化剂对人体有刺激作用,固化产物较脆而且耐热性差,在复合材料方面应用不多。阴离子及阳离子型固化剂:是催化性固化剂,仅仅起到固化反应的催化作用,这类物质主要是引发树脂分子中环氧基的开环聚合反应,从而交联成体型结构的高聚物。由于树脂分子间的直接相互反应,使固化后的体型结构高聚物基本具有聚醚的结构

11.环氧值为0.51当量/100g的618#环氧树脂,用苯酐做固化剂,试计算100g环氧树脂所需苯酐的量。参考p107计算,(64.158)

12.试写出2-乙基-4-甲基咪唑的分子式,请说明其在固化环氧树脂时的固化 机理。参见p110

13目前,环氧树脂的增韧有几种方法?简要说明其增韧机理。13.目前,环氧树脂的增韧有几种方法?简要说明其增韧机理。

..橡胶弹性体增韧:具有活性端基的弹性体分子可以通过活性端基与环氧基 的反应嵌段进入环氧的交联网络。机理-橡胶颗粒脱胶或断裂后所形成孔洞 的塑性体膨胀,颗粒或孔洞所诱发的剪切屈服变形;

..热塑性树脂增韧-热塑性树脂颗粒对裂纹扩展起约束、闭合作用和钉锚作 用,阻止裂纹扩展;
热塑性树脂与环氧树脂形成半互穿网络聚合物;

..热致液晶增韧-热致液晶聚合物以原纤的形式存在于环氧树脂连续相中, 可以阻止裂缝,提高基体韧性;

..核壳结构聚合物增韧-CSLP粒子空穴化—塑性形变,吸收外加能量

..刚性纳米粒子增韧在基体受冲击时纳米粒子与基体之间产生微裂纹(银..刚性纳米粒子增韧-在基体受冲击时,纳米粒子与基体之间产生微裂纹(银 纹),吸收能量;
基体塑性变形吸收冲击能。

第四章第四章聚合物基复合材料的界面聚合物基复合材料的界面 1.复合材料的界面效应有那些?如何影响复合材料的性能?

..物理效应:引起各组分之间相互浸润、扩散、相溶性、界面吉布斯自由能、结构网络互穿的变化;

..化学效应:导致界面上的化学反应形成新的界面层结构;
..化学效应:导致界面上的化学反应、形成新的界面层结构;

..力学效应:引起界面上的应力分布。

2.影响界面黏结强度的因素有那些?提高界面黏结强度的途径有那些?

..纤维表面晶体大小及比表面积:晶体增大、粘结性能变差,粘结强度降低;

比表面积大,粘结强度高;

..浸润性:浸润性↑,粘结强度↑;
空隙率↑,粘结强度↓

..界面反应性界面反应性↑粘结强度↑..界面反应性:界面反应性↑,粘结强度↑ ..残余应力:降低残余应力

2.影响界面结合强度的因素哪些?如何提高界面结合强度?

答:影响界面结合强度的因素:表面的几何形状、分布状况、纹理结构;
表面吸附气体和蒸气程度;
表面吸水情况;
杂质存在;
表面形态(形成与块状物不同的表面层);
在界面的溶解、浸透、扩散和化学反应;
表面层的力学特性;
润湿速度等。

提高界面结合强度:被粘体对粘接剂吸附越强,粘接强度越高。增强材料与基体间必须形成化学键才能使粘结界面产生良好的粘结强度。表面形状不规则的沟槽和孔穴越多,粘合强度越高。大分子链结构及柔顺性。减少表面污染将大大提高粘结作用。

3:
影响粘结强度的因素有哪些? 答:

6.简述水对复合材料的破坏机理。 ..水的浸入:形成较厚的水膜

..水对玻璃纤维表面的化学腐蚀作用:碱金属溶于水中,溶液呈碱性,加速 表面腐蚀,导致SiO2骨架解体,强度下降。

..水对树脂的降解作用:物理效应,化学效应

..水溶胀树脂导致界面脱粘破坏界面处树脂溶胀→剪应力当剪应力>界..水溶胀树脂导致界面脱粘破坏:界面处树脂溶胀→剪应力,当剪应力>界面粘结力→界面脱粘破坏

..水进入孔隙产生渗透压导致界面脱粘破坏..水进入孔隙产生渗透压导致界面脱粘破坏 ..水促使破坏裂纹的扩展

8什么是偶联剂?简述用于玻璃纤维的偶联剂类作用机理?

..偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质,偶联剂分子应至少含有两种 官能团,第一种官能团在理论上可于增强材料起化学反应,第二种官能团在 理论上应能参与树脂的固化反应,与树脂分子链形成化学键结合。

通过这两种不同的基团的反应,在两者之间架起键桥,把两种不同性质的材料连接起来,键桥的力量是分子间的吸引力所无法比拟的,从而获得良好的粘接性。

..有机硅烷类偶联剂,有机铬络合物偶联剂

..作用机理:1)水解;
2)与玻璃纤维表面作用;
3)与树脂基体作用

答:偶联剂是一种化合物,其分子两端通常含有不同的基团。偶联剂的作用是靠偶联剂分子中的两种基团:一种基团可与玻璃纤维表面起化学反应,以化学键连接;
另一种基团可参与树脂的固化反应生成化学键。通过这两种不同的基团的反应,在两者之间架起键桥,把两种不同性质的材料连接起来,键桥的力量是分子间的吸引力所无法比拟的,从而获得良好的粘接性。

第五章聚合物基复合材料的成型工艺

2;手糊成型用的模具可用哪些材料制作?使用不同材料应该注意什么?

答:金属:材料有良好的耐磨性和易成型性。模具可加温加压,使用寿命长,光洁度好,表面精度高,不易变形。但其加工复杂,制造周期长,造价贵,主要用于大批量生产或精度要求高的中、小型产品生产。

(2)木材:木材要求质地均匀,

无节疤、变形小等。常用的有红松、银杏、杉木、枣木等。应事先干燥,以防止变形和开裂。木模不耐久,不耐高温,

模具表面需经过封孔处理,防止树脂向内部渗透,造成脱模困难及表面不光洁等。同时要防止模内水分固化时蒸发,影响产品的表面质量。优点是加工容易,比较轻便,短时内可以多次使用,但容易变形损坏,模具表面需经常维修,适用于结构复杂的试制产品及小批量中小型产品。

(3)石膏:通常是半水石膏铸造而成,其优点是制造简单,材料易得,价格便宜。石膏模的缺点是不耐用,怕冲击,表面要经过细加工和防护处理,使用前要经过干燥,防止模内水分固化时蒸发,影响产品质量。石膏控适用于小批量及形状复

水泥及混凝土:
模具制造方便,成本低,有一定的强度,刚性好,不易变形,可长期使用。但表面需经过打磨、抛光、封孔、涂漆后才能使用。一般用于造型简单、表面质量要求不高的产品。

(5)玻璃钢:是由木模或石膏模翻制而成。根据使用要求,可以用环氧树脂、聚酯树脂制造。为了减少收缩和降低成本,还可以填加部分矿物填料。优点是制造方便,可以制造形状复杂的模具,并且线膨胀和收缩小,精度较高,表面光洁度好,耐化学腐蚀及质轻耐久等。其缺点是成本较贵。它适用于表面质量要求较高、形状复杂制品的大批量生产。

(6)石蜡:是用浇铸法成型。多用来制造形状复杂,批量不大的小产品成型。还可以用作难以取出的模芯。石蜡模制造方便,不需要涂脱模剂,材料可以反复使用,成本低,但模具不耐热,易变形,制品精度不高,表面涂漆困难。

4.成型复合材料时,施加压力的主要作用是什么?复合材料为什么一般可采 用低压成型? ..见p165

5什么是复合材料的成型三要素?说明其对产品性能和生产效率的影响?

答:成型三要素:赋形、浸渍、固化。

⑴ 赋形 赋形的基本问题在于增强材料如何达到均匀;
或在设定的方向上,如何可信度很高地进行排列。将增强先行赋形过程称为“预成型”。其赋形的程度进行到与制品最终形状相近似,而最终形状的赋形则靠成型模具进行。

⑵ 浸渍 所谓浸渍意味着将增强材料间的空气转换为基体树脂。浸渍的机理可分为脱泡和浸渍两部分。浸渍好坏与难易的主要影响因素是基体树脂的粘度、基体树脂与增强材料的配比,以及增强材料的品种、形态。

⑶ 固化 固化意味着基体树脂的化学反应,即分子结构上的变化,由线性结构变成网状结构。固化要采用引发剂、促进剂,有时还需加热,促使固化反应的进行。

9.什么是袋压成型?主要有哪几种形式?

..袋压成型是借助成型袋与模具之间抽真空形成的负压或袋外施加压力使复合材料坯料贴近模具,从而固化成型的方法。

..主要有:真空袋成型,气压袋(压力袋)成型,真空袋-热压罐成型。. 11.纤维缠绕成型有哪三种缠绕规律?它们是如何实现的?

(1)环向缠绕-芯模绕自己轴线做匀速运动,丝束在平行于芯模轴线方向的筒身区间均匀缓慢的移动。芯模每转一周,丝束沿芯模轴向移动一个纱片宽度。

(2)纵向缠绕-缠绕时导丝头在固定平面内做匀速圆周运动,芯模绕自己轴线慢速间歇转动。导丝头每转一周,芯模转过一个微小角度。

(3)螺旋缠绕-缠绕时芯模绕自己轴线匀速转动,导丝头按一定运动速度沿芯模轴线方向往返运动。

12.论述注胶压力、注胶速率和注胶温度对树脂传递模塑(RTM)成型工艺的影响。 答:A、压力。压力是影响RTM工艺过程的主要参数之一。压力的高低取决于模具的

材料要求和结构设计。为降低压力,可采取如下措施:降低树脂粘度;
适当的模具材料要求和结构设计。为降低压力,可采取如下措施:降低树脂粘度;
适当的模具 注胶口和排气口设计;
适当的纤维排布;
降低注胶速率。

B、注胶速率。注胶速率决定于树脂对纤维的润湿性和树脂的表面张力及粘度,受树 脂的活性期、压注设备的能力、模具钢度、制件的尺寸和纤维含量的制约。由于树 材料要求和结构设计。为降低压力,可采取如下措施:降低树脂粘度;
适当的模具 注胶口和排气口设计;
适当的纤维排布;
降低注胶速率。

B、注胶速率。注胶速率决定于树脂对纤维的润湿性和树脂的表面张力及粘度,受树 脂的活性期、压注设备的能力、模具钢度、制件的尺寸和纤维含量的制约。由于树 脂对纤维的完全浸渍需要一定的时间和压力,较慢的冲模压力和一定的冲模反压有 助于改善RTM的微观流动状况,但冲模时间增加降低了效率。

C、注胶温度。注胶温度取决于树脂体系的活性期和最小粘度的温度。在不大大降低 脂对纤维的完全浸渍需要一定的时间和压力,较慢的冲模压力和一定的冲模反压有 助于改善RTM的微观流动状况,但冲模时间增加降低了效率。

C、注胶温度。注胶温度取决于树脂体系的活性期和最小粘度的温度。在不大大降低 树脂凝胶时间的前提下,为了使树脂在最小的压力下使纤维获得充足的浸润,注胶 温度应尽量接近最小树脂粘度的温度。过高的温度会缩短树脂的工作期。过低的温 度会使树脂粘度增大,而使压力升高,阻碍了树脂正常渗入纤维的能力。较高的温 树脂凝胶时间的前提下,为了使树脂在最小的压力下使纤维获得充足的浸润,注胶 温度应尽量接近最小树脂粘度的温度。过高的温度会缩短树脂的工作期。过低的温 度会使树脂粘度增大,而使压力升高,阻碍了树脂正常渗入纤维的能力。较高的温

度会使树脂表面张力降低,使纤维床上的空气受热上升,有利于气泡的排出。度会使树脂表面张力降低,使纤维床上的空气受热上升,有利于气泡的排出。

13.简述RFI工艺的原理和特点.

15什么是片状模塑料(SMC)?它有什么特点? 见p185

15.什么是片状模塑料(SMC)?它有什么特点?

答:模塑料是用多组分不饱和聚酯树脂糊充分浸渍短切玻璃纤维(或毡)并在 上下面覆盖聚乙烯薄膜而获得的片状夹芯形式的模塑料。

特点:操作方便,模压成型时间短,生产效率高,改善成型加工工作环境 和劳动条件,成型流动性好,可成型结构复杂的制件或大型制件,并且制品 表面质量好;
组分的种类配比可调配性好,可降低成本使制品轻量化;
玻纤 在生产和成型过程中均为损伤,长度均匀,制品强度高。

24.为什么复合材料固化时要分段加温固化?

答:固化温度高低决定着树脂与固化剂的反应活性大小。

在低温台阶树脂部分固化,慢速反应,有利于形成均匀固化网络结构,内应 力小,树脂性能好;
在高温使固化反应完全,提高基体的力学性能和耐热性。

台阶式固化制度有利于基体充分浸渍纤维,进一步完成浸渍过程,排除界面 在低温台阶树脂部分固化,慢速反应,有利于形成均匀固化网络结构,内应 力小,树脂性能好;
在高温使固化反应完全,提高基体的力学性能和耐热性。

台阶式固化制度有利于基体充分浸渍纤维,进一步完成浸渍过程,排除界面 细节的气泡;
低温台阶慢反应,容易控制加压点;
对于多组分竞争反应的体 系,台阶式固化也是分子设计的需要。

细节的气泡;
低温台阶慢反应,容易控制加压点;
对于多组分竞争反应的体 系,台阶式固化也是分子设计的需要。

.试从下图热固性树脂的动态介电曲线图中分析固化过程中的结 构变化、状态转变及性能变化。

简谈复合材料的固化内应力,并说明减小内应力的措施简谈复合材料的固化内应力,并说明减小内应力的措施

答:A、内应力来源。热固性树脂的固化要产生聚合收缩,固化温度越高, 收缩率越大,产生的内应力也将越大。高聚物的高弹松弛特性是当链段运 答:A、内应力来源。热固性树脂的固化要产生聚合收缩,固化温度越高, 收缩率越大,产生的内应力也将越大。高聚物的高弹松弛特性是当链段运 动被冻结,产生的内应力不易松弛掉。由于树脂导热性差,固化收缩时, 制件内各点的固化温度和收缩率不一致,从而产生内应力,树脂体系固化 动被冻结,产生的内应力不易松弛掉。由于树脂导热性差,固化收缩时, 制件内各点的固化温度和收缩率不一致,从而产生内应力,树脂体系固化 收缩率越大,反应速率越快,制件越厚,温度梯度越大,在固化过程中产 生的内应力越大。

收缩率越大,反应速率越快,制件越厚,温度梯度越大,在固化过程中产 生的内应力越大。

B、减小内应力的措施。慢速升温或低温固化,固化均匀、收缩充分;
添加 粉状填料或柔性树脂,降低固化速率或松弛内应力;
在接近Tg温度下充分 B、减小内应力的措施。慢速升温或低温固化,固化均匀、收缩充分;
添加 粉状填料或柔性树脂,降低固化速率或松弛内应力;
在接近Tg温度下充分g 固化;
缓慢冷却,松弛热收缩;
后处理。

g 固化;
缓慢冷却,松弛热收缩;
后处理。

简谈复合材料的固化内应力,并说明减小内应力的措施简谈复合材料的固化内应力,并说明减小内应力的措施

答:A、内应力来源。热固性树脂的固化要产生聚合收缩,固化温度越高, 收缩率越大,产生的内应力也将越大。高聚物的高弹松弛特性是当链段运 答:A、内应力来源。热固性树脂的固化要产生聚合收缩,固化温度越高, 收缩率越大,产生的内应力也将越大。高聚物的高弹松弛特性是当链段运 动被冻结,产生的内应力不易松弛掉。由于树脂导热性差,固化收缩时, 制件内各点的固化温度和收缩率不一致,从而产生内应力,树脂体系固化 动被冻结,产生的内应力不易松弛掉。由于树脂导热性差,固化收缩时, 制件内各点的固化温度和收缩率不一致,从而产生内应力,树脂体系固化 收缩率越大,反应速率越快,制件越厚,温度梯度越大,在固化过程中产 生的内应力越大。

收缩率越大,反应速率越快,制件越厚,温度梯度越大,在固化过程中产 生的内应力越大。

B、减小内应力的措施。慢速升温或低温固化,固化均匀、收缩充分;
添加 粉状填料或柔性树脂,降低固化速率或松弛内应力;
在接近Tg温度下充分 B、减小内应力的措施。慢速升温或低温固化,固化均匀、收缩充分;
添加 粉状填料或柔性树脂,降低固化速率或松弛内应力;
在接近Tg温度下充分g 固化;
缓慢冷却,松弛热收缩;
后处理。

g 固化;
缓慢冷却,松弛热收缩;
后处理。

第七章第七章复合材料的基本力学性能复合材料的基本力学性能

1.细观力学的基本假设主要是什么?1.细观力学的基本假设主要是什么? 答:基本假设有:等初应力假设。纤维和基体初应力相等且为0,不考虑制造 过程引起的热应力。;
变形一致假设,纤维和基体牢固粘结在一起,形成一 个整体,受力过程中,F和M界面不产生滑移,即变形一致;
线弹性假设,在 弹性范围内受载时,纤维、基体和复合材料的应力与应变呈线性关系,服从 胡克定律;
不考虑泊松效应。

弹性范围内受载时,纤维、基体和复合材料的应力与应变呈线性关系,服从 胡克定律;
不考虑泊松效应。

3.用烧蚀法测定玻璃纤维……

..环氧树脂质量分数ωm=29%;
环氧树脂体积分数Vm=45.97%

..纤维质量分数ωf=71% ;
纤维体积分数Vf=54.03%..纤维质量分数ωf=71% ;
纤维体积分数Vf=54.03%

4.用第3题……?

..理论密度ρc=1.9g/cm34.用第3题……? ..理论密度ρc=1.9g/cm3

..空隙率VV=2.1%..空隙率VV=2.1%

5.单向复合材料在平行于纤维方向加载时,试计算……?

..Vf分别为10%、25%、50%及75%时,σf/σm之值均为400/3.2=125

..σ/σ之值分别为:933 391 198 133 ..σf/σL之值分别为:9.

33、3.9

1、1.9

8、1.33 1010.影响单向连续纤维复合材料纵向拉伸强度和模量的主要因素有哪些? ..纤维取向错误

..纤维强度不均匀..纤维强度不均匀 ..不连续的纤维 ..界面状况 ..残余应力

复合材料

学号:13032120 姓名:陈孝山

随着航空航天科学技术的不断进步,促进了新材料的飞速发展,其中尤以先进复材料的发展最为突出。飞机用复合材料经过近40年的发展,已经从最初的非承力构发展到应用于次承力和主承力构件,可获得减轻质量20%~30%的显效果。目前进入成熟应用期,对提高飞机战术技术水平的贡献、可靠性、耐久性和维护性已无可疑,其设计、制造和使用经验已日趋丰富。迄今为止,战斗机使用的复合材料占所用1 料总量的30%左右,新一代战斗机将达到40%;
直升机和小型飞机复合材料用量将到70%~80%左右,至出现全复合材料飞机。

日前,复合材料主要指有较高强度和模量的硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的复合材料,耐高温的纤维增强陶瓷基复合材料,隐身复合材料,梯度功能复合材料等。航天航天制造材料要求质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀,这些苛刻的条件,只有借助新材料技术才能解决。复合材料具有质量轻、较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀性、导热、隔热、隔音、减振、耐高(低)温、独特的耐烧蚀性、透电磁波、吸波隐蔽性、材料性能的可设计性、制备的灵活性和易加工性等特点,是制造飞机、火箭、航天飞行器等军事武器的理想材料。

复合材料的分类

现代复合材料按基体材料类型可分为:有机物分子的聚合物基、金属基和无机非金属基三大类。其中聚合物基又分为树脂基体和橡胶弹性基体;
金属基分为铝基、钛基、镁基、镍基、金属间化合物基等;
无机非金属基又分为陶瓷基、玻璃基和水泥基等按材料作用分类可分为:结构复合材料和功能复合材料。按增强材料形态分类有纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、晶须增强复合材料、板状增强体复合材料、编织增强体复合材料、涂层等,其中纤维增强又有碳纤维、玻璃纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维等。按基体和增强体是否同质可将复合材料分为同质复合材料和异质复合材料。

综合复合材料的概念和分类,不难发现复合材料有以下特点:

1.复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料,组元之间存在着明显的界面。 2.复合材料中各组元既保持各自的固有特性,而且可最大限度发挥各种材料组元 的特性,并赋予单一材料组元所不具备的优良特殊性能,即取长补短、协同作用, 产生原来单一材料本身所没有的新性能。

3.复合材料具有可设计性。可以根据使用条件要求进行设计和制造,以满足各种特殊用途,从而极大地提高工程结构的效能。

复合材料改善或克服了组成材料的弱点,能按零件结构和受力情况最佳设计,从而获得新的优越性能。与一般材料的简单混合有本质区别,其存在一下性能方面的特点:

1.高的比强度和比模量 2.抗疲劳性能好 3.减振性能好 4.高温性能好 5.断裂安全性高 聚合物基复合材料

聚合物基复合材料按基体的性质可分为树脂基体(热塑性、热固性)和橡胶弹性基体。树脂基体处于玻璃态,因此树脂基复合材料具有高的模量、强度和尺寸稳定性,可作为承力结构材料;
橡胶弹性体处于高弹性态,可用作阻尼、隔音、含能等功能复合材料的基体。由于复合材料的优势在于用作结构材料,因此树脂基复合材料更为重要,以至可认为它是聚合物基复合材料的代表。热固性聚合物基复合材料一直在连续纤维增强复合材料中占有统治地位,如玻璃纤维增强塑料。热塑性聚合物基复合材料较晚,但是因为其具有一些热固性聚合物不具备的优点,如吸湿性低、断裂韧性好,所以发展很快。

聚合物基复合材料按纤维种类分为玻璃纤维、有机纤维、碳纤维、混杂纤维等复合材料;
按增强相的外形分为连续纤维、短棒纤维、纤维织物或片状料、粒状填料复合材料;
按使用性能分为结构和功能复合材料。

增强纤维及基体

高性能复合材料的研究和开发的主要方面是高性能纤维和基体材料的研究和开发。高分子基复合材料中常用的纤维主要有玻璃纤维、碳纤维和芳香族聚酰胺合成纤维。硼纤维虽发明和使用较早,但自碳纤维问世以后,硼纤维在高分子基复合材料中的使用减少现多用于金属基复合材料。

1.玻璃纤维

玻璃纤维是最早开发出来的用于高分子基复合材料的纤维。玻璃纤维是由二氧化硅和A

1、Ca、B等元素的氧化物以及少量的加工助剂(氧化钠和氧化钾)等原料经熔炼成玻璃球,然后在坩埚内将玻璃球熔融拉丝而成。从坩埚中拉出的每一根线称为单丝,一个坩埚拉出的所有单丝,经浸润槽后,集合成一根原纱(又称为丝束)。原纱是构成商品纤维和织物的最基本单位。

2.碳纤维

碳纤维是一种含碳质量分数在90%以上不完全石墨结晶化的纤维状碳素材料、它既具有一般碳素材料低密度、耐高温、耐腐蚀、导电、导热等特点,又具各向异性、轴向拉伸强度和模量高、成丝状柔软可制造加工的特点。如对碳纤2500℃以上高温处理可得到碳含量99%以上、由乱层结构向三维有序结构转向的更高模量的高性能石墨纤维。

3.硼纤维

硼纤维是由硼气相沉积在W丝上来制取。由于高温下B和W的相互扩散,所以硼纤维外层是金属B,心部为变成分的硼化钨晶体。

4.芳纶纤维

芳纶为芳香族聚酰胺纤维的商品总称,国外名Keclar(凯夫拉),最初由美国杜邦公司于1965年研制成功。芳纶的优点:强度高(约2800~3700MPa,为一般钢的5倍),密度小,为1.45g/cm3 ,只有钢的1/5:弹性模量也很高;
耐热、耐寒(在-196~182℃范围内的性能及尺寸变化不大);
受热时不燃烧不熔化,温度再高则直接碳化;
耐辐射、耐疲劳和耐腐蚀。芳纶纤维的主要缺点是易吸湿,在阳光下受紫外线的辐射其强度会衰减。

5.环氧树脂

环氧树脂是开发最早、应用最广泛的高性能树脂基体。它具有优良的工艺性和增强纤维的黏结性,固化树脂具有高的强度和模量。具有品种多、适用面广和价格低的特点,在航空航天和其他部门均获得广泛应用。

6.聚甲基丙烯酸甲酯

金属基复合材料

金属基复合材料(MMC)是以金属或合金为基体,以纤维、晶须、颗粒等为增强体,采用多种工艺方法制成的复合材料。金属基复合材料可以按照基体分为铝基、镁基、镍基、钛基和金属间化合物基的复合材料。按增强体分类,可分为纤维增强型、颗粒增强型等。纤维增强金属基复合材料是利用纤维或金属细丝的极高强度来增强金属的强度,根据增强相纤维长度不同有长纤维、短纤维和晶须,纤维 直径为3~150um(晶须直径小于1um),长度与直径比在100以上。有纤维增强金属基复合材料均表现出明显的各向异性特征。基体的性能对复合材料横向性能和剪切性能的影响比对纵向性能更大。当韧性金属基体用高强度脆性纤维増强时,基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征,但是,纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。

金属基复合材料的研究重点主要有:

1.不同基体和不同增强相复合效果、复合材料的设计和性能 2.增强相/基体的界面优化、界面设计

3.制备工艺的研究,以提高复合材料的性能和降低成本 4.新型增强剂的研究开发 5.复合材料的扩大应用

陶瓷基复合材料

陶瓷是用无机非金属天然矿物或人工合成的粒状化合物(网如碳化硅、氮化硅,氧化铝等)为原料,经过原材料处理、成形、干燥和高温烧结而成的,同金属材料相比,陶瓷材料在耐热性、耐磨性、抗氧化、抗腐蚀以及高温力学性能等方面都具有不可替代的优点。但是,它具有脆性大的缺点,在工业上的应用受到很大限制。因此,提高韧性是陶瓷材料领域的重要研究课题。陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引人第一相材料,使之增强、增韧的多相材料,又称为“多相复合陶瓷”或“复相陶瓷”。

陶瓷基复合材料根据增强体分成两大类:连续增强的复合材料和不连续增强的复合材料,其中连续增强的复合材料包括一方向、一方向和三方向纤维增强的陶瓷基复合材料,也包括多层陶瓷基复合材料;
不连续增强复合材料包括晶须、晶片和颗粒状的第二相元增强和自身增强(如Si3N4中等轴晶的基体中分布一些晶须状β-Si3N

4、晶粒起到增韧效果)。另外,纳米陶瓷可能是添加纳米尺寸的增强体复合材料,也可能是自身晶粒尺寸纳米化,即自增强(韧)。

陶瓷基复合材料也可根据基体分为氧化物和非氧化物基复合材料。氧化物基复合材料包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物、复合氧化物等,若增强纤维也是氧化物,常称为全氧化物复合材料。非氧化物基复合材料以SiC、Si3N

4、++MoSi2基为主。碳/碳复合材料

碳/碳复合材料(C/C)是碳纤维增强的碳基体。碳明显不属于树脂和金属,如果把它列入陶瓷,则人们在传统观念上也难以接受。因此,在许多参考书中它都被列于金属基、树脂基和陶瓷基复合材料之后作为第四类复合材料来介绍。在航空航天技术中,渗碳复合材料以它优异的性能后来居上,独树一帜,成为21世纪前途无限的材料。

碳/碳复合材料的研究开始于1958年,到20世纪60年代后期碳/碳产品开始问世。到了20世纪70年代,美国和欧洲的试验室里进行了广泛研究,推出了碳纤维多向编织技术、高压浸渍碳化技术,使碳/碳复合材料的工艺走向成熟。C/C首先作为抗烧蚀材料用于航天领域,如导弹鼻锥,火箭、导弹发动机的喷管的喉衬、扩展段、延伸出口和导弹空气舵,继而在高超音速飞机的刹车装置中取代金属陶瓷和高强度钢而崭露头角。

碳/碳复合材料的制造工艺 1.CVI致密化工艺 2.液相浸渍工艺

参考文献

【1】李成功,傅恒志等。航空航天材料【M】.北京:国防工业出版社 【2】徐吉林,罗军明等。航空材料概论【M】.哈尔滨工业大学出版社

复合材料实训报告总结

实习指导老师:吴悦梅,黄频波,易磊骏,

实习时间:大二下半期的16至18周

实训地点:复合材料实训基地

实训目的:加强对复合材料成型工艺的认识

实习学生:第六小组黄敏

实训总结及感受:实训第一周真心有点累,早上8点中既要进行整队,迟到的人要处罚,我感受到了我们是不是进入企业了.有点和平时的习惯不一样了,而且实训期间是世界杯开赛期间,很想看,又怕影响第二天的实训,纠结纠结啊.呵呵在这样的期间我们感觉学到的东西好像更多了,感觉很充实而且学习也很有劲,就好像世界杯比赛中的进球样,很难进一颗,但还是努力的想去拼搏,而我们第一天就做的是模具的清洁和保洁,我们组对于模具的清洁不重视.制成的第一件制品表面上看起来很好,但是脱模下来后一看才知道有多粗糙,,老师说我们用的模具的表面和制品与模具的贴和面是有影响的.我们总结了下有几点,其一:就是要先粗后细,先用粗砂纸打磨,二打磨前要把用于大真空袋的胶除掉,其二:每打磨一次要清洁一次不然粗砂上掉下的颗粒会影响下一次的打磨,其三:打磨后没有用时要保护好避免损伤.第二个问题就是树脂胶液中气泡的处理,要处理不可避免的要了解到气泡的来源,第一是树脂胶液的搅拌卷入空气中的气泡,第二是树脂的黏度太高和纤维的浸润性.第三是层与层之间的气泡.排除气泡的方法第一是通过合理地搅拌树脂与固化剂,第二是用真空对配好的胶液进行排气,第三是刷胶时注意自己的力道和刷胶的方向。我们做的第一件复材制品是一颗曲型板,那里面的气泡很多感到很沮伤,当老师给我们看上一届学生做的时,我们感到好受多了,因为我们在进步,我们比上一届好多了,我们有总结了些许经验,我们的下一届学弟会比我们更好,这就需要不断地传承,不断的总结对于怎样减少气泡的方式我们试了很多有通过增加吸胶材料增加脱模布,改变刷胶方式,改变树脂与固化剂的配比等各种方法,到后面我们在电子显微镜下观察来和前几次对比得出了一些结论,我们第六小组更是得到了气泡最少制品。接着我们做了加强筋的曲面板,而曲线板内的加强筋有需要自己去设计怎样能更好的是曲型板的各方面的力学性能加强,但要使纤维树脂去加强筋更好的贴合,那就要处理好内圆角的圆角和圆半径大小,等各种问题,还有加强筋的蜂窝结构加强要注意树脂含量不要过多等,一般是在铺好下面的等胶干些再放蜂窝结构后再放纤维但注意不要用过多的胶液。我们做了很多大中型的制品,如船和机身等,对于制作机身大制件因为其本身面积较大睡衣需要团队配合,不仅要一边配胶,还要一边进行刷胶排气裁剪等,要住以用胶时间,因为第一次我们组就是应为用脚时间过长,导致没办法刷第二层的纤维布了,成了一个废品,还有就是要住意在摆放真空排气管是要注意不能影响制品的表面光洁度,在打正袋时注意检查有没有漏气,要没有褶皱等这些都为影响制件的质量,脱模材料我们学了三种意一种是涂抹蜡,另一种是喷涂膜剂,还有一种是脱模布。在涂脱模蜡是要注意一定要涂抹均匀不能过多也不能过少,过多影响制件表面的光洁度,涂抹过少脱模不易,容易损坏制件,而以前我们没用过脱模剂,用的是国外产品,我们小组通过大家齐心协力翻译知道了这种喷雾式脱模剂的用法,是先均匀喷一次后过几分钟再喷一次,反复几次在模具表面形成一成极薄的膜,达到脱模的效果。而最最简单的是用脱模布,比制品稍微大一些,固定在模具表面,这样可以减少制作时间,因为可以不用打磨模具,不用等待过长时间。制作船体是我们遇到的最大难题,因为我们不能够很好的处理菱角和气泡的缺陷,不知道在哪里裁剪更有利于制品的力学性能和表面质量的提高。后面我们发现要处理好这些问题,要事先就知道纤维的走向做好铺层的构思,还有就是裁剪要最好使制品的不贴合面或有褶皱的地方裁剪,并做好纤维预埋,是纤维布会更好的贴合磨具表面。我们小组更是发现脱模很难,我们通过增加脱模剂的用量,但效果不是很好,后面我们才发现是因为我们没有预埋纤维丝,使得纤维布陷入磨具的缝隙造成脱模很难。我们要注意的是脱模手糊制品的产品不能用铁制的脱模具去脱模。要用木质或塑料制的脱模器材,而且不能用蛮力去敲,挖,戳等,因为这是最容易使磨具和制品损坏的操作,我们应该通过慢慢的去起,一点一点的破坏制品和模具制件的应力,旋转式的去起,达到无伤脱模的效果,手糊成型工艺过程是:先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上铺贴一层按要求裁剪好的纤维织物,用刷子和压辊,还有刮刀压挤织物,使其均匀金浸渍并排除气泡后,在涂刷树脂混合物的第二层纤维织物。反复在上述过程直至达到所需要厚度为止。然后,通过抽真空或施加一定压力使制件固话=化(冷压成型),有的树脂需要加热才能固化(热压成型)。而我们手糊制品需要抽真空的产品我们要注意打真空袋,以是导气管的预埋.透气毡,吸胶材料,隔离膜的铺放顺序,应为抽真空的缘故,我们要住辅助材料的边角不能覆盖至制品上,因为受压会使制品表面有压痕影响之间的工艺性能。一般的是隔离膜在制品的表面,然后是吸胶材料,最后是透气毡,而打真空袋是要明确以不能能漏气也就是要保证真空袋通过腻子胶条和模紧密贴合不漏气,另外一个是要是真空袋抽正空后要与模具和制品紧密贴合不能有褶皱。手糊成型的有点很多,如其一不需要复杂的设备,只需要简单的模具,工具,投资少,成本低。其二生产技术易掌控,人员只需经过短期的培训即可生产。其三复合材料产不受尺寸,形状的限制。其四可以与其他材料同时复合制成一体和对于一些不宜运输的大制品等。缺点就是产品质量不够稳定,生产环境差,气味大,加工时粉尘过多。不能用来制造高性能产品,生产效率低下。这是我感受到的,我对于手糊成型的理解。我们不仅要提高制品的工艺性能,更要减少制品的生产成本和提高工做卫生的环境条件。注重团队合作,时间的分配,设计的和理性的。而手糊成型完了就接着是热压罐成型工艺过程:一,模具的准备。模具要用软质材料轻轻搽拭干净,并检查时候漏气。然后在模具上涂布脱模剂。二裁剪和铺叠。按样板裁好带有离型纸的预浸料,剪切时必须注意纤维方向然后将才好的预浸料揭去离型纸按照规定顺序和方向铺叠,每一层要用橡胶辊等工具将预浸料压实,赶出空气。三组合和装袋,在模具上将预浸料胚料和各种辅助材料组合并装袋,应检查真空袋周边是否良好。(打真空袋不可避免的会遇到打耳朵的情况,而我们要是耳朵不漏气,更好的是先打好耳朵在进行密封装袋)四热压固化,将真空袋系统组合到热压罐中,接好真空管路,关闭热压罐,然后按确定的工艺要求抽真空、加热、固化。最后就是出罐脱模,固化完成后,冷却到室温后,将真空移除热压罐,去除各种辅助材料后进行修整。典型的热压罐固化工艺过程五个阶段:1升温阶段;
2吸胶阶段;
3继续升温阶段4保温热压阶段;
5冷却阶段。我们小组遇到问题主要有裁剪时不一,就是尺寸不统一。在进行磨具合拢是不能很好的贴合,模具夹合时有缝隙需要要纤维预浸料填补。我们贴挡胶胶条是要注意把要流胶的位置都挡上。

再次,要深化自己的工作任务。熟悉每一件制品的制作方法,细节。做到烂熟于心。学会面对不同的困难,采用不同的操作技巧。力争让每一件制品都能然自己感到称心如意,更力争增加操作经验,提高产品质量。

最后,端正好自己心态。其心态的调整使我更加明白,不论做任何事,务必竭尽全力。这种精神的有无,可以决定一个人日后事业上的成功或失败,而我们的工作中更是如此。如果一个人领悟了通过全力工作来免除工作中的辛劳的秘诀,那么他就掌握了达到成功的原理。倘若能处处以主动,努力的精神来工作,那么无论在怎样的工作岗位上都很难有所建树。

实习是学生大学学习完成全部课程后的最重要的实践环节。通过这次的实习,我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解,也是对这几年大学里所学知识的巩固与运用。从这次实习中,我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的,并且需要进一步的再学习。在这次会计实习中,我可谓受益非浅。仅仅的3周实习,我将受益终生。通过此次实习,不仅培养了我的实际动手能力,增加了实际的操作经验,缩短了抽象的课本知识与实际工作的距离,对实际的工作的有了一个新的开始。实习是每一个学生必须拥有的一段经历,它使我们在实践中了解社会,让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,打开了视野,增长了见识,为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。

高分子复合材料在地铁工程中的应用技术

摘 要 通过对高分子复合材料进行改性(调整树脂的分子结构及材料组成) ,使材料具有良好的防火性能、耐高温性能及抗电化腐蚀性能,成为高性能的热固性复合材料。在地铁的地下工程中采用该类材料制作的疏散平台可从根本上改变地铁火灾状态下的疏散模式,对提高地铁结构的使用寿命及安全性都具有重要的作用。

关键词 高分子复合材料 改性 地铁工程 运营安全性

1 采用复合材料的必要性和迫切性 1.1 有效地解决金属支架带来的腐蚀问题

地铁隧道潮湿环境和采用走行轨回流的工况使遂道内的金属支架和构件非常容易腐蚀,当这种腐蚀情况不断恶化会成为影响地铁运营安全的一个隐患。

解决隧道内金属支架及构件的腐蚀问题,已成为国内外地铁领域普遍关注的重点问题之一。高分子复合材料是一种耐腐蚀的绝缘材料,用它制造各类支架和构件能有效地解决腐蚀问题,降低运营成本。

1.2 有效地实现绝缘安装,防止腐蚀

地铁的主体结构钢筋发生的电化腐蚀是构成地铁运营安全的另一隐患。据报道,国内外不少地铁遂道已出现主体结构钢筋因电化腐蚀而导致混凝土保护层起拱、剥落,不得不进行全面的维修。这在夜间只停运4~5 h的地铁隧道内进行这样大规模的结构维修不仅难度大,而且对地铁的正常运营会产生严重的干扰。

按照《地铁杂散电流防护设计规范》的规定,为了有效地防止地铁隧道结构钢筋在杂散电流的作用下发生腐蚀,结构钢筋和钢轨与地之间必须有足够的绝缘电阻。然而,出于对人身和设备的安全考虑,设计规范又规定各类金属支架和构件必须接地。工程实践证明,能同时满足上述两项要求的唯一方法就是采用绝缘法来安装隧道内的全部金属支架和构件。然而,绝缘安装不仅造价高、而且在大规模施工安装中绝缘套的破损是难以避免的。因此,“绝缘法安装”这一防护杂散电流的措施在实际工程中效果不能保证,迄今为止基本上未被采用。而采用高分子复合材料制造的各类支架和构件, 由于它所具有的良好绝缘性能, 实质上已有效实现了绝缘安装。

1.3 为地铁应用与推广新技术奠定良好的基础

为更有利于列车事故状态下从区间隧道内组织乘客尽快疏散,广州地铁3号线和4 号线已改变从列车车头疏散乘客的方式,而采用组织乘客从侧门离开列车,并通过安装在隧道侧壁上的疏散平台进行疏散。

新增设的疏散平台如采用钢结构及混凝土板来制造,不仅平台结构体重大,安装时对隧道结构的损伤较大,而且由于安装工序较多,将影响其上下方所需安装的电缆支架及电缆敷设的作业时间安排,使隧道内的空间分配与作业时间更显紧张。如疏散平台采用高性能的轻质材料———高分子复合材料制作的“支架与疏散平台一体化组合构件”不仅可减少对隧道结构的损伤,而且可以一次性地把平台与电缆支架一起安装,有效地解决了隧道内多工种交叉作业的矛盾。

2 高分子复合材料的主要特性 复合材料一般由基体材料和增强材料两大组分构成,各组分材料之间具有明显的界面,宏观上呈现出 “各向异性”的特征。复合材料按其基体材料的性质可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和有机 (树脂基)基复合材料三大类。高分子复合材料的基本性能主要由其基体材料决定,而机械性能则主要取决于增强纤维的性质、用量及铺设方式。而合理的成型工艺则能使基体材料与增强材料各自的优良性能在复合材料中充分表现出来。

2.1 性能的可设计性

常规材料由于有固定的物质成份,因此就有相对固定的性能,而热固性复合材料没有特定的物质成份,所以也就没有固定的性能。实际应用中往往根据使用对象对材料性能和形状的要求来选择其基体材料、增强材料和成型工艺。也就是说,复合材料的性能是可设计的。

由于复合材料的性能可设计,使其应用范围很广,例如,可以根据使用环境条件的要求设计出防腐、保温、透光等材料,也可根据使用功能要求设计出轻质、高强、绝缘、导电、透波、吸波及耐磨等材料,以及可对外界环境变化做出反应的“机敏”复合材料。

2.2 结构形状无限制

热固性复合材料的成型工艺与钢材和木材等传统材料不同。利用热固性复合材料的树脂改性技术和加工工艺,即可设计出耐高温性能、防火性能优异的复合材料与满足结构性能的构件。

3 应用于地铁的热固性复合材料

地铁隧道特殊的环境和特殊的工况对材料性能要求比较高,归纳起来主要有以下几个方面:材料耐腐蚀性能、良好的防火性能、满足消防要求;具有足够的机械强度和绝缘强度; 具轻质高强、较易加工或组合成型,以满足不同地段所制造的所需的规格与尺寸;具有较长的使用寿命,减少更换次数,才能保证地铁的安全运营。

3.1 提高热固性复合材料性能的主要途径

通过研究树脂基体的改性、玻璃纤维增强材料的敷设方式,以及依靠制作工艺的改进来提高热固性复合材料的性能,使其性能和造价均能满足地铁工程的要求。

(1) 通过调整树脂的分子结构及材料组成获得具有较好防火性能及耐热性能的复合材料。

(2) 合理设计增强纤维的用量及铺设形式,获得理想的力学性能并降低生产成本。

(3) 改善成型工艺,获得理想的制品并提高生产效率。

3.2 提高热固性复合材料性能的主要成果

经多次试验与配制,课题组所研制的热固性复合材料具有良好的防火性能、机械性能及耐高温等性能可称为高性能的热固性复合材料。所研制的材料构件不仅具有轻质高强的特点,并且是优良的电气绝缘材料,尤其在湿态环境下仍保留较高的绝缘强度,因此具有很强的抗电化腐蚀的性能,完全能够满足地铁的工作环境要求。

高温下的力学性能的各类检测表明:所研制的材料与构件仍保持有良好的力学性能。

4 高性能复合材料在地铁工程中的应用 从地铁工程需要出发,采用所研发的高性能热固性复合材料分别制造了各类电缆支架、疏散平台、DC1500V供电轨支座及防护装置等构件。特别是电缆支架与疏散平台一体化构件,有利于减少隧道的作业工序、减少各类支架平台安装对隧道结构的损伤,也有利于今后运营对电缆的维护与检修。

4.1 各类形式的电缆支架

由于热固性复合材料的结构形状可设计性强,可按各类工法施工所构筑的隧道形态制造各种类型的电缆支架。例如,适用于明挖区间隧道直形墙体的支架、圆型及马蹄形隧道墙体安装的弧形支架,适用于电缆数量有一定变化的区段安装的多层支架等。

4.2

DC1500V供电轨的支座及防护构件

供电轨的支座与防护装置需在高电压条件下工作,材料的绝缘强度是必须保证的指标,供电方式尚需延伸到地下线路,因此其防火性能也类同于电缆支架。此外,为保证列车的受电靴与供电轨之间具有良好的动态接触关系, 还需具备机械强度和抗冲击能力。

5 结语

高分子复合材料在地铁工程中的应用,不仅能够填补国内材料应用领域的空白,而且还能有效地解决长期困扰地铁界的一些技术难题、降低地铁工程的全寿命周期成本,同时为地铁领域的技术进步提供了必备的条件。面对我国地铁工业发展的良好势头,以及复合材料在地铁上应用不断增加的良好契机,复合材料企业应抓住机遇,迎接挑战,依靠在复合材料产品、技术、工艺和应用上的不断创新,加强与各相关科研、设计单位(部门)等的多方合作,来提升企业的核心竞争力,争取更多的复合材料产品在地铁上得到使用。我们相信,随着材料科学的进一步发展和应用空间的拓展,地铁工程材料应用技术将面临一场革命性的进步。

参考文献

[ 1 ] 沃丁柱.复合材料大全[M ].北京: 化学工业出版社, 2002.[ 2 ] 陈绍杰.先进复合材料的民用研究与发展[ J ].材料导报, 2000, 14 (11).[ 3 ] 上海化工学院玻璃钢教研室.合成树脂[M ].北京:中国建筑工业出版社, 1979.[ 4 ] 冼杏娟.复合材料界面的力学行为[M ] / /复合材料及其结构的力学进展.广州:华南理工大学出版社, 1991: 261 289.App lica tion o f High mo le cu la r compo s ite Ma te ria ls in Me tro Cons truc tion

Zeng Yaochang Ab s tra c t: High molecular composite material after p roperty modification ( adjust the molecular structure of resin and the composition of the material) still poees good firep roof performance and the resistance to high temperature as well as galvanic corrosion, becoming a high performance thermosetting composite material.Evacuation p latform in the metro p rojectsmade from this kind ofmaterial can help to alter comp letely the mode of evacuation and increase the service life and safety of subway structures.Key wo rds: high molecular composite material; p ropertymodification; subway p roject; operation safety

混凝土聚合物复合材料

摘要:我国混凝土聚合物复合材料的研究起步较晚,但发展迅猛,已广泛应用于各种工程之中。目前研究主要表现在废物的利用、多种方式复合改性、节能和环境友好聚合物改性复合材料、功能性聚合物改性混凝土材料等方面,在其发展中还存在使用寿命、生产成本、标准化工作、施工拌和等问题。

关键词:混凝土;聚合物;应用;发展

混凝土聚合物复合材料是利用水泥混凝土的制造方法和施工技术与高分子材料有效结合而产生的一种新型材料。用于水泥混凝土改性的聚合物种类很多,对水泥混凝土进行改性的具体工艺也多种多样,最终获得的改性水泥混凝土主要有三种:(1)聚合物混凝土或树脂混凝土(PC);(2)聚合物浸渍混凝土(PIC);(3)聚合物改性水泥混凝土(PMC)。混凝土聚合物复合材料具有优良的工程性能,有着良好的应用前景。本文对我国混凝土聚合物复合材料的一些情况进行介绍,对其开发应用前景进行了展望,同时提出了该领域中需要解决的问题。

1我国混凝土聚合物复合材料的发展现状 1.1聚合物混凝土(PC) 聚合物混凝土(或树脂混凝土)是全部以聚合物代替水泥做胶结材料,与骨料结合而成的聚合物混凝土复合材料。聚合物混凝土的研究于1950年开始,发展较快的国家有日本、德国和前苏联,各国所用的树脂不尽相同。目前最常用的胶结材料有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂以及苯乙烯单体等。我国用于树脂混凝土中的树脂多以环氧树脂和不饱和聚酯为主。

20世纪60年代我国开始使用树脂混凝土及树脂砂浆,用的比较多的是作为普通混凝土的修补材料,特别是将PC用作结构材料,在国际上仍是一个较新的领域。到了80年代,树脂混凝土已经成为主要的、占优势的材料,做预制构件是一项主要的应用。我国于80年代末开始与国际同步研制PC轨枕,来替代普通水泥混凝土轨枕,经过试验,产品性能优良;90年代研制出了PC井盖和PC雨水口箅子,获得了国家专利,同时开展了PC绝缘子的研究工作。还有单位采用粉煤灰漂珠代替砂石骨料制成聚合物树脂混凝土,具有自重小、隔热、吸声、防火等优点,漂珠的主要成分为二氧化硅和三氧化二铝。最近十几年,树脂混凝土在我国发展迅猛,新的环氧树脂和固化剂不断被开发研制出来,而且其他类型的高分子材料的研究工作也如雨后春笋般发展起来,各种各样的PC制品不断出现,应用于各行各业。

1.2聚合物浸渍混凝土(PIC) 聚合物浸渍混凝土是一种用有机单体浸渍混凝土表层的孔隙并经过聚合处理而成一整体的有机—无机复合的新型材料。1965年美国率先对聚合物浸渍混凝土进行探索性试验,于1966年研制成功。我国从1973年开始研究聚合物浸渍混凝土,但是由于对混凝土物件进行完全浸渍的工艺比较复杂,又存在单体再利用问题,及造价太高和制件尺寸受浸渍容器限制等原因,使该完全浸渍工艺在我国的应用十分有限。

相比之下,表面浸渍工艺比较简单,成本低、能耗少,无剩余单体的回收问题。同时,混凝土结构经表面浸渍后,其表面强度、硬度、抗渗性、抗冻性、耐蚀性等都有显著改善,具有较大的应用前景。

20世纪80年代苏州混凝土水泥制品研究院研制成功“负压常温聚合物浸渍工艺”,其采用柔性负压浸渍腔代替浸渍容器或围堰装置常温聚合工艺,无剩余单体的问题,特别是克服了对竖立表面浸渍的困难。他们曾用此工艺处理了钢筋混凝土贮器以及对地下室渗漏部位进行浸渍,效果显著。负压工艺可望在制造耐酸池槽、地坪、管道以及大型海水淡化设备,提高海洋构筑物、桥面、路面耐久性等方面得到应用。自80年代以来,我国对聚合物浸渍混凝土做了较多的研究,主要是提高混凝土的表面抗冲刷性、耐磨性以及破损混凝土结构的修复方面。近年来用聚合物作为涂层或封闭剂用于混凝土结构的保护和提高其抗渗性、耐久性的研究不少。使用有机硅聚合物凝胶浸渍混凝土,聚合物的渗入深度可达7 mm甚至更大,对混凝土的保护效果非常好,而且施工简便,是最近几年才发展起来的新技术。

1.3聚合物改性水泥混凝土(PMC) 将聚合物乳液掺入新拌混凝土中,可以使混凝土的性能得到明显的改善,这类材料称之为聚合物改性混凝土。聚合物乳液改性水泥材料的研究始于20世纪20年代,Creson于1923年第一个获得这方面的专利,这个英国专利是关于水泥填充天然橡胶胶乳用作铺路材料的。我国从60年代初开始研究应用聚合物水泥混凝土,但由于聚合物生产成本较高,产品质量不能完全满足要求,因而研究处于低谷。

随着我国化学工业不断发展,从80年代开始,对这一领域的研究颇多,不仅对各种聚合物改性的效果进行较深入的研究,而且对改性机理,聚合物与水泥、水泥水化产物之间的作用机理等从理论上进行了较深入的研究。特别是对丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆的性能进行了系统的研究,作为一种新型修补、防渗、防腐、防冻材料,被成功地应用在许多工程中,填补了国内的空白,并取得巨大的技术经济效益,该项成果曾荣获1988年国家科技进步奖,这也是我国第一个获此奖项的聚合物水泥砂浆。

20世纪90年代国内已有专供聚合物水泥混凝土使用的商品化聚合物胶乳供应,例如,苏州混凝土水泥制品研究院研制的MA型、MB型、MS型水泥改性液,是采用合成胶乳及各种化学助剂配制而成的有机高分子乳液,用于水泥混凝土结构的修补或其他场合,具有使用简单、经济、可靠的特点;又如南京永丰化工厂生产的专供配制聚合物水泥混凝土砂浆使用的聚丙烯酸乳液,其粘结性好、防水、耐氯离子渗透、抗冻融、抗碳化老化。国内还有一些单位针对MDF材料的水敏性、后期强度降低、干缩等问题作了改性研究,通过加入改性剂及稳定剂使MDF的干缩控制在0.03%~0.3%,改性MDF 材料已被制成计算机房抗静电活动地板。

90年代初我国开始研制聚合物改性水泥砂浆防水涂料,1995年通过了建设部技术鉴定,并且于2001年制定了JC/T894-2001聚合物水泥防水涂料技术指标。最近研制的新一代PMC弹性聚合物水泥防水材料各方面的性能,尤其是耐水性、耐候性有了大幅度提高。而且具有聚合物用量少、成本低、聚灰比低、弹性大、改性效率高等优点。

2混凝土聚合物复合材料的优点及其应用 2.1聚合物混凝土(PC) 树脂混凝土不仅有良好的机械性能,而且具有漂亮的外观,是一种多用的材料。由于其性能卓越,至今仍是各种工程结构的重要修补材料;由于其优良的耐腐蚀性和耐化学性,被广泛用来建筑污水净化槽、水渠、井盖等;由于其强度高、密度相对较小,对于许多建筑结构来说,采用树脂混凝土可使其重量减少到传统水泥混凝土的1/3;又由于其重量轻、外观漂亮而且卫 生,被广泛制作成各种装饰构件,如窗台、地砖、人造大理石、浴缸等;由于其优良的阻尼性能,还应用于机床的台座及机架。此外,树脂混凝土还是很好的绝缘材料,可以用于电力工程。

2.2聚合物浸渍混凝土(PIC) PIC是一种具有高强、抗渗、耐化学腐蚀、耐冻融、耐磨蚀等优良性能的无机-有机复合材料,我国首次在葛洲坝电站工程中试用聚合物浸渍混凝土,此后被用于化工地坪、输气管道、建筑板材、铁路轨枕、防爆物件等工程,取得了较好效果。

一般说,混凝土的浸渍须在真空条件以及加压条件下进行比较有效,所以PIC生产工艺比较复杂,成本很高,用途仅限于那些对强度和耐久性有特别要求的结构物,至今尚无很好的商业化的应用。

2.3聚合物改性水泥混凝土(PMC) 普通水泥混凝土加入聚合物材料后,水泥基材料的诸多性能如强度、变形能力、粘结性能、防水性能以及耐久性等都会有所改善。目前,聚合物水泥混凝土在国内是以聚合物改性水泥砂浆的形式用于结构修补、粘合剂、防水材料、耐蚀防护材料为主,同时在钢结构保护、水工建筑耐水层、高速公路路面等工程也得到了成功的应用。但很少用聚合物改性水泥混凝土作为建筑材料,因为与PC和PIC材料相比,聚合物改性水泥砂浆或聚合物改性水泥混凝土的强度提高不明显,而与普通混凝土相比,PMC材料的成本较高,因此,除了某些特殊使用场合,如隔振、抗冲击结构以外,还没有采用PMC材料作大体积的结构材料。

3混凝土聚合物复合材料的发展展望

随着科学技术的发展,人们对混凝土聚合物复合材料的要求越来越高。日本、美国、德国等工业发达国家对混凝土聚合物复合材料做了大量的研究工作,在新型混凝土聚合物复合材料的研制中,都确定了自己新的研究方向,使其具有更优良的动力学性能、良好的阻尼性能等。聚合物改性水泥复合材料的发展最大,目前研究主要表现在以下几个方面。

3.1废物的利用

例如把聚合物固体废料用于砂浆的改性;用废橡胶粉末用作聚合物砂浆和混凝土的填充材料;将回收的聚酯瓶子裂解后重新制成不饱和聚酯,用于水泥砂浆和混凝土的改性等。

3.2多种方式复合改性

例如多种聚合物复合,包括乳液共混、水溶性聚合物共混、乳液与水溶性聚合物复合改性、乳液与超细矿物粉末掺合料、水玻璃复合材料、聚合物纤维等各种复合材料共同改性等。

3.3节能和环境友好聚合物改性复合材料

例如冷混合沥青混凝土,用于道路工程;聚合物改性砂浆用作钢筋混凝土结构的永久模板,则可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用,从而提高钢筋混凝土结构的耐久性。

3.4功能性聚合物改性混凝土材料

例如,具有自修复功能的环氧树脂改性砂浆,产生裂缝的环氧树脂改性砂浆经过一段时间后强度重新恢复;智能混凝土结构材料,利用碳纤维和聚合物改性混凝土,使其具备感应多种信号的能力,可以在智能建筑的多项自动控制和监视方面获得应用。我国混凝土聚合物复合材料的研究与世界发达国家相比,起步较晚,但发展迅猛,如今混凝土聚合物复合材料已广泛应用于各种工程之中。被誉为近期混凝土技术新进展的纤维增强聚合物混凝土在我国也得到了迅速发展,测试使用各种纤维作为增强材料,以找出聚合物混凝土的最佳增强材料是今后的一个重要研究课题。除此之外,还有防老化、延长使用寿命等也将是主要的研究方向之一。

4混凝土聚合物复合材料发展中存在的问题 4.1使用寿命

采用混凝土聚合物复合材料施工,还属于探索阶段,其寿命只是推断的结果,而没有充分的性能保证数据,对其长期使用效果也需要进行观察和加以总结。

4.2生产成本

由于混凝土聚合物复合材料的生产成本高,从而导致它的价格是普通混凝土价格的几倍,因此降低生产成本并保证其力学性能将是一棘手的问题。

4.3标准化工作

美国、日本以及欧洲在混凝土聚合物复合材料的标准化工作方面比较领先,各国都已制定出混凝土聚合物复合材料的多种工业标准和试验规程。我国近年来也开始制定一些聚合物改性砂浆和混凝土复合材料的标准和规范,例如建筑材料行业标准JC/T894-2001聚合物水泥防水涂料技术指标;电力行业标准DL/T5126-2001聚合物改性砂浆试验规程等。随着混凝土聚合物复合材料不断发展和广泛应用,做好混凝土聚合物复合材料的标准化工作刻不容缓。

4.4施工拌和

由于混凝土聚合物复合材料的粘度大以及固化特性,为防止混合不均,需要搅拌力强的搅拌机拌和。聚合物乳液在水泥砂浆中分布不匀正是造成聚合物乳液砂浆工程应用较难达到理论要求的重要原因之一。其次,作为混凝土聚合物复合材料用的骨料要求含水率极小,这样对于现场施工存在一定的困难。

参考文献

[1]钟世云,袁华.聚合物在混凝土中的应用[M].北京:化学工业出版社,2003.[2]刘振东,邵绪新等.利用粉煤灰制取MDF复合材料[J].环境工程,1996,14(6):47-49.[3]李应权,徐永模,韩立林.新一代PMC聚合物水泥防水涂料的研究[J].建筑技术开发,2002,29(12):72-77.[4]李杰,薛元德等.第二届全国土木工程用纤维增强复合材料(FRP)应用技术交流会论文集[C].北京:清华大学出版社,2002.[5]王全凤,杨勇新等.FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究[J].华侨大学学报,2005,26(1):1-6.[6]陈建辉,黄金莲.小议聚合物水泥基复合材料[J].建筑技术开发,2004,31(10):115-116.

武汉理工大学

复合材料研究新进展

课程名称:复合材料制备新技术

学 院:
材料学院 班 级:
建材院委培生 学 号:
姓 名:
吴帅

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各组元材料的优点,克服单一组元的缺陷。复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料,根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等,按增强(韧)相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域,近几年更是得到了突飞猛进的发展。

1 复合材料领域的国际前沿热点及进展

1.1 金属基复合材料

金属基复合材料是包括颗粒、晶须、纤维增强金属基体的复合材料。金属基复合材料兼具金属与非金属的综合性能,材料的强韧性、耐磨性、耐热性、导电导热性及耐候性能适应广泛的工程要求,且比强度、比模量及耐热性超过基体金属,对航空航天等尖端领域的发展具有重要作用。在该类材料中,所用基体金属包括轻合金(铝、镁、钛)、高温合金与金属间化合物,以及钢、铜、锌、铅等;

增强纤维包括炭(石墨)、碳化硅、硼、氧化铝、不锈钢及钨等纤维;
增强颗粒包括碳化硅、氧化铝、氧化锆、硼化钛、碳化钛、碳化硼等;
增强晶须包括碳化硅、氧化硅、硼酸铝、钛酸钾等。以上各种基体和增强体可组成大量金属基复合材料,但目前多数处于研发阶段,只有少数得到应用。如硼、石墨纤维增强铝(镁)用于卫星、航天飞机结构、空间望远镜部件,碳化硅纤维与颗粒增强钛合金用于大推比飞机压气机部件,颗粒增强铝基复合材料(PRA)广泛用于航空、航天及汽车、电子领域。在金属基复合材料中颗粒增强铝基复合材料最具发展潜力。该材料具有比强度和比模量高,耐磨性、阻尼性及导热性好,热膨胀系数小等优异性能。其主要应用领域一是航空、航天和军事领域,二是汽车、电子信息和高速机械等民用领域。发展目标是代替铝合金、钛合金、钢等用于制造高性能的构件, 减重并提高性能和仪器精度。美国已从Ф455mm圆坯中挤压出182kg重的 SiCp/Al型材,并轧制出尺寸为3050mm×1320mm×3mm的板材,制造了火箭发动机、导弹和卫星上的零件[1]。加拿大Cer-cast公司试制了PRA材料飞机用光学底座、万向支架等精密铸件及液压管、压气机涡壳和卫星反动轮,代替铝合金,减重并提高了使用性能。美国DWA公司用SiC颗粒增强6092铝基复合材料代替铝合金,大规模用于F16战斗机的垂直尾翼,提高寿命17倍;
代替树脂基复合材料用于B777和C-17GlobemasterⅢ的 P&W4000 发动机风扇出口导流叶片,大幅提高使用寿命并降低成本33%。美国DWA公司和英国AMC公司将SiC/Al 批量用于EC-120和EC-135直升机旋翼系统,大幅提高构件刚度和寿命。这些关键结构件的成功应用说明美国和英国对这种材料的应用研究已相当成熟。

研究发展电子器件封装用高导热、低热膨胀金属基复合材料是国际上金属基复合材料研究发展的最新动态之一。美国已研制成功了SiCp/Al、Sip/Al、C/Al 等高性能电子封装用复合材料,用于高功率密度、高集成密度的电子器件,成为解决电子器件迅速传热、散热问题的关键材料。针对正迅速发展的高集成度、高功率密度电子器件的需求,最近研究发展的电子封装复合材料有:碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp含量为60%~75%);
超高模量、高导热性沥青石墨纤维(k1100)增强铝基、铜基复合材料及银基复合材料。这些材料的导热系数为 120~630W/(m·k),热膨胀系数0.5~8×10-6K-1[2]。电子器件用金属基复合材料使用性能要求高、用量大,将成为金属基复合材料最主要的发展方向之一。

汽车、高速列车和高速机械用金属基复合材料是当前及今后另一个重要研究方向。铝基复合材料(如SiCp/Al)具有重量轻、导热性好和耐磨的特点,是一种新型的刹车盘、活塞、连杆材料,成为汽车及高速列车轻量化的关键新材料。美国Ford公司已研制成SiCp/Al复合材料刹车盘,批量用于高级轿车Lincoln Town Car上。德国一家公司成功研制了高速列车制动盘,运用在地铁和城郊列车上,取得了巨大的经济效益。此外,美国、英国等国家已经生产出SiCp或B4Cp增强铝基复合材料自行车,并在市场上销售。

综观国际上PRA的研究与开发,不难看出,PRA的大规模生产已经获得成功,只要进一步降低这种新材料的成本,提高性能、价格比,则这种复合材料不但将应用于航空、航天和军事领域,而且大规模商业应用也指日可待。

1.2 陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料(CMC)的增韧材料主要有碳纤维(CF)、碳化硅纤维(SiCf)、玻璃纤维、氧化物纤维,以及碳化物和氧化物颗粒等,基体材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。CMC种类繁多,由于其“耐高温和低密度”特性优于金属和金属间化合物,因而美国、英国、法国、日本等发达国家一直把 CMC列为新一代航空发动机材料的发展重点,而连续纤维增韧的CMC是重中之重。Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/Al2O3等连续纤维增韧的CMC具有耐高温、密度低、耐腐蚀、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感和没有灾难性损毁的特点。美国 NASA Lewis 研究中心制定高温发动机材料计划(HITEMP)明确发展连续纤维增韧的CMC,这一点在国际上已达成共识[3]。目前,Cf/SiC、SiCf/SiC 和 SiCf/Al2O3等连续纤维增韧的CMC已在推重比9~10一级的多种型号军用发动机和民用发动机中等载荷静止件上试验成功,主要试验应用的部位有燃烧室、燃烧室浮壁、涡轮外环、火焰稳定器和尾喷管(矢量喷管)调节片等。实践表明,航空发动机采用CMC构件大大节约了冷却气量,提高了工作温度,降低了结构重量并提高了使用寿命。美国、英国和法国在推重比5~20发动机的研制中,CMC更成为不可缺少的材料,应用部位显著增加,目前已进行了大批试验和应用。在CMC中,碳化硅陶瓷基复合材料还是一种新型制动材料。20世纪90年代中期,为了满足高速列车、装甲车、重载卡车、高级轿车等安全行驶的需求,西方工业发达国家开始进行将碳化硅陶瓷基复合材料应用于制动领域的研究,现已经成为高性能制动材料的一个重要方向。2001年波尔舍汽车公司生产出碳化硅陶瓷基复合材料陶瓷制动盘,与金属制动材料相比质量减轻了 50%,而有效摩擦力提高25%。英国SAB Wabco 公司已经研制出了碳化硅陶瓷基复合材料制动闸瓦,试用于法国TGV-NG 高速列车。日本新干线正在试用碳化硅陶瓷基复合材料的制动闸瓦。2003年,美国国防部授权发表的《面向21世纪国防需求的材料研究》报告指出,到2020年,CMC 的性能最有潜力获得20%~25%的大幅提升,被列为优先发展的材料[4]。

1.3 聚合物基复合材料

聚合物基复材料(PMC)是以热固性或热塑性树脂为基体材料和另外不同组成、不同性质的短切的或连续纤维及其织物复合而成的多相材料。常用的增强纤维材料有玻璃纤维、碳纤维、高密度聚乙烯纤维等。聚合物基复合材料密度低、比强度高,耐腐蚀、减振性能好,模量高和热膨胀系数低,是一种高性能工程复合材料,广泛应用于汽车、航空航天和军事等领域。美国AV-8B垂直起降飞机和F-18战斗机均采用了聚合物基复合材料,与采用传统材料相比,它们的质量分别减轻了27%和10%。波音777飞机上采用聚合物基复合材料用量达到9900kg,占结构总质量的11%。聚合物基复合材料应用于汽车,可显著减轻汽车自重,降低油耗,提高汽车安全舒适性,降低汽车的制造与使用综合成本。另外聚合物基复合材料在交通、建筑、环保、体育用品等方面的应用也日趋广泛,已占复合材料用量的90%以上。在民用领域,某些功能性聚合物基复合材料具有防静电、抗菌除臭的效果,市场上出现的抗菌冰箱,无菌塑料餐具等便是这种技 术的应用。

2 我国复合材料的研究开发现状

2.1 金属基复合材料

我国结合国防军工及高技术发展的需要,已开展颗粒与纤维增强铝基、钛基、镁基、铁基、铜基等各类金属基复合材料的研发,已有较好的研究基础。颗粒增强PRA的研究已形成了自身的特色,不仅基础研究工作的深度和水平处于国际前列,研制的铝基复合材料的性能达到了国际先进水平,而且应用研究正在和国外应用研究接轨,并努力将材料推向实际应用。结合铝基复合材料的应用要求,我国还发展了复合材料的导热性、热膨胀性、磨擦磨损特性、疲劳特性、尺寸稳定性等应用基础研究,为铝基复合材料的实际应用打下了良好的基础。在铝基复合材料的复合和成形技术研究方面,已基本掌握了精密铸造、挤压成形、超塑成形、搅拌铸造、真空压力浸渍等技术,并达到了国际先进水平。

在铸造法制备颗粒增强铝基复合材料的研究方面,我国已经解决了复合材料铸造成形中的一些缺点,如气孔、夹杂缺陷等,并可以浇注复杂的薄壁铸件,已经成功地浇注了近10种PRA精密铸件,铸件的最大尺寸达到250mm,精铸件的质量达到普通铝合金精铸件的水平,制成了颗粒增强铝基复合材料飞机液压分油盖、卫星遥感镜身和镜盒,并获得了应用。火箭用延伸喷管动作筒的应用研究也取得了较大进展。一些民用品,如摩托车轮毂等,通过了试车[5]。在PRA制备工艺研究方面,已具备了批量生产40kg容量PRA的能力,生产成本已降低到 40~50元 /kg,接近于普通铝合金的水平。然而,由于对RRA研究的投资力度较小,我国与先进国家在应用基础研究和开发方面有一定差距,特别是PRA 关键承力结构件的研究与应用差距较大,制约了我国高技术的发展,有待加强。

2.2 陶瓷基复合材料

纤维增强的CMC一直是CMC研究的重点和热点,我国从20世纪90年代初开始对Cf/SiC、SiCf/SiC、Cf/LAS、SiCf/LAS、SiCf/LCAS 等高性能纤维增强 CMC进行重点研究,研究内容包括工艺、组成、显微结构、界面结构、力学性能和热处理等方面。

在众多的CMC中,碳化硅陶瓷基复合材料因具有耐高温(可达3000℃)、低密度(比铝还轻)、韧性好(砸不烂)和可加工(大型复杂精密)等显著优点,成为航空、航天、能源、交通等领域发展不可缺少的一种新型热结构材料。国际上近10年才步入应用研究阶段,其制备技术一直受到西方发达国家的严密封锁。在交通制动领域,我国已形成了碳纤维预处理、化学气相沉积、熔融渗硅、热压成型、液相浸渍、原位反应等碳化硅陶瓷基制动材料的核心制备技术。在高等院校和应用单位的合作下,我国正逐步将碳化硅陶瓷基复合材料制动盘(闸片、滑 撬)推广应用于直升机旋翼、磁悬浮列车、装甲车、高速列车、汽车等交通工具的制动系统,应用研究达到了国际领先水平。

在航空航天领域,我国突破了航空航天用碳化硅陶瓷基复合材料制造与应用的关键技术,建立了具有自主知识产权的高性能、低成本制造工艺、制造设备和应用考核3个技术平台。材料综合性能居国际领先水平,多种构件在我国航空航天重点型号工程中获得应用。从而打破了国际技术封锁,使我国成为国际上少数能批量制备碳化硅陶瓷基复合材料构件的国家,产生了广泛的国际影响。走出了一条自主创新、跨越式发展国际前沿性材料的道路,有力地支撑了我国航空、航天器等武器装备的跨越式发展。

总之,汽车工业、石油化工、建筑业及航空航天工业的发展,已经带动复合材料产业的形成,并正在走向面大量广的应用。同时,国家经济建设和国防建设的需求将有力地推动复合材料向高性能化、多功能化发展,逐步形成“结构—功能”一体化的新一代复合材料。

参考文献:

[1]吴人洁.2000.复合材料.天津:天津大学出版社。

[2]丁永涛,王志,殷敬华.2005.高分子复合材料研究新进展.郑州:黄河水利出版社。

[3]包蕾,姜继森.2005.磁性微粒—导电高分子纳米复合材料的研究进展.材料科学与工程学报,23(6):925~928。

[4]Kim H S, Sohn B H, Lee W, et al.2002.Multifunctional layer-by-layer self-aembly of conducting polymers and magnetic nanoparticles.Thin Solid Films, 419:173~177。

[5]李成功,傅恒志,于翘等.2000.航空航天材料.北京:国防工业出版社。

复合材料作业

1.复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。如何设计防腐蚀(碱性)玻璃纤维增强塑料?

答:组分的选择,各组分的含量及分布设计,复合方式和程度,工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能,赋予了复合材料性能的可设计性。

意义:①每种组分只贡献自己的优点,避开自己的缺点。②由一组分的优点补偿另一组分的缺点,做到性能互补。③使复合材料获得一种新的,优于各组分的性能(叠加效应)。优胜劣汰,性能互补,推陈出新。

耐碱玻璃纤维增强塑料的设计:使用无碱玻璃纤维和耐碱性树脂(胺固化环氧树脂)。在保证必要的力学性能的前提下,尽量减少玻璃纤维的体积比例,并使树脂基体尽量保护纤维不受介质的侵蚀。

2.结构用金属基复合材料的基体主要是什么?

答:用于各种航天、航空、汽车、先进武器等结构件的复合材料一般均要求有高的比强度和比刚度,因此大多选用铝及铝合金、镁及镁合金作为基体金属。目前研究发展较成熟的金属基复合材料主要是铝基、镁基复合材料,用它们制成各种高比强度、高比模量的轻型结构件,广泛的用于宇航、航空、汽车等领域。

铝、镁复合材料一般只能用在450℃左右、而钛合金基体复合材料可用到650℃、而镍、钴基复合材料可在1200℃使用。

结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。

按照适用的温度,可分为以下几个区间:
(1)用于450℃以下的轻金属基体

在这个温度范围内使用的金属基体主要是铝、镁和它们的合金,而且主要是以合金的形式被广泛的应用。例如,用于航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等,并已形成工业规模生产。

(2)用于450-700℃的复合材料的金属基体

通过各种研究表明,存这个温度范围内可以作为金属基复合材料基体使用的,目前主要是钛及其合金。

(3)用于600-900℃的复合材料的金属基体

铁和铁合金是在此温度范围内使用的金属基体。

(4)用于1000℃以上的金属基体

用于1000℃以上的高温金属基复合材料的基体材料主要是镍基耐热合金和金属间化合物。其中,研究较为成熟的是镍基高温合金,金属间化合物基复合材料尚处于研究阶段。

3.陶瓷基体的性质及分类是什么? 答:陶瓷基体材料主要以结晶和非结晶两种形态的化合物存在,它们一般应具有优异的耐高温性能,与纤维或晶须之间有良好的界面相容性以及较好的工艺性能等。

常用的陶瓷基体主要包括:玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。

4.常用热固性树脂性质及分类是什么?

答:常用的热固性树脂有环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等。

热固性树脂在制成最终产品前,通常为分子量较小的液态或固态预聚体,经加热或加固化剂发生化学反应固化后,形成不溶不熔的三维网状高分子,这类基体通常是无定形的。

热固性树脂最大的优点是具有良好的工艺性。由于固化前,热固性树脂粘度很低,因而宜于在常温常压下浸渍纤维,并在较低的温度和压力下固化成型;
固化后具有良好的耐药品性和抗蠕变性。

热固性树脂的缺点是预浸料需低温冷藏且贮存期有限,成型周期长和材料韧性差。

5.简述增强材料种类。增强材料(增强体、功能体)在复合材料中所起的作用? 答:增强材料共分为三类:(1)纤维及其织物;
(2)晶须;
(3)颗粒。

增强材料在复合材料中所起的作用主要有:填充、增强、赋予功能。

(1)填充:廉价,颗粒状填料,降低成本。例:PVC中添加碳酸钙粉末。

(2)增强:纤维状或片状增强体,提高复合材料的力学性能和热性能。效果取决于增强体本身的力学性能,形态等。例:TiC颗粒增强Si3N4复合材料,碳化钨/钴复合材料,切割工具;
碳/碳复合材料,导弹,宇航工业的防热材料(抗烧蚀),端头帽,鼻锥,喷管的喉衬。

(3)赋予功能:赋予复合材料特殊的物理,化学功能。作用取决于功能体的化学组成和结构。例:1-3型PZT棒/环氧树脂压电复合材料,换能器,用于人体组织探测。

6.举例说明碳纤维的应用。

答:碳纤维作为复合材料的增强体,在航空航天工业、交通运输、运动器材等方面都有广泛应用。

航空航天工业:主承力结构材料(机体,舱门,主翼,尾翼);
次承力构件(Cf/环氧树脂:起落架,发动机舱,整流罩);
防热材料(火箭喷嘴,鼻锥(Cf/C))。

交通运输:汽车传动轴,构架,制造快艇,巡逻艇。

运动器材:钓鱼竿,高尔夫球杆,网球拍,滑雪板,赛艇(Cf/环氧树脂)。

例:碳纤维增强金属基复合材料:军事领域(Cf/Al复合材料:直升机,导弹,坦克,鱼雷),人造卫星,天线等方面的应用;
轴承和高速旋转电机电刷方面的应用(Cf/Cu,Cf/Ag,碳纤维/青铜等复合材料);
蓄电池极板的应用(Cf/Al复合材料)。

例:碳纤维增强陶瓷基复合材料:碳纤维增强氧化硅,航空,航天工业的候选材料,制作侦察卫星上支撑摄像机的平台。碳/碳复合材料:用作发动机叶片,防热板,火箭喷管喉衬以及导弹,航天飞机上的其它零部件。

7.简述“烧结”的机理。

答:烧结,是把粉状物料转变为致密体,是一个传统的工艺过程。

从宏观角度看,在高温下(低于熔点),陶瓷生坯固体颗粒的相互键联,晶粒长大,空隙(气孔)和晶界渐趋减少,通过物质的传递,其总体积收缩,密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体,这种现象称为烧结。

从微观角度看,微观固态中分子(或原子)间存在互相吸引,通过加热使质点获得足够的能量进行迁移,使粉末体产生颗粒黏结,产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。

烧结机理是对烧结过程中物质迁移、反应动力学以及烧结现象等,提出模型、假定、进行定性解释及定量说明的理论。其传质机理主要有:(1)扩散(表面扩散、界面扩散、体积扩散);
(2)蒸发与凝聚;
(3)溶解与沉淀;
(4)黏滞流动和塑性流动等,并提出了相应的动力学方程。一般烧结过程中各不同阶段有不同的传质机理,即烧结过程中往往有几种传质机理在起作用。影响烧结因素很多,主要有温度、时间、气氛、起始粉料粒度、活性等。

复合材料

1.根据复合材料的定义,试举一种以金属、陶瓷或高分子为基体的复合材料,并说明其特性。

用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分(或称组元),通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。

2.在给定基体材料和增强材料的前提下,如何才能获得优异性能的复合材料,试举一例说明。

3.复合材料制备方法的选择要遵循哪些原则? 增强材料损伤小、分布可控、发挥性能优势、性能/价格比低 4.弥散强化是如何实现的?

弥散颗粒对位错的钉扎

5.根据连续纤维增强原理,说明采用哪些措施可以获得性能优异的连续纤维增强复合材料?

优异的纤维性能、足够的纤维体积分数、与整体结构配合的纤维排列、良好的界面结合、基体具有良好的塑性、基体性能均匀。

6.如何使短纤维有序排列?

排列成预制件、逐层铺设等。

7.短纤维增强复合材料的优势和不足分别有哪些?

成本较低、制备相对容易;
不足:纤维分布难以控制,复合材料的界面结合有待加强,相关增强机理有待完善。

8.混杂增强希望达到的目的是什么?试举例分析。

充分利用不同增强体的性能优势,获得比单一复合更加优异的综合性能。

9.试分析长纤维与颗粒混杂增强的优势和不足。

优势:获得良好单向性能的同时,获得良好的基体性能。

不足:长纤维的制备成本高,颗粒增强使成型难度更大。

10.复合材料的界面在复合材料中能发挥怎样的作用?

传递应力、阻断裂纹、不连续效应、散射和吸收、诱导效应 11.复合材料的界面粘结机理有哪些?请举出一种加以说明。

机械作用理论、静电作用理论、界面反应理论、浸润理论、可变形层理论、约束层理论

12.聚合物基复合材料的界面有哪些特点?

聚合物基复合材料的界面往往含有改性层且界面层的模量一般低于增强材料的模量。

13.避免金属基复合材料界面过度化学反应的措施有哪些?

增强材料处理(氧化、涂层)、基体材料合金化、改进制备工艺(避免液态、降低温度)。

1 14.你认为铜-铝复合材料的界面结合存在哪些问题,如何加以解决?

界面金属间化合物、氧化,复合温度控制、气体保护等。

15.陶瓷层状复合材料应用的障碍是什么,通过哪些技术途径可以推动该类材料的应用?

制备工艺复杂(烧结难)、成本高,烧结助剂、纳米粉体、开发新工艺等。

16.界面结合强度表征有哪些方法?你认为哪一种方法比较具有发展前途,为什么?

(脱粘、顶出、拔出、动态加载、声发射、扭辫分析、宏观)

17.你认为在复合材料界面结构表征与复合材料宏观力学性能之间还有哪些工作需要完善,你有什么好的建议?

(界面层厚度与结构——图像分析,快速获得统计结果和分布、结构与界面结合强度之间的关系、非破坏性观察) 18.玻璃纤维有哪些主要物理和化学特性,这些性能在玻璃钢制品中发挥怎样的作用? (外观、密度、强度、耐热、膨胀特性、耐腐蚀)

19.玻璃纤维有哪些制品,它们应用在哪些场合?你觉得还可以开发哪些玻璃纤维制品?

(无捻粗纱、无捻粗纱方格布、玻璃纤维毡片、缝合毡、加捻玻璃纤维布、玻璃带、三向织物等;
玻璃纤维绳、笼、立体编织物等)

20.碳纤维有什么样的性能优势,目前应用中还存在哪些问题?

(强度高、弹性模量高、耐腐蚀、耐高温;
高温氧化、界面反应、成本等) 21.试对氧化铝纤维和碳化硅纤维的主要性能进行比较。

(电气绝缘;
强度、弹性模量、耐腐蚀、耐高温;
耐辐射性能) 22.晶须有什么样的结构和性能特点,如何扩大晶须的应用?

(单晶短纤维状,近似理想力学性能;
低成本制备,在基体中的分散工艺) 23.颗粒增强体有什么特点,它们在应用上还存在哪些不足?

(成本低、制备简单、分散容易;
颗粒高性能化、形态控制、颗粒分散) 24.环氧树脂有什么样的性能特点,有哪些改进性能的措施?

(工艺性好、韧性好、良好的粘合性、收缩性小、化学稳定性好;
主要措施:树脂改性、添加填料、添加纤维增强体) 25.热塑性树脂有什么优缺点,它们一般由哪些组分组成?

(工艺性好、可反复加工、韧性好,耐热性、尺寸稳定性差;
树脂及常用辅助材料如脱模剂、填料、触变剂等)

26.聚合物基复合材料的制备方法有哪些,其应用如何?

(手糊、模压、缠绕、拉挤等,不同结构、不同基体、不同性能)

27.聚合物基复合材料的主要优缺点有哪些,通过哪些手段可以避免或改进聚合物基复合材料的不足?

(优点:成型方便、比强度高、比模量高、疲劳极限高;
不足:耐热性能差、易老化;
措施:树脂改性、添加抗老化剂等。)

28.试对金属基复合材料的主要优缺点进行分析,并根据铝合金的特点分析铝基复合材料的应用前景。

(比强度、比刚度、导电、耐热、抗冲击,抗腐蚀性较差、金属易与增强体产生界面反应;
比强度、比刚度高,熔点低,容易进行塑性变形,成型工艺简便,来源广,应用广泛。)

2 29.请列举三种以上金属基复合材料制备方法,并对你认为最有发展前途的一种进行分析。

(固体法—粉末冶金、液体法—压铸、原位生成法—定向共晶生长)

30.试对金属基复合材料的性能特点进行阐述,并对铜基复合材料的发展趋势进行分析。

(比强度、比刚度高,导电、耐热性能好,抗冲击;
密度高、制备相对困难,但导电、导热性能优异——电工、电子)

31.试分析钢基复合材料的特点,并说明其应用前景。

( 耐热性能好、成本低廉,原材料来源广,成型温度高、制备比较困难;
制备工艺、成本等突破后将有广阔的应用前景)

32.试阐述陶瓷基复合材料的增韧机理,并对长纤维、晶须和颗粒增强复合材料的增韧效果进行分析。

(裂纹偏转、桥连、纤维拔出;
增强体的性能、形态、尺寸,界面结合,增强体的类型) 33.试分析说明晶须增强陶瓷基复合材料成型过程的主要工艺步骤,并提出改进该类材料性能的工艺措施。

(配料 成型 烧结 精加工;严格控制工艺的基础上,开发新的湿混介质、将成型和烧结有机结合;
减少精加工量等) 34.请举例说明长纤维增强陶瓷基复合材料的应用。

(SiCf/SiC用于高速列车制动片、航天热结构件,Cf/SiC用于航天热结构件等) 35.高性能混凝土的主要特性有哪些,在配制技术上可采取哪些措施来提高其性能?

(强度高、抗渗能力好、和易性好、使用寿命长、体积稳定性较高;
原材料-高效减水剂、级配) 36.纤维增强水泥基复合材料的主要成型工艺有哪些?请谈谈哪种工艺最有发展前景。

(直接喷射法、喷射脱水法、预混料浇铸法、压力法、离心成型法)

37.聚合物混凝土复合材料可以分为哪几种,它们各自的应用情况如何?

(聚合物混凝土、聚合物浸渍混凝土、聚合物改性混凝土,成本、使用寿命、工艺难易程度等)

38.聚合物混凝土的主要制备工艺有哪些?其主要性能如何?

(聚合物混凝土:浇铸、振动、离心、压缩、挤出成型等。强度高、固化收缩小、抗渗、耐磨、抗冲击、化学稳定性高)

39.碳/碳复合材料有哪些主要优异性能,如何实现其表面的陶瓷保护层涂覆?

(强度高、密度低、耐热耐磨、热膨胀系数小、导热性好、摩擦性能好;
化学气相沉积、固态扩散)

40.碳/碳复合材料在民用方面已经有哪些应用?你认为在哪些领域还可以拓展其应用,有什么措施?

(飞机、汽车、模具、化工、高温发热材料、骨替换材料、体育器材;
建筑墙体材料,能否改变设计思路?)

3 41.纳米复合材料根据基体可以分为哪几种?你认为哪一类纳米复合材料更有前途。

(聚合物、陶瓷、金属、半导体基纳米复合材料)

42.块体铝基纳米复合材料的制备方法有哪些?请对非晶纳米晶化方法的优缺点进行评价。

(液态法-搅拌铸造、熔体反应等,固态法-粉末冶金、机械合金化、SHS等;
工艺简单、容易实现、可制备块体材料,成本较高、体系及尺寸受到限制) 43.请结合一种具体的功能复合材料阐述功能复合材料的设计原则。

(各种复合效应、材料的选择、工艺选择)

44.请对导电复合材料开发中遇到的主要问题进行说明,并提出解决这些问题的建议。

(体积分数与导电性的关系、导电增强体在聚合物基体中的分散、复合材料的耐热特性) 45.请阐述原位复合技术的优缺点。

(增强相热力学稳定,易实现近净成型,界面无污染、结合良好;
体系受到限制,反应过程及产物控制待完善)

46.复合材料可靠性存在的主要问题有哪些,请举例对其中一个问题进行说明。

(特性知识的缺乏、性能的分散性、工艺的不稳定性、方法的不完善、数据的不足、规律掌握不够、综合评价不充分等) 47.试阐述从控制工艺质量提高复合材料可靠性有哪些具体的措施。

(配方、工艺参数的控制,新工艺的开发,计算机模拟技术的应用等) 48.结合复合材料的开发,谈谈你认为具有发展前途的新型复合技术。

(原材料来源广,工艺简单,复合材料结构、性能可靠) 49.请举例说明湿热条件对复合材料的可靠性有哪些影响。

(树脂基复合材料:树脂吸水膨胀、开裂,纤维破坏,树脂玻璃化温度降低等) 50.请列举三种复合材料无损检测方法,并说明它们的优缺点。

(X射线、超声波、计算机层析照相(CT)、红外热成像检测、声发射、微波、激光检测法、中子照相法)

时间:2012年12月29日(8:30-10:30)。

形式:闭卷 地点:2509 题型:选择3*10=30、简答6*8=

48、论述11*2=22

一、请从下列每题A、B、C、D四个选项中选择一个最合适的序号。

1、复合材料可以分为(B )。

A、金属基复合材料、纤维增强复合材料

B、功能复合材料、结构复合材料

C、聚合物基复合材料、层状复合材料 D、一般复合材料、先进复合材料

二、简答题

1、请举例说明湿热条件对复合材料的可靠性有哪些影响。

答:对于常用的树脂基复合材料,在湿热条件下,会出现树脂吸水膨胀、开裂,出现纤维破坏以及树脂玻璃化温度降低等现象,使复合材料的可靠性下降直至出现复合材料的失效。

三、论述题

1、请举例分析湿热条件对复合材料可靠性的影响。

答:对于常用的碳纤维增强树脂基复合材料,湿热条件将对其可靠性形成如下影响:

1)树脂吸水膨胀、开裂:水分子在树脂基体中扩散,基体发生溶胀,使吸湿量增加,直至造成材料的永久性破坏。

2)纤维破坏:在湿热环境下纤维的抗腐蚀能力降低,

3)树脂玻璃化温度降低:在比较高的环境温度下基体的玻璃化转变温度降低,并降低以上现象的出现和发展,使复合材料的可靠性下降直至出现复合材料的失效。

其强度和刚度。

复合材料术语大全

热压罐

autoclave一种为固化树脂基复合材料制品按要求可提供加热和加压环境的密闭设备。热压罐属于高压容器,通常由罐体、真空泵、压气机、贮气罐、控制柜等组成。罐内的温度由罐内的电加热装置提供,压力由压气机通过贮气罐进行充压。通常情况使用空气,只在较高温度下使用氮气、二氧化碳等气体。

热压罐成型

autoclave moulding热压罐成型是将复合材料毛胚、蜂窝夹芯结构或胶接结构用真空袋密封在模具上,置于热压罐中,在真空(或非真空)状态下,经过升温→加压→保温→降温和卸压过程,使其成为所需要求的先进复合材料及其构件的成型方法之一。用热压罐成型的复合材料构件多应用于航空航天领域等的主承力和次承力结构。该成型工艺模具简单,制件密实,尺寸公差小,空隙率低。但是该方法能耗大,辅助材料多,成本高。

热塑性复合材料缠绕成型

filament winding of thermoplastic composite是热塑性复合材料的成型方法之一。该方法是将已浸有热塑性基体树脂的纤维束或带缠绕在芯模上,同时用高能束流对缠绕点现场实施快速加热熔融,随着缠绕进程,预浸丝束边熔融边硬化。这种跟踪缠绕丝束熔融、硬化的过程是连续自动的,一般只适合于制作旋转体类的制件。该方法需要一个能产生高能束流的热源,常用的加热源有激光、热空气、红外线、微波等。

热塑性复合材料滚压成型

roll forming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是用预先加热到软化温度的热塑性预浸料层片连续通过滚压模具成型,过程类似于金属的滚压成型,可实现自动化连续生产,生产效率高,适合大批量生产。

热塑性复合材料拉挤成型

pultrusion of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法类似于热固性复合材料的拉挤成型,但浸渍工艺和模具与热固性复合材料拉挤成型方法不同。热塑性复合材料拉挤设备主要包括布纱装置、流态化床、加热模具、冷却模具、牵引机、控制系统、切割系统等几部分。一般用于生产杆、棒、管等型材;
用织物增强时也可生产具有复杂截面的型材。产品的力学性能和表面质量都较好,适合大批量生产。

热塑性复合材料成型

forming of thermoplastic composite是由热塑性预浸料制备热塑性复合材料及其制品的工艺过程。与热固性复合材料成型工艺方法基本相同。常用的成型方法有:拉挤成型、注射成型、模压成型、热压罐/真空成型、缠绕成型、滚压成型、隔膜成型、热膨胀模成型等。与热固性复合材料成型不同的是,热塑性复合材料成型过程基体树脂不发生化学变化,其成型过程一般可分为熔融、融合和硬化三个阶段;
已成型的制品经重新加热熔融后,还可以二次成型。热塑性复合材料基体树脂的熔点大多在300-400℃,接近热分解温度,所以成型温度要严格控制:温度太低树脂不能充分熔融、融合和流动;
温度太高树脂会氧化、分解。熔融后要施加足够的压力,使预浸料层间充分接触,除去气泡,促使树脂流动,使树脂与纤维有良好的结合。该方法主要优点是:制件冷却到玻璃化温度以下便可卸压出模,整个成型过程比热固性复合材料成型过程要短。

热塑性复合材料对模热压成型

matched die pre-forming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是用阴模和阳模在热压机上使已加热软化的热塑性预浸料层片复合成所需要求的制件。为了获得均匀的压力和热传导,对模具的设计和加工要求很高,通常阴模用金属材料制成,阳模用耐热橡胶制成。该方法操作方便,生产效率较高;
但成型时树脂不易流动,易造成制件分层和纤维排列畸变等缺陷。

热塑性复合材料橡胶垫热压成型

rubber pad pre-forming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是用一个橡胶垫对已加热软化的热塑性预浸料层片施压,使其紧贴于阳模外表面而成型。其特点与对模热压成型大致相同;
可达到足够高的成型压力,但橡胶垫必须耐较高的成型温度。

热塑性复合材料隔膜成型

diaphragm forming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是将热塑性预浸料层片夹在易脱模的可塑性变形的隔膜之间加热软化,再用气压使之紧贴模具而成型。隔膜应能在成型温度范围内被拉伸,常用的有高塑性铝箔或聚酰亚胺薄膜。

热塑性复合材料液压成型

hydroforming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是用液压流体对已加热软化的热塑性预浸料层片施压,使其紧贴模具而成型。液压流体用弹性膜密封使之不发生泄漏,并可以达到很高的压力,压力分布较均匀,工艺周期短。

热塑性复合材料热压罐/真空成型

autoclave/vacuum forming of thermoplastic composite是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是将热塑性预浸料层片两面贴上柔软的薄膜,置于模腔上方,加热到层片软化温度;
然后腔内抽真空,外部施高压,使其贴合到模具上成型。

热塑性复合材料热塑成型

thermoforming of thermoplastic composite是指热塑性复合材料在加热条件的二次成型。大多数热塑性基体是结晶型或半结晶型的,在结晶体熔点温度以下,结晶体熔融成流体,可进行塑性加工,冷却后重结晶成固体。根据这种原理对热塑性复合材料实现二次加工。一般是先压制成板材,然后在高温条件下把板材成型成符合要求的不同形状的制件。成型方法有模压、轧制。可成型帽型件、槽型件等。

离心浇注成型

centrifugal casting moulding是一种利用筒状模具旋转产生的离心力将纤维、树脂和填料均匀地喷射到旋转的模腔内形成管状坯件,然后再成型的方法。也可以先将编织套、纤维毡或织物置于筒状模具内再喷射树脂形成坯件进行成型。主要设备为能旋转并可调节转速的筒状模具和树脂喷射管。该方法适合于制备筒状、管状和罐状的一类制件,其特点是制件壁厚均匀、外表光洁。

泡沫贮树脂成型

foam reserve resin moulding是一种复合材料泡沫夹层结构的成型方法。该方法是用刮涂法使树脂浸渍软质通孔泡沫塑料,两面铺贴织物铺层,在模具内用模压或其他方法加压使贮存于泡沫塑料中的树脂浸渍织物铺层,同时加热固化,制成夹层结构制件。可手糊成型,也可在机器上连续制作。该方法成型压力低,适合制造大型部件,但不能成型复杂制件。

机械加工[复]??machining (composite) 是复合材料构件后加工的主要方法之一,即用机械方法对已成型的复合材料制件进行的第二次加工,以满足装配或连接的需要。常用机械加工方法有车、铣、钻、锯、抛光等。纤维复合材料的机械加工会出现一些常规材料所没有的问题,如纤维硬而脆(或坚韧),使刀具磨损大;
树脂基体韧且不导热,加工时产生的热量不易散发,使树脂易粘附刀具;
层合板复合材料在加工时极易分层等。应根据这些特点采取相应措施,如选择坚硬的金属合金刀具,选择合理的加工余量,制定专门的加工规范,加工时采取相应的润滑和冷却措施等。另外对韧性好的高强度纤维复合材料(如PBO纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维复合材料)的机械加工,需要特殊的工具,以保证加工质量。

机械连接[复]??mechanical joint (composite) 是复合材料连接方法之一,即用常规连接方式如铆接、螺钉连接、螺栓连接等将复合材料制件连接在一起形成整体结构的技术。复合材料机械连接接头的强度取决于复合材料的挤压强度和金属紧固件的剪切强度。机械连接的优点有连接强度高、传递载荷可靠、抗剥离性好、易于分拆和重新组合。主要缺点是在复合材料制件上钻孔时会破坏部分纤维的连续性,易引起分层,导致制件强度下降。因此在钻孔或装配时应按专门规范进行,机械连接主要用于受力较大的部件的连接。

机械连接破坏形式[复]??failure mold of composite joint 复合材料机械连接的主要破坏形式有挤压破坏、拉伸断裂、剪切和劈裂等。机械连接的破坏形式与材料本身性能、载荷大小、纤维取向即铺层结构等有关。

热塑性复合材料的焊接[复]??welding(fusion bonding) of thermoplastic composite 是热塑性复合材料一种特有的连接方法,即不需要借助胶粘剂,仅靠复合材料表面的树脂熔融和融合连接在一起的方法,其接头的耐热性和耐化学性能与复合材料制件相同,载荷分布均匀。焊接的工艺周期比胶结和机械连接短,易于自动化。按加热方式可分为电阻加热焊接、涡流加热焊接、电磁波加热焊接(激光或微波)、超声波焊接、摩擦焊接以及机械连接与焊接相结合的固紧件加热焊接等。

热塑性复合材料的胶接[复]??adhesive bonding of thermoplastic composite 是热塑性复合材料连接方法之一,即用胶粘剂把制件粘接在一起。胶接工艺分四步:胶接表面处理、涂敷胶粘剂、加热(或加压)、胶粘剂固化(或硬化)。胶接的载荷分布比机械连接均匀。常用与热塑性复合材料树脂基体相同的树脂制成的薄膜作为热熔胶,其优点是接头与制件本身具有相同的耐热性和耐化学性能,工艺时间短,薄膜可无限期贮存。不同种的热塑性树脂薄膜也可用作为热熔胶,例如用聚醚酰亚胺(PEI)薄膜作为聚醚醚酮(PEEK)复合材料的胶粘剂,相容性好、连接强度高,是一种很有前途的方法。

二次胶接[复]??second bonding (composite) 是指已固化了的两个或两个以上的不同复合材料制件,通过胶粘剂再次进行胶接固化的技术。二次胶接工序包括被粘表面处理、涂敷胶粘剂(喷、刷或铺胶膜)、胶接件装配和固化等过程。胶接质量除与胶粘剂性能、基体材质有关外,还取决于固化温度、固化时间、固化压力及环境因素等。胶接优点是不需要钻孔、可保持复合材料制件的结构完整性,同时可避免钻孔引起应力集中和承载面积减小;
耐疲劳性好;
表面光滑和密封性好;
成本低。主要缺点是强度分散性大,可靠性低,接头剥离强度低。一般只适用于载荷能力较小的部位,也可采用混合连接方式,如胶-铆、胶-螺连接。

表面防护[复]??surface protection of composite 为减缓复合材料的老化过程,延长制件的使用寿命,而在制件表面采取的防护措施。表面防护的内容和方式很多,通常是在制件表面施加一层具有保护功能的涂层,起到防热、防湿、防雷电、防腐和耐磨等作用。如在前沿迎风部位使用耐磨涂料,可抵御破坏性很大的沙蚀和雨蚀;
在有防静电要求的部位涂以防静电涂料等。目前大多数涂料为环氧和聚氨酯涂料。环氧附着力强,耐介质性能好,能与多种面漆配合使用。聚氨酯涂料附着力强,硬度高,表面丰满光亮,具有耐油、耐热、耐湿、耐化学腐蚀、耐大气老化等优点,常作面漆使用。

热固性树脂基复合材料??thermosetting resin matrix composite 以热固性树脂为基体的复合材料,是目前复合材料用量最多的品种。热固性树脂基体一般由树脂、固化剂与其他添加剂等构成,其树脂种类很多,常用的有酚醛树脂、糠醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂等。热固性树脂基复合材料所用的增强体有玻璃纤维、碳纤维、芳纶等,也可以是各种纤维织物、粒状填料、片状增强体。热固性树脂基复合材料的成型工艺,一般有手糊成型、缠绕成型、热压罐成型、模压成型、喷射成型、树脂传递模塑成型、反应式注射及挤出成型等。热固性树脂由于加入的固化剂种类不同,其固化反应机理不同,导致固化后复合材料使用要求存在差异。固化剂决定固化温度,而固化温度决定使用温度,根据固化温度的不同通常可分为低温固化(一般指室温)、中温固化(125±5℃)和高温固化(170℃以上)。对于聚酰亚胺类的热固性树脂复合材料,固化温度多在200~350℃。复合材料的使用温度与固化温度有关,一般使用温度高要求固化温度也高。热固性树脂基复合材料比强度和比模量高,耐疲劳与减震性好,耐烧蚀性与阻燃性好,介电性也好。其应用广泛,如用于交通运输工业、机械制造工业、建筑业、化工与电器工业等领域。除聚酯树脂复合材料广泛用于制造日用工业品外,环氧树脂复合材料、聚酰亚胺复合材料主要用于航空航天工业。

室温固化树脂基复合材料??room temperature curing resin matrix composite 可在室温下固化成型的树脂基复合材料。常用树脂有不饱和聚酯和环氧树脂。前者一般以苯乙烯等烯类单体为交联剂,以过氧化环己酮等为引发剂,在萘酸钛等促进剂作用下进行固化;
后者一般为双酚A型环氧树脂,相应的固化剂有脂肪族多元胺等。制品具有较好的物理、化学和机械性能,但一般只能在室温或稍高温度下使用。室温固化复合材料工艺简单,无需加热设备,常采用接触压成型和喷射成型,适于制造大型结构件(如车身、船体等)及对耐湿性无太高要求的制件。

中温固化树脂基复合材料??intermediate temperature curing resin matrix composite 可在中温(80~120℃)下固化成型的树脂基复合材料。常用树脂有不饱和聚酯和环氧树脂。前者采用过氧化苯甲酰叔丁酯等中温下可分解的引发剂,后者主要是双酚A型环氧树脂,相应的固化剂有咪唑及其衍生物等。这种复合材料具有良好的力学性能和化学稳定性,可在中温或较高温度下使用,各种性能高于室温固化树脂基复合材料而工艺又比高温固化简单。常用成型方法有接触压成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型、喷射成型、反应性注射成型等。

高温固化树脂基复合材料??high temperature curing resin matrix composite 可在高温(一般指170℃以上)下固化成型的树脂基复合材料。常用树脂有酚醛和环氧树脂。前者包括两类:热塑性酚醛树脂采用六亚甲基四胺(乌洛托品)固化剂,热固性酚醛树脂固化温度约为170℃。酚醛树脂的高温固化需要在高压下进行。环氧树脂高温固化剂有芳香胺,如DDM、DDS、MPSA,二元酸酐,如顺丁烯二酸酐、邻苯二酸酐和双氰胺等。高温固化树脂基体结构紧密,热稳定性好、强度高、耐化学腐蚀性和耐大气老化性能优良,并且预浸料具有较长的适用期。但是工艺条件复杂,需要高温加热设备。成型方法有接触压成型、缠绕成型、模压成型和热压罐成型等。

不饱和聚酯树脂基复合材料??unsaturated polyester resin matrix composite 以不饱和聚酯树脂为基体的复合材料。不饱和聚酯是不饱和二元酸及饱和二元酸与二元醇的缩聚物,是目前用量最大的复合材料基体树脂,大多以玻璃纤维及其制品为增强体。这类复合材料综合性能优良,有较高的强度和良好的耐化学腐蚀、介电及透波性能,价格低廉;
但是耐热性较低,制品收缩率大。其成型工艺优良,可在常温常压下采用多种方法成型,如接触压成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型、喷射成型及反应性注射成型等,其中接触压成型特别适合大型部件的制造。不饱和聚酯树脂复合材料作为绝缘、耐腐蚀的结构材料广泛应用于机械制造、交通运输、建筑装饰、石油化工、电子电器,如风机叶片、船体、车身、贮缸、管道、电路板、雷达罩等。

环氧树脂基复合材料??epoxy resin matrix composite 以环氧树脂为基体的复合材料。环氧树脂分子中一般含有两个以上环氧基团,按分子结构不同可分为缩水甘油醚、缩水甘油酸、缩水甘油酯以及脂肪族、脂环族环氧树脂等类型;
其固化剂种类有很多,主要有多元脂肪酸酐及芳香酸酐、叔胺类以及某些低聚物等,根据要求可选择不同固化体系。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶及其制品等。这类复合材料具有较高的强度与模量和良好的尺寸稳定性、耐化学腐蚀性和耐霉菌性。耐热性与固化剂有关,一般介于酚醛树脂和不饱和聚酯之间。环氧树脂对各类纤维有良好的浸润性和粘附性,成型工艺性好,可通过选择不同的树脂固化体系实现室温、中温、高温固化,固化时无挥发分、孔隙率低、收缩率小。通常采用接触压成型、模压成型、热压罐成型、缠绕成型、RTM成型、反应式注射成型和挤出成型等。环氧树脂基复合材料多为高性能复合材料,广泛应用于航空、航天、机械、电器、化工等工业领域。

多官能度环氧树脂(基)复合材料??multiifunctional epoxy resin matrix composite 是环氧树脂基复合材料的一种。所采用的树脂基体为多官能度环氧树脂,即该类环氧树脂平均每个分子中含有至少三个环氧基团,如AGF-90为三官能团环氧树脂,AG-80为缩水甘油胺类四官能度环氧树脂,其特点是粘度低,活性大,交联密度高,对常见的各种增强纤维如玻璃纤维、碳纤维及有机纤维等具有良好的浸润性与粘附性。固化剂通常最好选胺类和酸酐类,尤其以芳香胺如DDM、DDS合适。这种复合材料具有较高的耐热性和力学性能,并具有良好的耐腐蚀性、耐候性和介电性能等。缺点是较脆,常需加入增韧剂或其他树脂混用。常用的成型方法与环氧树脂基复合材料基本相同。

环氧酚醛树脂基复合材料??epoxy phenolic resin composite 以环氧酚醛树脂为基体的复合材料。环氧酚醛树脂是低分子量线性酚醛树脂在碱性催化剂作用下与过量的环氧丙烷反应制得的一种多环氧化酚醛树脂。室温下一般呈高粘度或半固体状态,对常见的各种增强材料如玻璃纤维、碳纤维和芳纶等都具有良好的浸润性和粘附性。其特点是环氧基含量高,固化后树脂交联密度大。可采用一般环氧树脂固化剂进行固化,如叔胺、酸酐及咪唑类等。这类复合材料的耐热性介于环氧树脂和酚醛树脂复合材料之间,成型工艺性较酚醛树脂好,收缩率也较低。成型方法与环氧树脂基复合材料相同。

酚醛树脂基复合材料??phenolic resin composite 以酚醛树脂为基体的复合材料。酚醛树脂基复合材料主要以无机或有机粉状填料、短纤维、玻璃纤维及其制品为增强体,较少采用碳纤维、芳纶等。酚醛树脂是世界上用于复合材料的最早使用的树脂基体。通常有热塑性与热固性两种树脂类型,前者需要借助固化剂固化成型;
后者可自身在高温下固化成型。酚醛树脂复合材料具有良好的耐热性、耐烧蚀性、抗蠕变性、尺寸稳定性、阻燃性、耐磨性、耐腐蚀性以及介电性能,缺点是制品收缩率高,脆性大,需在高温、高压下成型。酚醛树脂基复合材料不仅用作航天领域的烧蚀材料,而且广泛应用于机械制造、电子电器、建筑、化工等领域。

低压酚醛树脂基复合材料??low presure phenolic resin composite 是酚醛树脂基复合材料的一种,其基体是低压酚醛树脂。低压酚醛树脂是指可以在较低压力(一般为0.3~3MPa)下成型的酚醛树脂。这种树脂通常有两种来源,一种是苯酚、甲醛在氢氧化钡催化作用下缩合得到的高邻位低压酚醛树脂,具有粘度低、挥发分少、固化速度快等特点;
另一种是用聚乙烯醇缩丁醛等改性的低粘度热固性酚醛树脂。低压酚醛树脂复合材料具有高压酚醛树脂复合材料的许多特性,如耐热性好、可在180~200℃下长期使用;
介电性、耐磨性、抗蠕变性、尺寸稳定性优良;
价格低廉等。突出优点是成型压力低,克服了高压酚醛树脂设备庞大、操作复杂、不能成型较大型制件的缺点,适合真空、袋压、热压罐、接触、缠绕及层压等成型方法。广泛应用于航空航天及化工领域等。

高压酚醛树脂基复合材料??high presure phenolic resin composite 是酚醛树脂基复合材料的一种,其基体是高压酚醛树脂。高压酚醛树脂是指需在较高压力(一般为5~50MPa)下成型的酚醛树脂。这类复合材料耐热性高、尺寸稳定性好,吸水性小,介电性能优异,耐烧蚀,耐腐蚀等特点。通常用模压成型。主要用于制作各类耐热、耐磨、绝缘制品,小型结构件及各种层压板,用于电气仪表、机械制造及其他工业领域。

改性酚醛树脂基复合材料??modified phenolic resin composite 以改性酚醛树脂为基体的复合材料。为满足复合材料性能及工艺要求,一般需要对普通酚醛树脂进行改性。改性途径很多。用聚乙烯醇缩丁醛、丁氰橡胶等可改性酚醛树脂脆性;
用硼酸、有机硅树脂可改性其耐磨和耐然性;
用环氧树脂、氨基树脂可改善其粘附性、力学性能及可装饰性;
用封闭酚羟基方法可增加酚醛树脂的耐碱性及吸湿性;
用环氧氯丙烷与酚羟基反应可获得工艺性好的环氧酚醛树脂等。改性酚醛树脂复合材料常采用真空袋、热压成型和缠绕成型;
有时也采用模压、拉挤、注射等成型方法。这类复合材料作为耐高温、耐烧蚀材料主要应用于航空航天及其他领域。

双马来酰亚胺树脂基复合材料??bismaleimide resin composite 以双马来酰亚胺为基体的复合材料。双马来酰亚胺(BMI)是由马来酸酐和芳香二胺经缩合反应得到的热固性树脂,分子量小,分子两端带有活泼双键,可自聚,也可与烯类单体及其齐聚物或不同结构的双马来酰亚胺的齐聚物进行二元或三元共聚,还可与胺类单体进行加成反应,可得到许多改性树脂品种。常用的增强纤维有碳纤维、石墨纤维及混杂纤维,玻璃纤维也有少量使用。这类复合材料耐温性好,可在180~200℃下长期使用,耐湿热和老化性能优良,燃烧时少烟、低毒;
工艺性良好,适合于接触压成型、缠绕成型、热压罐成型和模压成型等。

改性双马来酰亚胺树脂基复合材料??modified bismaleimide resin composite 以改性双马来酰亚胺为基体的复合材料。双马来酰亚胺(BMI)具有突出的耐温性能,但脆性大,断裂应变低,固化温度高,作为高性能复合材料基体,必须改性后使用。有多种改性途径:烯丙基苯衍生物或丙稀基化合物可通过与BMI分子的烯类链扩展反应和较高温度下进行的交联反应形成交联网络,具有良好的韧性;
还可采用橡胶、低分子量热塑性塑料与BMI共混改性,形成半互穿网络,以达到改善韧性的目的。用途和工艺方法参见“双马来酰亚胺树脂基复合材料”。

脲醛树脂基复合材料??urea-aldehyde resin composite 以脲醛树脂为基体的复合材料。脲醛树脂是脲与醛在酸性或碱性介质中加热缩聚而成,属热固性树脂。脲醛树脂复合材料主要有两种形式。(1)压塑粉:有脲醛树脂、填料(如纸浆、木粉)和其他添加剂混合加工而成的粉状填料,在130~150℃下可模压呈各种制品,主要用于制造耐水性和介电性要求不高的制品如电插头、开关、机器手柄、仪表外壳、旋钮、日用品等。(2)层合板:由浸渍了脲醛树脂的纸、棉织物与玻璃纤维织物经烘干制成浸胶布,然后叠合、压制而成。层合板耐热、耐弱酸与碱、耐油与脂肪,刚度与强度较好,主要用于制造内装饰贴面板和收音机外壳等。

聚氨酯树脂基复合材料??polyurethane resin matrix composite 以热固性聚氨酯树脂为基体的复合材料。热固性聚氨酯是多壬二酚(PAPI)与高分子量多元醇的缩聚产物。常用的增强纤维是短切或研磨的玻璃纤维与碳纤维。由于未固化聚氨酯热固性体系在室温下是流动性很好的液体,并可迅速固化转变为不溶不熔的状态,因此常采用增强反应注射模塑工艺。碳纤维增强聚氨酯复合材料的主要优点是密度低,强度与低温冲击韧性好,热膨胀系数低,与模具钢材的热膨胀系数相近,弯曲模量比未增强聚氨酯基体高1倍。聚氨酯复合材料在汽车工业中有重要的应用,如制造车盖、发动机罩栅板、阻流板、仪表板、保险杠等。

热固性聚酰亚胺树脂基复合材料??thermosetting polyimide resin matrix composite 以热固性聚酰亚胺树脂为基体的复合材料。聚酰亚胺树脂是一类分子链上含酰亚胺基的聚合物的总称。品种很多,一般以四元羟酸二酐与二元伯胺缩聚而成,有热固性与热塑性之分。热固性的有均苯型聚酰亚胺、酮酐型聚酰亚胺、NA基封端聚酰亚胺、乙炔基封端聚酰亚胺、聚苯并咪唑型聚酰亚胺等,它们都是耐高温聚合物,可在250℃左右长期使用,短期使用温度可达300~400℃。均苯型聚酰亚胺还有优良的低温性能,最低使用温度达-240℃。所有的热固性聚酰亚胺都具有出色的力学性能与介电性能、优良的耐辐照性能、耐燃性、耐磨性、耐溶剂性,是高性能复合材料的重要树脂基体。其复合材料的主要形式有两种:一种是由玻璃纤维、碳纤维及其织物增强的用作结构的复合材料,另一种是由石墨、二硫化钼填充的可用作自润滑耐磨制件的模塑料。

三聚氰胺甲醛树脂基复合材料??melamine formaldehyde matrix composite 以热固性三聚氰胺甲醛树脂为基体的复合材料。三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛在酸性或碱性介质中缩聚而成的。根据增强体的不同,可得到不同形式的复合材料,如纤维增强模塑料、层合结构、压塑粉。该类复合材料广泛应用于高级电工绝缘制品,如防爆电器配件、电动工具绝缘部件、耐电弧的工业配件。压塑粉还常用于制造日用品、餐具等。

有机硅树脂基复合材料??silicone matrix composite 以有机硅树脂为基体的复合材料。有机硅树脂通常由有机氯硅烷经水解缩合而成,分子上有活性基团,可进一步固化,属热固性树脂。有机硅树脂最大的特点是兼具优良的耐热性、电绝缘性与耐电弧性、且受湿度的影响极小,但力学性能较差。其复合材料主要有四种形式,如有机硅玻璃漆布、有机硅层压塑料、有机硅云母制品、有机硅模压塑料。

互穿网络树脂基复合材料??interpenetrating matrix network composite 以具有互穿网络结构的树脂为基体的复合材料。制备互穿网络树脂基复合材料时,通常是将两种或两种以上的预聚体树脂体系混合物与填料或增强纤维混合,制成模塑料,或用混合预聚体树脂的溶液浸渍增强纤维(或其织物)制成预浸料,然后以各种方式把它们压制成复合材料制品。用具有互穿网络结构的树脂作复合材料的基体,目的是为了克服单一热固性树脂基体的弱点。如环氧树脂基复合材料比较脆,而聚氨酯-环氧互穿网络树脂复合材料的韧性就比较高。又如聚酯复合材料的撕裂强度与耐磨性不足,而聚氨酯-聚酯互穿网络复合材料即使在高温下其撕裂强度与耐磨性也很出色,可用于履带车辆。

半互穿网络树脂基复合材料??semi-interpenetrating matrix network composite 以具有半互穿网络结构的树脂为基体的复合材料。具有半互穿网络结构的树脂是一种交联高聚物与一种线性高聚物互相贯穿的共混物,具有良好的综合性能。如将热固性树脂与热塑性树脂制成半互穿网络结构树脂,可获得兼具良好加工性与韧性的高性能复合材料树脂基体。半互穿网络结构的树脂其性能取决于四个因素:组元高聚物的性能,组元高聚物之间的配比,制备工艺参数,控制相形态与相稳定性有关的热力学与动力学参数。一般热塑性树脂的含量以20~40%为宜。

热塑性树脂基复合材料??thermoplastic resin matrix composite 以热塑性树脂为基体的复合材料。常用的热塑性树脂基复合材料的基体有聚丙烯(等规)、聚酰胺、饱和聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚砜和聚四氟乙烯等。该类复合材料常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维、芳纶等。与热固性树脂基复合材料相比,热塑性树脂复合材料具有韧性高、成型工艺简单、吸湿性小、容易修补、可作二次成型、预浸料在室温下可无限贮存等优点。其成型工艺方法参见“热塑性复合材料成型”。

聚苯硫醚基复合材料??polyphenylene sulfide matrix composite 以聚苯硫醚(PPS)树脂为基体的复合材料。聚苯硫醚树脂是以二氯苯和硫化钠为原料,通过自缩聚制得。其玻璃化转变温度为85℃,熔融温度为285℃,具有极高的热稳定性,在400℃空气中保持稳定。聚苯硫醚树脂有优良的耐燃性、耐化学性,但冲击韧性较低。用纤维增强后,冲击强度大幅度提高,耐热性与其他力学性能也得到全面改善。常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维与芳纶。复合形式有模塑料、可冲压片材、预浸布、毡或预浸带。其成型方法参见“热塑性复合材料成型”。

聚醚醚酮基复合材料??polyether ether ketone matrix composite 以聚醚醚酮(PEEK)树脂为基体的复合材料。聚醚醚酮树脂是用4,4’-二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠或碳酸钾为原料,以苯酚为溶剂缩聚而成。其熔融温度为334℃,玻璃化转变温度为143℃。纤维增强后可在310℃连续使用。具有优良的韧性与耐疲劳性、高温耐磨性、阻燃性,尤其耐热水与蒸汽。聚醚醚酮复合材料是高性能先进复合材料之一。可用热压罐或模压工艺成型,也可以缠绕成型。与碳纤维增强环氧复合材料相比,它的层间断裂韧性高1个数量级,强度高25%,疲劳寿命高1倍。这种复合材料对冲击损伤不敏感,在结构设计中损伤容限较大。在航空等工业领域中有重要的应用前景。

聚醚酮酮基复合材料??polyether ketone ketone matrix composite 以聚醚酮酮(PEKK)树脂为基体的复合材料。聚醚酮酮的玻璃化转变温度为156℃,熔融温度为338~384℃,取决于合成路线。它与聚醚醚酮、聚醚酮都属于聚芳醚酮类,具有优良的电性能、耐燃性、耐辐照性、耐溶剂性等。与聚醚醚酮相比,聚醚酮酮的耐热性较高,而力学性能略低;
聚醚酮酮制品较脆,但加工中流动性好。聚醚酮酮复合材料中常用的增强纤维是玻璃纤维和碳纤维。其成型工艺方法与聚醚醚酮基复合材料基本相同。

聚醚酮基复合材料??polyether ketone matrix composite 以聚醚酮(PEK)树脂为基体的复合材料。聚醚酮的玻璃化转变温度为162℃,熔融温度为371℃。聚醚酮与聚醚醚酮树脂、聚醚酮酮都属于聚芳醚酮类,具有优良的电性能、耐燃性、耐辐照性、耐溶剂性等。与聚醚醚酮相比,聚醚酮的耐热性更高,能在260℃下长期使用,强度与模量也更高,但韧性相对差一些。聚醚酮复合材料中常用的增强纤维是玻璃纤维与碳纤维。聚醚酮复合材料的力学性能与耐热性均高于聚醚醚酮复合材料。在机械工业与航空航天工业中,可代替铝合金构件。

聚醚砜基复合材料??polyetherfone matrix composite 以聚醚砜(PES)树脂为基体的复合材料。聚醚砜又叫聚苯醚砜、聚苯砜醚和聚芳醚砜,是聚砜类中的一种。有较高的耐热性,能在180℃下长期使用。有良好的耐溶剂性,用苯、甲苯等清洁剂清洗不开裂。与金属如铜、银、铝等粘结良好。带金属嵌件的注塑制品无应力开裂现象,还能焊接。有出色的电性能,并在20~200℃范围内不随温度变化。制品主要采用注塑成型,主要用于电子电气部件,如印刷电路板、接线柱、密封头、线圈架等。在汽车工业中可用于制造传动装置等。

聚砜基复合材料??polysulfone matrix composite 以聚砜树脂为基体的复合材料。聚砜是有砜基(—SO2—)和芳环的线性高聚物,有双酚A-聚砜、聚芳砜与聚醚砜三种。通常把双酚A-聚砜称为聚砜,属无定形。其制品耐热性好,能在150℃下长期使用,有高度的化学稳定性和自熄性,出色的电绝缘性和力学性能,吸水性小,尺寸稳定性高,是一种优质工程塑料。聚砜基复合材料制品主要采用注塑成型、挤塑成型与模压成型,可用于无线电工业、仪表工业、纺织工业与汽车工业等。

热塑性聚酰亚胺基复合材料??thermoplastic polyimide resin matrix composite 以热塑性聚酰亚胺树脂为基体的复合材料。热塑性聚酰亚胺有单醚酐型聚酰亚胺、双醚酐型聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、氟酐型聚酰亚胺与顺酐型聚酰亚胺。其中除氟酐型聚酰亚胺能在250℃以上长期使用,属耐高温暖聚合物外,其他树脂的耐热温度均低于250℃。但是都有出色的力学性能与介电性能,优良的耐辐照性、耐燃性、耐腐蚀性和耐有机溶剂性。成型方法有热压成型、模压成型、注射成型和挤出成型等。可用作先进复合材料构件,如宇航结构件、飞机零件、喷气发动机零件、雷达天线罩等。

聚甲醛树脂基复合材料??polyformaldehyde matrix composite 以聚甲醛树脂为基体的复合材料。聚甲醛是甲醛的均聚物与共聚物的总称。聚甲醛是线形结晶高聚物,其力学性能优良,刚度高、耐冲击、耐蠕变,尤其是耐疲劳性极好,同时还有良好的自润滑性、耐磨性与耐化学性,是一种性能优良的热塑性树脂基体。聚甲醛复合材料制件主要采用注塑、挤塑、吹塑等工艺成型。可用于制造汽车、机械、精密仪器、通讯设备中的结构零件,特别是用来制造耐磨损并承受高负荷的零件,如齿轮、轴承等,也常用于制作自来水、煤气工业中的管材与阀门之类的零部件。

聚全芳香酯树脂基复合材料??wholly aromatic polyester matrix composite 以聚全芳香酯树脂为基体的复合材料。聚全芳香酯树脂是一类分子主链全由苯环与酯基组成的高聚物。典型的代表是聚苯酯-聚羟基苯甲酰(也叫羟基苯甲酰聚酯),高度结晶,在400℃下几乎不流动,450℃结晶也不能完全破坏。热稳定性非常好,可在316℃下长期使用,在317-427℃下短期使用。与其他热塑性树脂相比,它的热导率位居之首。其复合材料制品采用注射、增强注射与模压工艺成型。主要用于尺寸精度高的制品如集成电路、半导体、真空管用接线柱与插座零部件,高温下耐疲劳、刚性好的耐热线圈骨架,高温下耐摩擦磨耗的轴承,高负荷下的轴承以及其他耐高温自润滑密封制品。主要用于汽车、电器电子工业等。

聚丙烯基复合材料??polypropylene matrix composite 以有规立构聚丙烯树脂为基体,用纤维(或其织物)增强或无机填料填充制得的复合材料。有规立构聚丙烯是一种结晶塑料,玻璃化转变温度为-10℃,熔点176℃,与未增强聚丙烯塑料相比,玻璃纤维增强聚丙烯的力学性能大幅度提高。玻璃纤维含量为20%的增强聚丙烯的拉伸强度为75MPa、弯曲弹性模量为48Gpa,低温冲击强度提高约1倍。此外制品收缩率低、抗蠕变性与耐热性也有提高。常采用挤出成型工艺,可用于汽车、建筑、电子、化工等领域。加入填料还可以作屏蔽材料。

聚碳酸酯基复合材料??polycarbonate matrix composite 以芳香族聚碳酸酯树脂为基体的复合材料。芳香族聚碳酸酯在一般工艺条件下为无定形。具有透明度高、刚性好、耐蠕变、尺寸稳定性好、韧性(尤其是低温韧性)好等优良的综合性能,但耐环境应力开裂能力较差。聚碳酸酯基复合材料主要用短切玻璃纤维增强。纤维含量为10~40%时,其复合材料的拉伸强度可提高1-1.5倍,开裂能力提高5-7倍,耐热温度提高约15℃,线膨胀系数降低至1/4-1/2。通常采用注射挤出和挤出吹塑工艺成型,用于汽车工业与仪表工业等。

聚四氟乙烯基复合材料??polytetrafluoroethylene matrix composite 以聚四氟乙烯树脂为基体的复合材料。聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物,属非极性结晶高聚物。熔融温度为327℃,可在-250~+260℃范围内长期使用。具有特别优良的耐酸碱腐蚀性,有“塑料王”之称。电绝缘性优良,且不受环境温度与湿度的影响。有出色的自润滑性,有突出的表面不粘性。缺点是强度较低;
熔体粘度极高,难以用普通热塑性塑料的加工方法成型,必须用烧结工艺成型制品。聚四氟乙烯经纤维增强与填料填充后,强度、刚度、抗蠕变性等都有大幅度提高。主要用作覆铜板基材、电气插接件、自润滑轴承、密封垫等。氟化锂填充聚四氟乙烯还可制成热释光材料。

聚苯并咪唑基复合材料??polybenzimidazole matrix composite 以聚苯并咪唑树脂为基体的复合材料。聚苯并咪唑属杂环聚合物,玻璃化转变温度为480℃,能在270℃长期使用,400℃短期使用,是目前耐高温性能最好的树脂,低温性能也优良,即使在-190℃也不发脆。有自润滑性,常用其模压制品作耐热自润滑轴承。用纤维或无机填料进行填充或增强后,可作航空、航天用高级复合材料。如用二氧化硅纤维增强聚苯并咪唑得到的复合材料可作雷达天线罩的结构材料。

玻璃纤维增强树脂基复合材料 gla fiber reinforced resin matrix composite 俗称玻璃钢,是以玻璃纤维及其制品或短切纤维增强的树脂基复合材料。现代复合材料是从玻璃纤维复合材料开始的,是目前用量最多的一种复合材料。玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成的细丝,直径一般为5~20μm,纤维越细,性能越好。按原料组分可分为有碱、中碱、无碱和特种玻璃纤维。制品主要有玻璃布,按编织方法不同,有平纹、斜纹、缎纹、单向、无捻布等,其性能、价格不同,如缎纹布拉伸、弯曲强度较平纹布好。常用的树脂基体有不饱和聚酯、环氧、酚醛树脂及热塑性的聚丙烯、尼龙、聚苯醚树脂等,其中不饱和聚酯工艺性能好,最为常用。玻璃纤维在复合前需进行表面处理,除去浸润剂,有利于提高与树脂的粘附力和耐湿性。该种复合材料与其他复合材料一样具有性能的可设计性,轻质高强;
耐腐蚀性能好,可耐氢氟酸和浓碱外的大多数化学试剂;
绝缘性好,透波率高;
绝热性好,超高温下可大量吸热,成本低。缺点是模量低,长期耐温性差。适于多种成型方法,如接触压成型、热压罐成型、缠绕成型、模压成型、树脂传递模塑成型、注射成型和拉挤成型等。广泛应用于机械制造、石油化工、交替运输、航空航天及建筑等工业领域中。如制造车身、船体等大型结构件、飞行器结构件、雷达罩、印刷电路板及耐腐蚀贮罐、管道、保温结构等。

碳纤维增强树脂基复合材料 carbon fiber reinforced resin matrix composite 以碳纤维或石墨纤维及其制品增强的树脂基复合材料,是目前应用最多的一种先进复合材料。碳纤维是以有机原丝为主要原料,经预氧化、碳化、石墨化得到。按力学性能分为中强中模型、高强型和高模型三种,碳纤维增强体织物有平纹布、缎纹布、无纬布及三向编织物等。常用的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂及聚苯硫醚树脂等。碳纤维树脂复合材料具有比强度高、比模量高、热膨胀系数很小、导电、自润滑性好等优良性能,但冲击强度与层间剪切强度偏低。碳纤维复合材料常采用热压成型、缠绕成型、特别是用作航空航天结构件需要热压罐成型,目前主要应用于航空航天工业中作主、次及非承力结构材料,如机翼、副翼、尾翼、喷管、火箭壳体等,少量用于某些医疗器械、体育用品及自润滑耐磨机械零件,如齿轮、轴承等。

芳纶增强树脂基复合材料 aramid fiber reinforced resin matrix composite 用芳纶及其制品增强的树脂基复合材料,是先进复合材料的一种。芳纶即芳香族聚酰胺纤维,主要是由对苯二胺与对苯二酰氯缩聚后,经液晶纺丝而成,制品有平纹、斜纹、缎纹布及其他织物。常用的树脂基体为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂等。该类复合材料具有比强度高、比模量高、耐热、耐疲劳、抗蠕变、负的热膨胀系数及阻燃性能优良等特点。但压缩强度和剪切强度较低。适用各种成型方法,如缠绕成型、热压罐成型、接触压成型、模压成型、注射成型及拉挤成型等。主要应用于航空航天及军工生产中,如制造飞行器整流罩、方向舵、火箭发动机壳体及防弹装甲等,也可用于体育和医疗器械。

混杂纤维增强树脂基复合材料 hybrid fiber reinforced resin matrix composite 由两种或两种以上的纤维增强同一种树脂基的复合材料。常用于混杂的纤维有碳纤维、玻璃纤维、芳纶及硼纤维。树脂基体主要是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂及某些高性能热塑性树脂。纤维混杂方式有束内混杂、层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内、层间与夹芯综合混杂以及纤维组合混杂等,前三者较常用。通过混杂,可突出结构设计与材料设计的统一性,满足综合性能要求,提高和改善单一复合材料的某些性能,也可用以降低成本。如将玻璃纤维与碳纤维混杂可提高碳纤维复合材料的冲击性能,同时降低成本,而碳纤维又提高了玻璃纤维复合材料的模量、强度和耐疲劳性能;
芳纶与碳纤维的混杂则将前者良好的韧性和后者较高的压缩性能结合起来,达到互补效果。适用一般成型方法,如接触压成型、热压罐成型、模压成型等。广泛应用于航空、航天、交通运输、机械制造及建筑等工业领域中,如火箭发动机壳体、直升飞机旋翼、卫星天线以及船体、建筑用工字梁等。

短切纤维增强树脂基复合材料 short cut fiber reinforced resin matrix composite 以短切纤维增强的树脂基复合材料。应用最多的是短切玻璃纤维、中等模量的碳纤维、石棉纤维也有少量使用。短切纤维一般均由连续纤维切割而成,长度在3~50mm之间,根据成本、强度、与树脂基体的匹配及工艺要求可灵活选用。常用的树脂基体由热固性树脂、乙烯基树脂和热塑性的尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯等两大类型。短切纤维的增强机理与连续长纤维不同,其复合材料力学性能,尤其是抗疲劳性能明显低于长纤维增强复合材料。但是利用短切纤维的随机取向,可获得各向同性材料,以满足不同受力状态要求。成型方法以模压和注射为主,也常用离心浇注与喷射。这种复合材料易实现制造过程的自动化及提高产品精度,广泛应用于汽车、机械、建筑及化工等领域中。

颗粒填充树脂基复合材料 particle reinforced resin matrix composite 以颗粒状物料填充增强的树脂基复合材料。常用的颗粒(粉)状填充剂(填料)有无机类的石英粉、滑石粉、石棉粉、云母粉及某些金属氧化物和有机类的木粉、石墨粉、碎棉绒等。常用的树脂基体有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及某些热塑性树脂。采用颗粒填充可提高介电性、耐热性、导热性、硬度及降低成本等,但其力学性能普遍低于短切纤维增强树脂基复合材料。成型方法主要有模压、浇注和注塑,前者适于酚醛、氨基树脂,中者适于环氧树脂,后者多适于热塑性树脂。成型前通常需将填料填充剂与树脂混合均匀,制成压塑粉。强度虽不如金属,但密度小,因而比强度、比模量较高,可代替有色或黑色金属制造的各种耐磨零件,电气绝缘制品等,广泛应用于机械、电子、建筑、化工及航空航天工业中。

树脂基复合材料层压板??resin matrix composite laminate 以树脂为基体与片状增强体通过模压或LCM工艺等复合而成的复合材料层合板。该层合板可分为树脂基纤维层压板、树脂基纸层压板、树脂基布层压板和树脂基木质层压板。分别参见“树脂基纤维层压板”、“树脂基纸层压板”、“树脂基布层压板”和“树脂基木质层压板”条目。

树脂基纤维层压板??resin matrix fiber laminate 以树脂为基体的片状预浸料或预成型体经模压或LCM工艺复合而成的复合材料层合板。具体内容见“热固性树脂基复合材料”和“热塑性树脂基复合材料”条目。

树脂基纸层压板??resin matrix paper laminate 由树脂浸渍的纸张叠合压制而成的层合板。常用的纸张有硫酸盐、亚硫酸盐或它们的混合物与棉纤维或木浆混合制成的纸张等。树脂浸渍纸张的方法有两种:用树脂溶液(湿法)或熔融树脂将纸张浸透,称浸渍法;
在造纸过程中将树脂与纸浆直接混合,得到浸有树脂的纸张,称打浆法。层合板压制在多层油压机上和较高温度及压力下进行,压制时间由板厚度决定,纸张吸水性大,制造过程需要很好的干燥条件。这种层压板主要用于电气、建筑、装饰及一般工业中。

树脂基布层压板??resin matrix cloth laminate 由树脂浸渍的布叠合压制而成的层合板。布有多种,有机类的有棉布、麻布、合成纤维布和碳布等,无机类的有玻璃布和石棉布等。布的材料与品种很大程度上决定了布层压板的性能。树脂浸润布通常在浸胶-干燥机上进行,方法有溶液(清漆)法,乳液法和直接用熔融树脂浸润法等,压制通常在多层油压机上进行,温度和压力较高,时间取决于板厚。布层压板除介电性能好外,还具有低的缺口效应、低摩擦系数和低磨损率,可作绝缘器件、齿轮、轴承、轮子和桨叶等,可广泛应用于电子、电气、机械制造及建筑工业领域。

树脂基木质层压板??resin matrix wood laminate 由浸润过树脂的木片叠合压制而成的层合板。木片的厚度一般为0.24~6mm。木质层压板的物理性能主要取决于木片种类与厚度及树脂品种与含量,其拉伸、弯曲和冲击强度均超过纸、布层压板。树脂浸渍木片通常采用溶液法或乳液法,在室温下进行,因木片不耐高温,烘干应在较低温度下减压进行。压制温度和压力较高,时间依板厚而定。这种层压板可代替金属材料或布层压板制造轴承、齿轮、滑轮、螺旋桨及大型结构部件,可广泛应用于机械、建筑、电器、船舶、汽车领域。

纤维增强金属层压板??fiber reinforced metallaminate 利用胶粘剂把两层或多层金属薄板和夹在薄板之间的增强纤维胶接在一起复合成的层合板,亦称纤维金属胶接层合板。所用的金属薄板多为铝合金、铝锂合金、铝铜合金、铝锌合金,也可用钛合金、钢及其它结构金属。金属薄板的厚度一般为0.1~0.3mm。增强纤维多用芳纶、玻璃纤维或碳纤维。增强纤维形式为单向排列的无纬布或编织物或短切纤维。所用胶粘剂,可以是热固性的也可以是热塑性的。纤维增强金属层压板是一种新型的结构材料,具有抗疲劳和抗损伤性能,耐环境和耐雷击性能优异,阻尼性及成型加工性好等特点,用于飞机、航天器、磁悬浮列车、轻型防弹装甲、汽车、舰船、管道等领域。

混杂纤维增强铝层压板??hybrid reinforced aluminum laminate 由薄的经表面处理并涂底胶的铝合金板和混杂纤维预浸料交替铺层,经加温加压固化而成的层合板,是纤维增强金属层压板的一种。由于该层压板中含有两种纤维,其性能比单一纤维增强时要优异,但制作工艺要复杂一些,其特点与应用参见“纤维增强金属层压板”条目。

碳纤维增强铝层压板??carbon fiber reinforced aluminum laminate 由薄的经表面处理并涂底胶的铝合金板和碳纤维预浸料交替铺层,经加温加压固化而成的层合板,是纤维增强金属层压板的一种,有关特点与用途参见“纤维增强金属层压板”条目。

玻璃纤维增强铝层压板??gla fiber reinforced aluminum laminate 由薄的经表面处理并涂底胶的铝合金板和玻璃纤维预浸料交替铺层,经加温加压固化而成的层合板,是纤维增强金属层压板的一种。除了具有纤维增强金属层压板的一般性能特点外,其突出的优点是极好的疲劳性能,很高的强度,优异的断裂韧性。其他与芳纶增强铝层压板基本相似,参见“芳纶增强铝层压板”条目。

芳纶增强铝层压板??aramid fiber reinforced aluminum laminate 由薄的经表面处理并涂底胶的铝合金板和芳纶纤维预浸料交替铺层,经加温加压固化而成的层合板。一般铝合金板的厚度约为0.3mm,芳纶预浸料厚度约为0.2mm。芳纶增强铝层压板是纤维增强金属层压板中研究最多的类别。其主要特点有:在纤维方向的极限强度远大于相应的铝合金,但断裂延伸率比铝合金低;
止裂作用明显,抗损伤容限好,即使有几个毫米的疲劳裂纹仍可安全工作,具有抗Ⅱ区雷击的能力;
在1-1000Hz内,声阻尼性能比整体铝板高2.3倍;
具有类似铝合金的成型加工特性。其剥离强度较低。常作为结构材料用于航空航天领域和通用领域。

泡沫夹层结构??foam core sandwich structure 由面板(蒙皮)与轻质泡沫芯材组成的层状复合结构。面板多为碳纤维、玻璃纤维、芳纶复合材料层合板和铝板。泡沫芯材主要是泡沫塑料。泡沫夹层结构突出优点是弯曲刚度大,重量轻,材料强度可充分利用。泡沫夹层结构的性能取决于面板材料和泡沫芯材料,一般硬质泡沫夹层结构的力学性能较优异。泡沫夹层结构的制造方法主要有两种:一是先制得泡沫芯而后在其上成型面板(蒙皮);
另一种是先制成面板(蒙皮),而后在其所围的空间中发泡。热固性泡沫塑料是原材料配好后直接搅拌发泡,而热塑性泡沫塑料则是先发泡成坯,而后将坯再次升温发泡。泡沫夹层结构可用作飞机的舵面、舱门、直升机的旋翼等。还可以用作其他民用方面,如用作隔音、隔热、减震构件。体育器具中有不少也采用泡沫夹层结构。硬质泡沫夹层结构多为承载作用;
软质泡沫夹层结构受力变形大,适用于减震。

泡沫芯[复]??foam plastic core 泡沫芯是泡沫夹层结构的芯材,多为泡沫塑料,是一种由气体填充的多孔轻质高分子材料。泡沫塑料按照不同的分类方法可分为通孔泡沫塑料、闭孔泡沫塑料、硬质泡沫塑料、软质泡沫塑料、热固性泡沫塑料、热塑性泡沫塑料。夹层结构常用的为聚氨酯泡沫塑料,聚苯乙烯泡沫塑料及酚醛泡沫塑料。承力夹层结构制件最常用的为硬质聚氨酯泡沫塑料。泡沫塑料具有许多良好性能:容重小,导热系数低,耐油,耐低温,防震和隔音。还有一种称为组合泡沫塑料的泡沫芯,它是利用已成型的直径为20~250μm的中空玻璃微珠、中空陶瓷微珠或中空塑料微珠,加入配料后搅拌均匀,而后借助固化剂的作用固化而成的泡沫结构。这种泡沫芯与复合材料面板有很好的匹配。

夹层结构蒙皮??sandwich skin 又称夹层结构面板,是夹层结构的重要部分,通常是指置于夹层结构表面的薄的强度较高的层状材料,如薄的碳纤维、玻璃纤维、芳纶复合材料层合板及铝合金板等。是夹层结构中主要的承载者,主要承受侧向载荷和平面弯矩。蒙皮与芯材的组合通常采用胶粘剂粘结,可以采用薄膜胶接法。铝合金板作蒙皮时,在粘结前一定要进行表面处理,如磷酸阳极化处理,而粘接各向异性的纤维复合材料时应考虑使用条件与纤维的铺置方向,可以根据构件的使用情况来设计蒙皮铺层,也可采用混杂纤维复合材料作蒙皮,以得到更优性能。

夹层结构面板??sandwich skin 又称夹层结构蒙皮,参见“夹层结构蒙皮”。

蜂窝夹层结构??honeycomb core sandwich structure 由面板(蒙皮)与蜂窝芯材通过胶粘剂粘结成的层状复合结构。夹层结构面板可以是铝板或者碳纤维、玻璃纤维、芳纶复合材料层合板。常用的蜂窝芯材为铝箔、芳纶纸、玻璃纸和牛皮纸等。蜂窝夹层结构的突出优点是:质轻,弯曲刚度大。蜂窝夹层结构可以一次成型,二次成型,也可以三次成型。铝板作面板时需要在胶接之前进行表面处理,以提高胶接强度。夹层结构在飞机上应用比较广泛,如翼面、舱面、舵面、壁板、地板、雷达罩等。还可以用作火车、地铁、汽车上的各种隔板,用玻璃纤维复合材料或芳纶复合材料为蒙皮,以铝蜂窝芯、芳纶纸蜂窝芯制造的赛艇、游船,性能优异,另外在滑水板、冲浪板、滑雪板等体育用品方面也得到应用。厚型的粗蜂窝格夹层结构可用作建筑墙板,隔音隔热效果好。

混杂纤维混杂界面数??hybrid interface number 不同种类纤维铺层相接触面的数目,通常称混杂界面数。反映混杂复合材料异种纤维间的相对分散程度,是描述混杂复合材料的重要参数之一。夹芯混杂复合材料的混杂界面数为二,是恒定的;
层间混杂复合材料的混杂界面数不恒定,随铺叠形式而改变,异种纤维的单层交替铺叠时混杂界面最多。混杂复合材料的许多性能与混杂界面数有关,一般而言,拉伸强度随混杂界面数的增多而提高,而拉伸模量则与混杂界面数关系不大。

混杂纤维混杂比??hybrid ratio 组成混杂纤维复合材料的各种纤维体积含量之比,简称为混杂比。一种纤维的相对体积含量为70%,另一种纤维的相对体积含量为30%,则混杂比为7:3或3:7。混杂比是描述混杂复合材料的一个很重要的参数。混杂复合材料的性能几乎都与混杂比有关。各性能与混杂比的变化规律不尽相同。例如混杂复合材料的拉伸模量与混杂比呈线性关系,而拉伸强度则与混杂比呈非线性关系。根据混杂比,利用混合定律可大致估算出混杂复合材料的某些性能。

层内混杂复合材料??in-plane hybrid composite 由含有两种或两种以上纤维的混杂层铺叠而成的复合材料,是混杂复合材料的一种。这种混杂形式又称为A型混杂。混杂层可以是异种纤维编织的织物或排置的无纬布,也可以是由混杂纤维束编织的织物或排置的无纬布。由于混杂纤维束制备工艺复杂,很少采用。

层间混杂复合材料??interply hybrid composite 由两种或两种以上的单种纤维层相间复合而成的混杂复合材料。所谓相间混合,可以是异种纤维层交替铺叠,也可以是不等厚度的异种纤维层组间隔铺层。这种混杂形式又称为B型混杂。铺叠形式的不同,可以得到混杂界面数不同的混杂复合材料。一般多为对称铺叠。层间混杂复合材料是混杂复合材料种应用最多的一种。层间混杂复合材料的拉伸强度随混杂界面数的增多而提高,而拉伸模量则几乎不变。

夹芯混杂复合材料??sandwich hybrid composite 以一种纤维铺层或铺层组为面层,另一种纤维铺层或铺层组为芯层所构成的混杂复合材料。它是层间混杂复合材料的一种特例,混杂界面数恒定为2。这种混杂形式又称为C型混杂。通常以高模量纤维为面层,低模量纤维为芯层,这样可使弯曲模量增大。

聚喹噁啉(基)复合材料??polyquinoxaline matrix composite 以聚喹噁啉树脂为基体的复合材料。聚喹噁啉树脂随分子链结构的不同,其玻璃化转变温度为133~370℃,有出色的热稳定性,空气中热失重温度高达400℃,氮气中高达600℃;
对金属有很强的粘结性,是很好的高温结构胶粘剂。与纤维复合一般是采用反应性单体聚合的方法,即用反应性单体的溶液浸渍纤维,在高温下加热,再在高压下固化制成复合材料。该复合材料具有优异的耐高温性能,可用作宇宙飞船和新型飞机的结构件等。

纤维针织预成型件??knitting preform 采用针织的方法,预先将纤维针织成所需复合材料形状的增强体,其特点参见纤维编织预成型件。

片状模塑料??sheet moulding compound; SMC 由加入增稠剂、填料、引发剂、交联剂等组分的树脂混合物(也称为树脂糊)浸渍纤维或毡片,两面覆盖塑料薄膜(如聚乙烯薄膜)而制成的一种薄片状混合料。用它可压制具有良好机械性能、电绝缘性、耐湿性、耐腐蚀性及耐电弧性等的制品。生产工艺简单方便、无断纤,对温度和压力要求不高,适于自动化机械生产。

半结晶热塑性复合材料??semicrystalline thermoplastic composite 以半结晶热塑性树脂为基体的复合材料。所用基体有聚醚醚酮类、聚苯硫醚类及其他半结晶聚合物,树脂结晶熔融温度远高于玻璃化转变温度(Tg)。与热固性复合材料相比,这类材料具有成型周期短,冲击性能好,预浸料可无限期存放,可二次成型等独特优点,是一类重点研究开发的热塑性复合材料,特别在航空航天领域内将得到广泛应用。已进入使用阶段的有聚醚醚酮(PEEK)复合材料和聚苯硫醚(PPS)复合材料。

真空袋密封胶条??vacuum bag sealant tape 复合材料固化成型过程中所用的工艺辅助材料之一,由填料与橡胶组成的不干性腻子制成,主要用于真空袋薄膜和模具之间的密封,具有良好的粘结密封性且卸模时易剥离。胶条尺寸为宽度12.5mm,厚度3.5mm;
使用温度有170℃和200℃两种类型。

不干性腻子:可以室温固化的膏状物,不会流淌,主要用于较大空隙的密封;
因未加入固化剂,所以保持粘性状态。

透气材料??breather 复合材料毛坯成型固化时,在工作温度和压力下能保持真空通路的一种工艺辅助材料,置于均压板与真空袋薄膜之间及边缘需透气的位置。其作用是疏导气体,使之排入真空管路。透气材料一般为玻璃纤维织物或合成纤维织物制成的纤维毡状材料。要求使用温度高于复合材料构件的固化温度,承受压力不小于0.70MPa,并有拉伸变形的能力。

吸胶材料??bleeding materials;
bleeder 复合材料成型固化过程中的一种工艺辅助材料,置于透气隔离层之上,吸收预压实和固化过程中排出的气体与多余树脂的毡状材料。吸胶材料大多用具有一定拉伸强度和较大伸长率的合成纤维毡、玻璃布毡、滤纸等。

脱模布??release cloth 复合材料成型固化过程中的一种工艺辅助材料,置于模具与毛坯零件之间以防止树脂与模具粘连。脱模布是在玻璃布的一面涂聚四氟乙烯,另一面涂压敏胶制成的,一般可多次使用;
其主要作用主要是方便脱模,保证构件型面光滑。

胶衣树脂??gel coat resin 复合在制品表面的一层树脂含量较高的胶层树脂,也称胶衣层。胶衣层具有耐候、耐水和耐化学溶剂性能,其作用是保护制品免受大自然诸因素或其他环境因素的不良影响。胶衣层可以是纯树脂,也可以是薄织物增强的树脂,其厚度一般为0.25-0.40mm;
胶衣层树脂与复合材料基体树脂应有良好的相容性,目前多用在玻璃纤维/聚酯复合材料表面。

可剥保护层??peel ply 复合材料构件固化成型时,置于复合材料构件毛坯与透气隔离薄膜之间。成型固化后进行下道工序前可从构件毛坯表面剥去的材料,又称表面层材料。比较常见的表面层材料是经过电晕处理的合成纤维布,其使用温度在176℃以下,不粘且无污染;
另一种表面层材料是涂有聚氯乙烯的有孔玻璃布,使用温度在257℃以下。可剥保护层有两方面作用,一是使固化后的复合材料制件具有良好的脱模表面,易于脱模;
二是保护复合材料制件表面在下道工序之前不受污染。

假真空[复]??false vacuum 复合材料构件成型过程中由于管路堵塞或真空袋内导气不良,而使真空袋内没有形成真空状态,或其状态与真空表指示数值有差别的非正常现象。假真空会严重影响产品质量,使制件产生高空隙率、厚度超差及外观缺陷。通常在真空袋内铺设具有良好导气性能的纤维毡或织物导气材料以防止形成假真空。

手糊成型??hand laying-up 以手工作业为主成型复合材料构件的方法。此法是在涂好脱模剂的模具上,一边手工铺设增强材料一边涂刷树脂,反复进行,直到所需厚度为止,然后经过固化、脱模制得制品。该方法的特点是工艺简单,操作方便,无需专业设备;
但劳动条件差,产品精度低,承载能力不高。一般适于成型尺寸大而使用要求不高的产品如渔船、游艇、汽车壳体等;
也可用于热压罐、模压等成型方法的坯件制备。

增强反应注射成型??reinforced reaction injection moulding 制造热固性复合材料制件的一种成型方法。工作原理和操作方法与反应注射成型相同,只是在物料中加入纤维增强材料。反应注射成型是以热固性或弹性体的液态树脂为原料,在一定的工艺条件下注入模具内,使其迅速固化,再进行后处理而制得产品的一种成型工艺方法。该方法使聚合反应与成型加工一步化,可直接由液态原料得到固态制品。

喷射成型??spray-up moulding 利用喷枪将短切纤维增强材料与树脂体系同时喷射在模具表面,然后压实固化成热固性复合材料制品的一种成型工艺。本法特点是生产效率高,劳动强度低,节省原材料,制件的形状尺寸不受限制,产品整体性好;
但是场地污染大,制件承载能力低。适合于制造船体、浴盆、汽车车身及板材等大型部件。

纤维缠绕成型??filament winding 连续纤维复合材料旋转体制件的一种成型方法,浸渍树脂的纤维丝束或纤维带以一定方式连续缠绕到芯模上,制成坯件,然后在热压罐、烘箱或专用固化炉内固化。本法特点是纤维能保持连续完整,制件线型可设计,机械化程度高,产品不需机械加工;
但是设备复杂,技术难度高,工艺质量不易控制。适合成型大型的旋转体制件,如高压容器、大型管道、锥形雷达罩、火箭壳体等,还可成型异形截面型材和变截面制件如飞机方向舵等。

压机模压成型??pre moulding 用压机施加压力和温度来实现模具内制件固化成型的方法,将复合材料坯件放入模具内,在压机上闭模后,加温加压进行固化成型。坯件大小、用量需预先计算,并与模腔体积匹配,以保证制件尺寸要求;
应严格控制固化温度、压力和时间以保证制品质量。该方法生产效率高,产品外观好、精度高,适合制备大批量的复合材料制件;
但是对模具要求高,制件尺寸和形状受到限制。高吨位大台面压机可用于成型大尺寸平板制件和层压板材。

拉挤成型??pultrusion proce 一种自动化连续生产纤维复合材料型材的工艺方法。预浸料或连续纤维浸渍树脂后,经牵引通过成型模具,被挤压和加温固化形成型材,然后用切割机将型材按长度要求切割得到制品。增强体可以有多种形式如单向纤维、编织套或整体的三维编织物;
模腔的口型可按型材截面形状设计成多种多样,如工字形、槽形、T型或螺旋型;
牵引装置可做平动或旋转运动。本法要求树脂粘度低,浸润性好,适用期长,固化快;
树脂中可加入外渗型脱模剂,成型时自动转移到制件表面减少牵引阻力。本法生产过程连续,效率高,制件纤维含量高,不需要再加工;
适合于批量大的管材、异型材和棒材的连续生产。

搓制成型??rolling proce 管状纤维复合材料型材的一种成型方法,通过两个平面的相对运动产生的搓卷作用,使纤维或织物预浸料包缠到芯模上形成管状制件的坯料,然后再固化成型。用电熨斗使剪裁好的预浸料一边与芯模(涂一层脱模剂)粘附,置于卷管机的下平面上,将上平面放在芯模上,施加一定压力,上平面向前移动将预浸料搓卷到芯模上,再经过缠膜、固化、脱模、研磨、切割两端余料制成管件。包缠膜时对制件施加一定压力可以防止制件固化时树脂流动。固化时可以将多个芯模同时吊挂在炉中集中固化。本法可进行流水作业,适合大批量生产;
但工艺环节多,产品尺寸受到限制;
主要用于成型有轻微锥度的管件,如可伸缩的钓鱼竿等。

压力袋成型??preure bag moulding 是复合材料成型方法之一,通过在柔韧袋中产生均匀真空,以热压罐内充入的气压或压机压力使置于刚硬模具上(或模具内)的材料压实成型。压力袋由弹性好强度高的橡胶制成,使用温度应在固化温度以上;
本法特点是工艺简单,不需要复杂和专用设备,常用来制造使用要求不高、外形简单、成型压力不高、可以室温固化的制件,可与手糊成型配合使用。

预压时间??dwelling time 热固性复合材料制件的固化成型过程中,在施加最终固化温度和压力之前,在某个温度和压力状态下所保持的时间。预压便于将制件内的空气和挥发物完全排尽,又不致于将过多的树脂从制件中压出。最后可得到压制密实、树脂体积含量合理,纤维分布均匀的制件。

预吸胶??debulking 热固性复合材料热压罐成型过程中的一个阶段,施加最终固化温度和压力之前,在某个温度和压力状态下(或抽真空)所保持一段较长时间,使制件中的空气或低分子挥发物排尽,以尽量减少空隙率,又不致于将过多树脂压出制件,造成贫胶。预吸胶阶段,树脂体系一般能形成一定程度的交联,使各铺层制件的压力得到均匀分布,制件能很好的贴伏在模板上,最后压制成的制件不致于出现皱折、纤维错位等缺陷。预吸胶过程对厚制件的成型非常重要,有助于将厚层板压制密实,并能得到合理的纤维体积含量和最低的空隙率。

固化??curing 通过热、光、辐照或化学添加剂等的作用使热固性树脂或塑料交联的过程。固化实质是树脂基体由具有一定流动性的线性分子结构转变成不溶不熔的网状立体分子结构,并将增强体紧密胶结在一起,形成一种新的性能独特的复合材料。为得到高质量制件,要严格准确控制一些固化工艺参数,如固化时间、加压时机、压力和温度等。

固化周期[复]??curing cycle 固化过程中,完成一次成型所需要的全部操作及该过程所需要的时间。通常指制件坯件放入固化成型设备至卸模后取出制件这段时间,包括升温、保温和降温几个阶段。固化周期因树脂基体的不同而变化。

固化度[复]??curing degree 表征热固性树脂固化的程度,可用已固化树脂的质量与树脂总质量的百分比表示。固化度是检验复合材料制件质量的一个重要的性能指标。在给定固化周期下,如固化不完全,制件的强度和刚度可能达不到设计要求;
另外在使用过程中树脂基体可能会进一步固化使制件变形,影响制件稳定性。一般用差示扫描量热仪(DSC)对随炉件作固化度的分析,以检验制件的固化程度。

固化收缩[复]??curing shrinkage 固化成型期间或固化成型后制件的尺寸减小。固化收缩通常是由于基体状态改变(如热固性树脂发生交联,溶剂或小分子的挥发等原因)而使制件产生收缩,因此与所用树脂体系的结构和性能有关。固化收缩不仅影响到制件尺寸,还可能产生固化残余应力,带来其他副作用,是复合材料设计选材时应考虑的因素。

固化温度[复]??curing temperature 复合材料固化成型的一个工艺参数,即制件能进行固化成型的温度。固化温度通常要用差示扫描量热仪(DSC)对材料的样品进行试验后确定,也可用工艺条件摸索试验来确定。

固化时间[复]??curing time 复合材料固化成型的一个工艺参数,即制件在固化温度下所保持的时间,通常指达到固化温度至固化完全(或开始降温)的时间。固化时间因树脂基体的不同而变化,某种复合材料的固化时间通常由工艺摸索试验或固化模型的分析数据确定。最好在最短的时间内使制件固化完全,以降低成本,提高效率。

加压时机??preure applying opportunity 指复合材料成型过程中最适宜的加压时间。树脂基体在固化过程中的粘度会随温度而变化,加压过早,树脂流出过多,使制件的树脂含量变小;
过迟树脂粘度太大而使制件难以压实,同样影响制件质量,因此,过早或过迟加压都对制件的质量不利。适宜与否,主要视其树脂含量和/或空隙含量能否满足指标的要求。一般认为在树脂基体的凝胶阶段是施加压力的最佳时机。加压时机是压机模压成型、压力袋成型、热压罐成型等工艺的一个重要参数。

共固化??co-curing 指不同的复合材料制件在一次固化过程中同时完成自身固化和互相胶接固化的工艺方法。共固化技术可减少零件数量和装配程序,降低成本,提高生产效率,改善和提高结构的整体性能,是能充分体现复合材料的性能和工艺可设计性的一种先进成型技术。主要用热压罐配合弹性膨胀模和金属模块,形成对制件的侧向压力,成型后可脱模。常用在成型尺寸较大而零件又多的飞机、卫星、火箭和汽车等的部件。

预固化[复]??precuring 将复合材料坯件在规定温度和压力下预先固化到一定程度的过程。常采用真空袋成型的方法来完成。预固化得到的是半成品,与制件尺寸基本一致,在室温下能保持形态,主要用来进行复杂形状制件的共固化成型,如有工字梁型的加筋板。也可用于固化周期长的制件,制件固化到一定程度后脱模,然后集中在自由状态下固化,可降低成本,提高效率。

后固化[复]??post curing 指基本定型的复合材料及其制品,为了提高某种性能和固化度而进行的热处理工序。后固化的温度高于固化温度,通常在卸模后的自由状态下进行,固化时间视不同要求而定。后固化主要用于固化周期较长的制件的成型,可将数个制件集中后固化以降低成本。

固化残余应力[复]??curing residual stre 复合材料制件内部由于固化后的降温和吸湿等引起的应力。它主要是因树脂基体和纤维增强体的物理性能相互不匹配造成的,快速冷却或树脂的固化收缩也会产生残余应力。固化残余应力将,会对基体与纤维的界面结合力产生影响,使制件变形或出现裂纹,导致其性能降低。冷却过程中产生的应力可以通过在较高温度下后处理得到消除。层压板设计通常采用对称的铺层结构,使固化后的残余应力平衡以防止弯曲;
同样可以利用这一特点设计非对称铺层结构可得到有曲面的层压板。

固化压力[复]??curing preure 复合材料固化成型的一个工艺参数,即在固化成型过程中施加到制件上的静态压力。加压的作用是使制件压制密实,排除制件内部的空气、挥发物及多余的树脂,减少空隙率;
同时使制件紧贴模具以保证外形尺寸。固化压力是关系到制件质量的一个重要参数:压力太小,制件压不实,排不尽空气和挥发物,形成空隙;
压力太大则会压出过多树脂,导致树脂含量偏小,同样影响制件质量。

固化模型[复]??curing model 用数学分析的方法来研究复合材料固化反应过程和固化反应特性的方法。首先对固化反应机理做出物理和化学上的解释;
然后推导出初始模型的数学表达式(数学模型)。实际给出固化特性(如固化度)与固化工艺参数(温度、时间和压力)的相互关系。最后将数学模型转换成能用计算机进行演算的计算机模型,这样就可以将复合材料实际固化过程演变成计算机的数字分析过程。通常一个固化模型应包含有固化度、树脂流出量、空隙率和残余应力等固化反应特性。固化模型的有效性要通过实验验证,如用DSC验证固化度;
如模型的计算结果与实验数据相差太大,则要对模型进行修正,再用实验验证,直至两者相符为止。固化模型对选择合理的固化工艺参数很有帮助,可以省去大量的实验工作。

树脂流动模型[复]??resin flow model 树脂基复合材料固化模型的一种,在对固化过程中树脂流动机理进行分析的基础上,推导出来的能描述树脂流出量与固化温度、时间和压力之间关系的数学表达式。用它可以估算各种固化温度、时间和固化压力条件下的树脂流出量,为实际选择固化温度、时间和固化压力提供参考数据。

热化学模型[复]??thermo-chemical model 树脂基复合材料固化模型的一种,是在对固化反应的热化学机理进行分析的基础上,推导出来的能正确描述固化反应过程的动力学反应方程式,给出的是固化反应进程与温度和时间的互相关系。用它可进行固化进程与温度和时间的相互关系的数字运算。运算结果可作为选择实际固化工艺参数的参考依据。

空隙率模型[复]??void model 树脂基复合材料固化模型的一种,是在对固化过程中制件内部空隙的形成机理进行物理解释的基础上,推导出来的能描述空隙含量与固化温度和压力之间的关系的数字表达式。用它可以估算各种固化温度、固化压力条件下空隙形成的情况,为实际选择固化温度和固化压力提供参考数据。

残余应力模型[复]??residual stre model 树脂基复合材料固化模型的一种,是在对固化过程中残余应力的形成机理进行物理解释的基础上,推导出来的能描述残余应力与固化温度、时间和压力之间关系的数学表达式。可用该模型估算各种固化温度、时间、固化压力条件下残余应力的形成、大小和分布特征,为实际选择固化温度、时间和压力提供参考数据。

预浸料??prepreg 用于制造复合材料的浸渍树脂基体的纤维或织物经烘干或预聚的一种中间材料。预浸料品种规格很多,按纤维排布形式可分为单向预浸料、织物及纤维型预浸料;
按基体特性可分为热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料;
按树脂含量可分为吸胶型预浸料和零吸胶预浸料;
按制备方法可分为热熔法预浸料、溶液法预浸料和粉末法预浸料等。通常在预浸料表面覆盖一层隔离纸,以防止预浸料被污染和单向预浸料横向开裂,并为下料时剪裁划线提供方便。预浸料的技术指标主要有:厚度、树脂含量、挥发物含量、树脂流动性及使用期等。

热固性预浸料??thermosetting prepreg 用热固性树脂基体浸渍的纤维或织物经烘干或预聚的一种中间材料,主要分为单向预浸料和织物预浸料。其制备方法主要有两种:一种是湿法,先将热固性树脂用溶剂配成一定浓度的溶液,将纤维从中浸渍树脂,而后收卷于辊筒;
一种是干法,即将树脂制成糊状或薄膜,再与纤维均匀合成一体。热固性树脂预浸料的主要性能指标包括预浸料的树脂含量、树脂流动性、挥发物含量、预浸料凝胶时间和粘性。热固性预浸料通常需放置在-18℃下贮存。

热塑性预浸料??thermoplastic prepreg 用热塑性树脂基体浸渍的纤维或织物经烘干或预聚的一种中间材料,主要分为单向预浸料、织物预浸料及纤维型预浸料。热塑性预浸料虽然也可以采用湿法或干法制备,但工艺要比热固性预浸料复杂。因为热塑性树脂耐溶剂性好,热熔融温度高,所以通常采用热熔法、悬浮法及粉末静电吸附法制备。主要特性技术指标有预浸料树脂含量及分布、挥发物含量及单位面积纤维质量。

预浸丝束??preimpregnated tow 已浸渍树脂基体并经烘干处理的纤维束,可用于纤维缠绕成型制造工艺。众多预浸丝束单向紧密排列即为无纬布预浸料,是层压复合材料的中间产品。

预浸纱??preimpregnated yarn 已浸渍树脂基体的玻璃纤维无捻粗纱。多根预浸纱单向排列可得预浸无纬带,主要用于缠绕高压容器、火箭发动机壳体及电气化工业领域。

预浸单向带??prepreg tape 由单向带浸渍树脂后制成的一种带状预浸料。预浸单向带以由经向纤维为主,含有低于10%的纬向纤维;
主要用于缠绕成型和某些需要单向补强构件的层压成型。

预浸织物??preimprepregnated fabric 已浸渍树脂的纤维编织物,是制造层合复合材料构件的中间材料,也称为织物预浸料。预浸织物有良好的铺覆性,有利于复杂型面构件的成型和机械连接接头的挤压强度提高。

热熔法预浸料??melting prepared prepreg 将树脂基体加热成为流动状态,使纤维得到浸渍而制得的预浸料,也称为熔融法预浸料。可通过两种方法来完成浸渍:(1)用“十”字头挤出机将融化的树脂挤到纤维所经过的模具中,从而得到纤维型预浸料;
(2)将纤维(或织物)通过流动状态的树脂槽,再绕到排布机上(或收卷装置上)冷却,直接得到预浸料。该方法无论对无定形还是结晶性热塑性树脂都适用,也适用于某些热固性树脂基体。热熔法制造预浸料无溶剂、无污染,利于生产低空隙率的复合材料;
但是需要特定的设备,并需要高温。

溶液法预浸料??solution prepared prepreg 预先将树脂基体用合适的溶剂配成一定比例的胶液,纤维(或织物)从胶液中通过以浸上树脂,而后收卷成筒而得,也称为湿法预浸料。本法既适用于热固性树脂基体,也适用于热塑性树脂基体,关键在于选择能溶解树脂基体的合适溶剂。溶液法制备预浸料操作简便,但纤维浸渍树脂的量与溶液浓度、纤维在溶液中停留时间、纤维所受张力、溶液的浸润能力及纤维是否加捻等因素有关,因此预浸料含胶量难以精确控制。

粉末法预浸料??powder prepared prepreg 将细微的树脂基体粉末均匀分散在纤维(或织物)上,而后加热使粉末树脂熔化并浸渍在纤维或树脂上,冷却后得到粉末预浸料。本法主要用于制备热塑性树脂预浸料。粉末法又可分为静电法和悬浮法。静电法是在连续纤维表面沉积已带电的树脂基体粉末,用辐射加热等方法使其永久粘附在纤维上,此法不会引起纤维树脂界面应力,也不会因树脂基体在高温下持续时间过长而导致性能退化。悬浮法又可分为水相悬浮和气相悬浮两种,前者是在水中悬浮的树脂基体颗粒粘附到连续运动着的纤维上,后者是极细的树脂基体粉末在流动床悬浮,粘附在连续纤维上后套上护管,使粉末不再脱离纤维表面。粉末悬浮法也适用于热固性树脂预浸料的制备。

热塑性树脂纤维型预浸料??thermoplastic fiber type prepreg 可分为两种形式,一种包覆式,即通过特定的机械设备,用热塑性树脂基体将连续纤维束包覆起来,类似导线,用这种预浸料再经缠绕或排置,可制作缠绕型件和模压件;
另一种是纤维混杂式,是将热塑性树脂基体首先制成基体纤维,而后将基体纤维与增强纤维一起编织或同时在排布机上排置,得到基体纤维与增强纤维混杂的预浸料,可用于成型各种层压复合材料制件。

离型纸??release paper 又称为隔离纸,由涂有防粘物质的纸制成,可防止预浸料粘连,又能保护预浸料不受污染。湿法生产预浸料时,在预浸料上下均放置离型纸,并随预浸料的收卷存附其中。离型纸可为预浸料表面划线提供方便,还可以防止单向预浸料的横向开裂;
离型纸应能粘住预浸料但又能使两者易于分离;
离型纸的长宽应不随环境温湿度变化而变化;
应具有足够致密性,能防止水分渗入预浸料中;
受牵引后伸长率应与纤维保持一致,以防止变形或扭曲。

脱模剂??mold release agent 为使复合材料制件易与模具分离而涂于模具表面或加入树脂基体中的物质。理想的脱模剂应该使用简便,安全,脱模效果好,易于清除且不会给制品带来不良影响,价格便宜等。脱模剂一般有内脱模剂和外脱模剂之分。内脱模剂直接加入树脂配方中;
外脱模剂涂覆或铺放于模具表面,外脱模剂可分为溶液态(如聚乙烯醇溶液、聚苯乙烯溶液等)、糊膏状(如硅酯、油膏、石蜡等)和薄膜状(如玻璃纸、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜等)。对于模具涂抹脱模剂前应先进行清洗。

预浸料铺叠??prepreg laying-up 把预浸料层片逐层贴合成复合材料制件毛坯的一道制造工序。即按设定的次序和方向依次铺叠裁剪好的预浸料片,每铺一层可用橡皮辊等工具压实,排除空气使层与层之间密接。预浸料在对接缝处的铺叠,要尽量做到搭接而不起垄,各层间搭接相互错开。制件拐角处的铺层,要注意平展压实。手工铺叠劳动强度很大,并高度依赖于操作者的技术;
随着先进复合材料应用技术的发展,自动化与集成化的铺叠技术和设备也发展起来,使层合板的预浸料铺叠工序机械化。

预浸料下料??prepreg cutting 根据复合材料零件的尺寸和外形要求,将预浸料剪裁切割成所需各个铺层的坯料片的工序。通常预浸料用离型纸隔离成卷存放,下料即是将其切割成所要求形状的坯料片。预浸料下料有手工剪裁法和机械剪裁法。机械剪裁法可采用激光、往复刀片、超声和高压水射流等方法。超声切割有效率高、无污染、低成本的特点;
激光法切割速度快,高压水射流切割效率也很高,但是由于飞溅的水对预浸料是否有影响尚无定论,故此法未能推广。

预浸料贮存期??shelf life of prepreg 在规定环境条件下,预浸料仍能满足有关制件质量要求而不失效所能存放的最长时间。预浸料的贮存期对复合材料制件的工艺性及质量有重要影响。预浸料在贮存过程中将发生低分子的挥发、化学和物理的变化,影响预浸料的粘性、流动度和铺覆性等工艺性能。如果预浸料存取的时间过长或存取条件不当,铺制的复合材料制件弯曲部分可能发生回跳现象,严重者可能有纤维损伤、树脂开裂现象发生。预浸料都要根据树脂的组分结构性质确定在规定环境条件下的贮存时间。

预浸料使用期??operating life of prepreg 在正常施工条件下,预浸料仍能满足工艺性能要求以及保证复合材料制件质量的最长操作时间。预浸料在低温(一般为-18℃)下贮存时,组分间化学变化缓慢,当放置到净化间操作时,预浸料化学反应较快。将预浸料由低温贮存条件下取出,放置在净化间进行预浸料下料、铺叠、封装等操作时间内仍须保持预浸料所应有的粘性,满足工艺性的要求,特别是对大型复杂厚壁制件,操作可能会持续很长时间,更要求预浸料有较长使用期。

预浸料树脂流动度??resin flow of prepreg 在指定温度和压力条件下,预浸料产生树脂流动大小的量度。通常用正交铺层的预浸料在一定温度和压力下放置一定时间后的树脂挤出百分数来表征。树脂流动性过大将造成工艺不便,产生严重流胶,造成复合材料贫胶,还可能引起纤维排列不整齐;
流动性过小则会产生纤维层与层之间粘结不良、树脂分布不均等缺陷。树脂流动性适当将降低空隙率,使树脂分布均匀,提高复合材料质量。预浸料树脂流动度还可以用来检验预浸料的贮存期与使用期。

预浸料单位面积纤维质量??fiber specific weight of prepreg 单位面积预浸料所含纤维的质量,是预浸料的一个性能参数,常以g/m2表示。它决定了不同纤维体积含量制件的厚度,是结构设计和工艺质量控制的依据之一。预浸料单位面积纤维质量不同导致层压板厚度和纤维体积含量不同。通常要求该项指标有较高的精度和严格的容差范围。

预浸料粘性??viscosity of prepreg 预浸料表面的粘着性能,即预浸料叠层后彼此剥离的难易程度,为铺叠性及铺层间粘合性的表征。粘性差的预浸料铺叠性差,层间粘合力低。预浸料的粘性取决于树脂的特性、树脂含量、挥发分含量、贮存过程中的固化程度及环境温度等。预浸料粘性的标准试验方法:先将金属试样模板洗净、烘干、冷却,切取5片以上的75mm×25mm预浸料试样。将第一片试样粘贴在金属模板上,用橡皮辊辊压;
接着将第二片预浸料试样粘贴到第一片试样上;
然后将试样竖直放在试验台上,试验环境温度控制在20-25℃,相对湿度控制在30-70%。30分钟无开裂或脱落时为合格。

预浸料凝胶时间??gel time of prepreg 预浸料的重要工艺指标之一,将一定尺寸的试样置于已预热到规定温度的两金属片或玻璃片中,通过金属片或玻璃片对试样加压,用探针观察流到金属片或玻璃片边缘的树脂状态变化,从试验开始到树脂不能再拉丝的时间,即为预浸料凝胶时间。由于增强纤维的存在,它不同于树脂凝胶时间。预浸料凝胶时间可以从一个侧面反映预浸料粘度和预固化程度,因此是制定复合材料成型工艺的一个重要指标。

预浸料挥发分含量??volatile content of prepreg 预浸料的重要技术参数之一,指预浸料中易挥发物质(如水、溶剂、低分子化合物等)的质量占预浸料总质量的百分比。预浸料挥发分含量不能太高,尤其在高温成型时,挥发物含量过高,往往容易产生气泡,从而严重影响产品的机械性能。另外挥发物过多残留在最终产品中,对电性能也有显著影响。挥发物含量也不能太低,否则不利于铺叠工艺,而且需要较长干燥时间,会延长生产周期。

预浸料树脂含量??resin content of prepreg 预浸料的重要技术参数之一,指预浸料中树脂基体占预浸料的质量百分比,是作为选择工艺参数和决定吸胶材料用量的依据。测定预浸料树脂含量的方法有溶剂洗涤法、单位面积纤维重量计算法、空气灼烧法及强酸氧化法等,普遍采用的是溶剂洗涤法。

隔离膜??release film 防止预浸料毛坯成型固化时粘于其他材料上的物质,一般为含卤元素的树脂薄膜,如聚四氟乙烯玻璃布、能在成型温度下使用的防粘塑料膜等。隔离薄膜分有孔和无孔两种,无孔隔离膜置于模压板与吸胶材料之间,其作用是防止吸胶材料中的树脂粘于模压板上;
有孔隔离膜置于复合材料毛坯表面与吸胶材料之间,其作用是让气体通过而限制一定量的树脂通过,并且防止毛坯和吸胶材料粘接。

工装材料[复]??tooling materials 复合材料制件固化成型过程中所需的工艺装备材料。包括在固化成型过程中作为外形依据的模具材料和为保证制件质量与工艺顺利进行所必须的工艺辅助材料。制造复合材料制件的模具材料有木材、塑料、复合材料、橡胶、石膏、石蜡、水泥、低熔点金属等。工艺辅助材料有脱模剂、真空袋薄膜、透气材料、隔离薄膜、吸胶材料、表面层材料、高温压敏胶带、真空密封胶条、剥离纸、离型纸等。

热膨胀软模材料??thermal expanding moulding materials 热膨胀模成型中由于加热引起膨胀而提供压力的一种模具材料。热膨胀模成型模具主要由钢性外模(常为金属)和弹性芯模(即为热膨胀软模材料)构成。热膨胀软模材料受热膨胀,受外模的限制而对产生构件毛坯的压力。热膨胀模成型特别适合于结构复杂的复合材料构件的整体成型。软模材料应能浇注成各种复杂形状,热稳定性好,可重复使用,尺寸稳定,不与所用树脂作用,热膨胀系数范围较宽,体积模量和导热率高。硅橡胶是一种较好的弹性热膨胀软模材料。

树脂基体浇注料??resin matrix casting body 指未加增强材料的树脂基体固化物,通常作测试树脂基体性能的试件,用来测试树脂基体的物理、力学性能。树脂基复合材料的性能与树脂基体性能密切相关,如耐热性、耐湿热性能、耐化学性能等;
通过测试树脂基体的这些性能,就可了解复合材料的相关性能。试样分两种方法制作,一是按试样要求形状制造模具,然后进行浇注,二是将树脂基体先浇注成平板,再切割成试样进行测试。

均压板??caul plate 表面平滑金属板,与复合材料制件毛坯铺叠层具有相同尺寸和形状,固化前置于层压板上,以便在固化过程中使温度、压力均匀传递,并使固化后的层压板表面光滑。用热压罐法制造复合材料层压板制件时,在真空封装系统中,毛坯的上下置有多种层状工艺辅助材料。当抽真空与加压时,压力将通过均压板把各层材料压紧于毛坯零件上,并将压力传递给毛坯,使其压实,排出气泡、低分子及多余树脂,制造出符合要求的平滑表面制件。

复合材料英语

复合材料专业术语

高性能的长纤维增强热塑性复合材料:(LF(R)T)Long Fiber Reinforced Thermoplastics 玻璃纤维毡增强热塑性复合材料:(GMT)Gla Mat Reinforced Thermoplastics 短玻纤热塑性颗粒材料:(LFT-G)Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules 长纤维增强热塑性复合材料:(LFT-D)Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct 玻纤:Gla Fiber

玄武岩纤维:Basalt Fibre (BF) 碳纤维:CFRP

芳纶纤维:AFRP ( Aramid Fiber) 添加剂:Additive

树脂传递模塑成型:(RTM)Resin Transfer Molding 热压罐:autoclave

热压罐成型:autoclave moulding

热塑性复合材料缠绕成型:filament winding of thermoplastic composite 热塑性复合材料滚压成型:roll forming of thermoplastic composite 热塑性复合材料拉挤成型:pultrusion of thermoplastic composite 热塑性复合材料热压罐/真空成型:thermoforming of thermoplastic composite 热塑性复合材料液压成型:hydroforming of thermoplastic composite 热塑性复合材料隔膜成型:diaphragm forming of thermoplastic composite 离心浇注成型:centrifugal casting moulding

泡沫贮树脂成型:foam reserve resin moulding 环氧树脂基复合材料:epoxy resin matrix composite 聚氨酯树脂基复合材料:polyurethane resin matrix composite 热塑性树脂基复合材料:thermoplastic resin matrix composite 玻璃纤维增强树脂基复合材料:gla fiber reinforced resin matrix composite 碳纤维增强树脂基复合材料:carbon fiber reinforced resin matrix composite 芳纶增强树脂基复合材料:aramid fiber reinforced resin matrix composite 混杂纤维增强树脂基复合材料:hybrid fiber reinforced resin matrix composite 树脂基复合材料层压板:resin matrix composite laminate 树脂基纤维层压板:resin matrix fiber laminate

树脂基纸层压板:resin matrix paper laminate 树脂基布层压板:resin matrix cloth laminate

树脂基木质层压板:resin matrix wood laminate 纤维增强金属层压板:fiber reinforced metallaminate 吸胶材料:bleeding materials;
bleeder

脱模布:release cloth 喷射成型:spray-up moulding

纤维缠绕成型:filament winding 压机模压成型:pre moulding

拉挤成型:pultrusion proce 预压时间:dwelling time

预吸胶:debulking

固化:curing 加压时机:preure applying opportunity

固化周期:curing cycle 固化温度:curing temperature

脱模剂:mold release agent

一、玻璃纤维:GFRP 空心纤维:hollow fiber

非织造物:nonwovens, nonwoven fabric 毡:mat

连续原丝毡:continuous strand mat, continuous filament mat 短切原丝毡:chopped strand mat 干切原丝:dry chopped strands 湿切原丝:wet chopped strands

复合毡:combination mat

薄毡:veil,tiue

织物:fabric 机织物:woven fabric

电子布:electronic fabric, PCB cloth 无捻粗纱布/方格布:roving cloth, woven rovings 机织带:woven tape 编织物:braided fabric

单向布:unidirectional fabric, UD 网布:mesh fabric, scrim

非织造网布:nonwoven scrim, laid scrim

陶瓷加工:ceramic proceing

表格:tabulation

氧化铝陶瓷管:alumina tube 有机物:organics

化学品安全说明书:material safety data sheets (MSDS) 天然橡胶:nature rubber

碳黑:carbon black

颗粒:particle 中大颗粒增强复合材料:large-particle reinforced composites 弥散强化复合材料:dispersion-strengthened composites 原子或分子水平:atomic or molecular level

增强机理:mechanism of reinforcement

直径:diameter 晶须:whiskers

单晶:single crystals

硼:boron 多晶或非晶体材料:polycrystalline or amorphous material 片状结构:laminar composites

夹层结构:sandwich panels 低密度:le-dense

硬度:stiffne

强度:strength 延展性:ductility 冲击强度:impact resistance

断裂韧性:fracture toughne 拉伸:tension

压缩:compreion

脆性材料:brittle material 延性材料:ductile material

弹性材料:elastic material 拉伸试验:tensile test

树脂:resin

增强体:reinforcement 耐磨性:abrasion resistance

陶瓷加工:ceramic proceing

表格:tabulation

氧化铝陶瓷管:alumina tube 有机物:organics

化学品安全说明书:material safety data sheets (MSDS) 天然橡胶:nature rubber

碳黑:carbon black

颗粒:particle 中大颗粒增强复合材料:large-particle reinforced composites 弥散强化复合材料:dispersion-strengthened composites 原子或分子水平:atomic or molecular level

增强机理:mechanism of reinforcement

直径:diameter 晶须:whiskers

单晶:single crystals

硼:boron 多晶或非晶体材料:polycrystalline or amorphous material 片状结构:laminar composites

夹层结构:sandwich panels 低密度:le-dense

硬度:stiffne

强度:strength 延展性:ductility 冲击强度:impact resistance

断裂韧性:fracture toughne 拉伸:tension

压缩:compreion

脆性材料:brittle material 延性材料:ductile material

弹性材料:elastic material 拉伸试验:tensile test

树脂:resin

增强体:reinforcement 耐磨性:abrasion resistance

Acetyl||乙酰

Acid-proof paint||耐酸涂料, 耐酸油漆 Acrylic fiber||丙烯酸纤维 Acrylic resin||丙烯酸树脂 Active filler||活性填料 Adapter aembly||接头组件 Addition polyimide||加成型聚酰亚胺 Addition polymer||加聚物 Adjusting valve||调整阀,调节阀 Adhersion aembly||粘合装配

Adhersion bond||胶结

Adjustable-bed pre||工作台可调式压力机 Adjuster shim||调整垫片

Adjusting accuracy||调整精度,调校精度 Admiible error||容许误差 Admiible load||容许载荷 Adsorbed layer||吸附层

Advanced composite material||先进复合材料,高级复合材料

Advanced development vehicle||试制车,预研样车 AE(Automobile Engineering)||汽车工程技术 Aeolotropic material||各向异性材料 Aerated plastics||泡沫塑料, 多孔塑料 Aerodynamic body||流线型车身 Aft cro member||底盘/车架后横梁 Air bleeder||排气孔 Air clamp||气动夹具

Air deflector||导流板;
导风板,气流偏转板 Air intake manifold||进气歧管 Air servo||伺服气泵 Air-tight joint||气密接头 All-plastic molded||全塑模注的 All polyster seat||全聚酯座椅 Alligatoring||龟裂,涂膜皱皮,表面裂痕 Amino resin||氨基树脂 Angular test||挠曲试验

Anti-chipping primer||抗破裂底漆(底层涂料) Apron||防护挡板

Aramid fibre composites||芳胺纤维复合材料 Aembly drawing||装配图 Aembly jig||装配夹具 Aembly part||装配件,组合件 Autoclave forming||热压罐成型 Autocorrection||自动校正

Automatic compensation||自动补偿 Automatic feed||自动进料

Automobile instrument||汽车仪表板

Automotive transmiion||汽车传动装置,汽车变速器

Auxiliary fasia console||副仪表板 Axial strain||轴向应变 Axle bushing||轴衬

Axle fairing||底盘车桥整流罩

A Stage||A 阶段(某些热固性树脂聚合作用的初期阶段) AAC(Auxiliary Air Control)||辅助空气控制 ABC(Active Body Control)||主动式车身控制装置 Abherent||阻粘剂

Ability meter||测力计,性能测试仪 ABL (Ablative)||烧蚀剂 Ablation||烧蚀

Ablative composite material||烧蚀复合材料 Ablative insulative material||烧蚀绝热材料 Ablative polymer||烧蚀聚合物 Ablative prepreg||烧蚀性预浸料

Ablative resistance||耐烧蚀性

ABR(Acrylate Butadience Rubber)||丙烯酸丁二烯橡胶

Abradant material||研磨材料,磨料 Abrade||研磨;
用喷砂清理 Abrasion||磨耗

Abrasion coefficient||磨耗系数 Abrasion lo||磨耗量,磨损量 Abrasion performance||磨耗性 Abrasion-proof material||耐磨材料 Abrasion resistant paint||耐磨涂料 Abrasion test||磨损试验

Abrasive blast system||喷砂清理系统 Abrasive cloth||砂布

Abrasive disc||砂轮盘,砂轮片 Abrasive finishing||抛光 Abrasive paper||砂纸 Abrasive resistance||耐磨性

ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)resin||ABS树脂,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(热塑性)树脂

ABSM(American Bureau of Standard Materials)||美国标准材料局

Absolute dynamic modulus||绝对动态模量 Absolute error||绝对误差

Absorbent material||吸收性材料,吸收性物质,吸声材料,吸收剂

Absorber||减振器,阻尼器,缓冲器

ACA(Automotive composite Alliance)||汽车复合材料协会

ACC(Automatic Clutch Control)||自动离合器操纵控制

Accelerant||促进剂,加速剂

Accelerated aging test||加速老化试验,人工老化试验 Accelerator pedal shaft||加速踏板轴 Accelerator pump nozzle||加速泵喷嘴 Acceptable life||有效使用寿命

Acceptance test specification||验收测试规范 Acce panel||罩板,盖板 Acceory||配件,附属品 Acceory equipment||辅助设备 Acceory kit||附件包,成套附件 Accumulator can||储电池外壳

Accumulator package||蓄压器组件,蓄压器单元 Accuracy in calibration||校准精度 Accuracy of finish||最终加工精度 Accuracy of manufacture||制造精度 Accuracy of positioning||定位精度

Accuracy of repetition||重现精度,复制精度 Acetal matrix composites||缩醛树脂基复合材料 Acetal plastic||缩醛塑料,聚甲醛塑料 Acetal resin||缩醛树脂 Acetamide||乙酰胺

Acetate fiber||醋酸纤维,乙酸纤维 Acetone||丙酮

Back corner panel||后围角板 Back panel||后围板 Back side panel||后侧板 Back wall pillar||后围立柱 Backer||衬料

Baffler||挡板,阻尼器;
导流叶片 Bag Molding||气囊施压成型(袋模法) Baggage holder||行李架 Barrier coat||阻挡层;
防渗涂层 Batch mixing||分批混合,批混 Batching unit||分批加料装置 Bearing aembly||轴承组合件 Biaxial winding||双角缠绕, 双轴缠绕 Binder fiber||粘合纤维 Bipolymer||二元共聚物

Bismaleimide composites||双马来酰亚胺复合材料 Blank placement||坯料的放置 Blanket||玻璃纤维毡;
坯料

Blanking pre||冲压机, 冲割压力机 Blending resin||掺合树脂

BMC(Bulk Moulding compound)||团状膜塑料 BMI (Bismaleimide)||双马来酰亚胺 Body back panel||车身后板 Body back wall||车身驾驶室后围 Body bracket||车身支架

Body control module||车身控制模块 Body frame (Body skeleton)||车身骨架 Body front panel||车身驾驶室前围板

Body monocoque||单壳体车身,单壳式结构车身 Body outer panel||驾驶室覆盖件;
驾驶室覆盖件 Body structural member||车身结构件 Body trim||车身装饰件

Bonded riveted structure||胶铆结构 Bonnet||发动机罩

Brake||制动器

Brake arrangement||制动装置 Brinell hardne test||布氏硬度试验 Brittle coating||脆性涂层 Bulk coat||整体涂层

Bulk heat treatment||整体热处理

Bulk moulding compound||(增强塑料)预制整体模塑料

Bumper bracket(holder)||保险杠托架 Bus brake system||客车制动系 Butt flange||对接法兰 Butt joint||对接接头;
对接 Butterfly valve||节流阀,节气门 BWI (Body In White)||白车身 Cab deflector shield||驾驶室导流板 Cab fairing||驾驶室整流罩 Cab floor||驾驶室地板 Cab mounting||驾驶室悬置

CAD(computer Aided Design)||计算机辅助设计 CAE (computer Aided Engineering)||计算机辅助工程设计

Calibration tolerance||校准公差 Calibrating instrument||校准仪表

Camouflage paint||覆面漆, 盖面涂料, 伪假漆 Cantilever beam impact test||悬臂梁冲击试验 Carbon-felt reinforced carbon composites||碳毡增强碳复合材料

Carbon fiber clutch||碳纤维离合器 Carbon filament cloth||碳丝织物

Case extension||外壳的伸出部分,延伸外壳 Casing gasket||外壳密封垫 Catalyst manifold||固化剂总成 Catalyst pump||固化剂泵 Catalyst ratio||固化剂比率 Cavity||模槽,型腔;
凹模 Cavity block||阴模 Cavity depth||模槽深度

Cellular board||蜂窝状板,多孔板 Cellular plastics||泡沫塑料,多孔塑料 Centre bo||轮毂

Centre pin||销轴,枢轴,主销

Centrifugal casting moulding||离心浇铸成型 Centrosymmetry||中心对称层板

Ceramic matrix composites||陶瓷基复合材料 Charge||填充气体,填充料 Chasis||底盘;
机壳,车架

Chlorinated polyethlene||聚氯乙烯 Chopped fiber||短切纤维

Chopped random mat||短切无序毡 Chopped strand||短切原丝

CIRTM(Co-Injection RTM)||共注射RTM Clamping fixture||夹具,夹紧装置 Clamping force||夹持力,合模力 Cla A surface||A级表面

Clear coat||透明涂层,透明罩漆,清漆层 Clear coat finish||清漆涂层 Clicker die||冲模

Climb milling||同向铣削, 顺铣 Clipping pre||切边压力机 Closure preing speed||合模速度 CMM(Closed Mould Moulding)||闭合模塑 CMT(compreion Molding||挤压成型工艺

CNC(computerized Numerical Control)||电脑数值控制

Coarse grinding||粗磨,用砂轮初加工 Coating defect||涂层缺陷

Collision test||碰撞试验,撞车试验 combination property||综合性能 Concept design||概念设计 Convection modulus||对流模量 Convergence test||收敛试验 Cooling fixture||冷却夹具 Cooling tower||冷却塔 Crazing||龟裂,细裂纹 Cresol resin||甲酚树脂 Cutting felt||毡的剪切

Cutting-off bushing||环形下料模; 下料环 Damped structure||阻尼缓冲结构 Damper bracket||件振器支架 Dashboard illumination||仪表板照明 Dash trimming||前围板衬板 Deburring||去毛刺,倒角,除飞边 Deepdrawing forming||深拉成型 Deflection test||挠曲试验 Dent resistance||耐冲击性 Design freedom||设计自由度 Detail drawing||祥图,零件图 Die aembly||压模装置

Die casting||压模铸件,压模铸法 Dimethyl fomamide||二甲基甲酰胺 Dimethyl ketone||二甲基甲酮; 丙酮 Dip pretreatment||浸渍预处理 Die prime coat||浸渍打底漆 Dimensional stability||尺寸稳定性 Dip coating||浸涂 Dip forming||浸渍成型

Durability testing||耐久性试验,寿命试验 Dwell||保压,暂停加压;
滞留时间 Dynamometer||测力计

Edge effect||边缘效应,边界效应 Edge feed||边缘进料 Edge gate||侧浇口 Ejection force||脱模力 Ejector||起模杆

Ejector guide pillar||推板导套 Ejector housing||支架 Elasticizer||增塑剂

Elastomeric composites||高弹体复合材料 Elongation at break||断裂延伸率 Energy absorbing foam||吸能泡沫塑料 Epoxy resin||环氧树脂 Ether ketone||酮醚 Explosion proof||防爆

Exterior body panelling||车身外板部蒙皮 Exterior trim||外饰,外饰件 Fabric composites||织物复合材料 Fabric impregnation||织物浸渍 Fabric preform||织物预成型 Fabric prereg||织物预浸料 Fabrication parameter||制造参数 Fabrication procedure||制造工序 Fabricating machinery||加工设备 Face plate coupling||法兰式连接 Factory primer||工厂底漆,工厂防锈漆 Fairing||整流罩,整流装置 Fairing panel||前裙板 Fascia bracket||仪表板支架 Fascia mask||仪表板罩板

Fastening clamp||夹紧装置,紧固夹子 Fatigue tension test||拉伸疲劳性试验

FCM(Fibrous composite material)||纤维复合材料FEA(Finite Element Anlysis)||有限元分析

Feed system||供料系统 Feeding pump||供给泵 Feeding speed||进给速度 Female groove||凹模 Female mould(tooling)||阴模 Fender||翼子板;
护板 Fender apron||挡泥板

Fender inner panel||翼子板内衬护板

Fiber composite laminate||纤维复合材料层板 Fiber mat layer||纤维毡层

Finisher(Finishing component)||装饰件 Flange||法兰, 凸缘

Flange fitting||法兰式管接头 Flash||毛边

Flash mold||毛边模具

Front sheet metal||车前板制件 Fuselage fairing||机身整流装置 Gage kit||仪表组,仪表套件 Gas cavity||气泡,砂眼 Gauge panel||仪表板

Gear aembly||齿轮传动装置, 减速器 Gearbox cover||变速器壳盖 Gear bracket support||齿轮托支架 Gel coat||胶衣,凝胶涂层 Gel coat drum||胶衣圆桶

Gel coat flow monitor||胶衣流量监控器 Gel time||凝胶时间

Gla fiber winding machine||玻璃纤维缠绕机 Gla wool||玻璃棉 Gla yarn||玻璃丝 Guiding device||导向装置 Gunk||预混料 Guet||角撑件

Gutter channel||流水槽

Hand lay-up ||手工铺叠,手工铺贴 Hardne testing machine||硬度测试仪 Hauling truck||拖车

Header board outside panel||前板外板 Headrest||靠枕

Heat barrier material||隔热材料 Heat forming||热成型

High molecular material||高分子材料 High preure bag molding||高压袋成型工艺 High preure injection moulding||高压注射成型,

高压注射模塑

High-strength structural adhesives||高强度结构粘合剂 此资源来自:

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Immersion test||浸渍试验,浸泡试验 Immovable support||固定刀架 Impact analysis||碰撞试验撞击分析 Impact bending||冲击挠曲 Impact specimen||冲击试样 Impegnate||浸渍

Impelling strength||冲击韧性 Injection head||注射头

Injection-moulded composites||注射模塑复合材料 Injection moulded part||注塑制件 Injection nozzle||注射喷口,压注喷口 Intermittent entry||间歇供给,不连续供给 Intermittent failure||间接性故障 Izod test||悬臂冲击试验 Jack||千斤顶,起重器;
传动装置 Jack engine||辅助发动机 Jackbit insert||切刀,刀具,刃口 Jacket||护套,套管,保护罩,蒙皮 Jar-proof||防震的 Jaw||钳口;
定位销 Jell||胶凝,凝固,固结 Jet milling||喷射研磨 Jig||夹具,定位模具 Jig-adjusted||粗调的 Job program||工作程序 Joining nipple||接合螺管 Joining on butt||对头接合 Joint face of a pattern||分模面 Joint gate||分型面内浇口 Joint packing||填充垫圈,接合填密 Joint sealing material||填缝料 Joint-shaped support||铰接支架 Joint strenght||连接强度

Jump welded tube||对缝焊管,焊接管 Junction bolt||接合螺栓 Junction point||接点

Keeping life||保存期,产品有效期 Kenel||型芯

Ketene||乙烯酮, 烯酮 Ketene dimethyl||二甲酮

Ketimide||酰基酮亚胺 Ketimine||酮亚胺 Ketoamine||酮胺,氨基酮 Ketol||乙酮醇 Ketone||甲酮

Keying strength||咬合强度 Knife holder||刀具,刀架 Knockout||脱模 Knockout pin||脱模销 Knockout plate||脱模板 Knoop scale||努氏硬度标度 Knuckle joint||铰链连接 Koplon||高湿模量粘胶纤维 Koroseal||氯乙烯树脂 Lacquer||挥发性漆;
涂漆

Lacquer finish||喷漆,上漆,罩光 Lacquer formation||漆膜形成,成漆 Lacquer putty||腻子,整面用油灰 Lacquering ||上清漆

Laminate construction thickne||结构层厚度 Laminated panel||薄层状板

Laminated plastics||层压塑料制品, 塑料层板 Laminated thermosetting plastics||层压热固塑料Latex paints ||清漆

Lay-up||(塑料,夹板的)铺叠成型 Light-alloy body part||轻合金车身零件 Lining ||衬里,衬垫

Loaded haul cycle||载货行程 Location bearing||定位轴承 Location guide||固定导杆,定位导杆 Location hole||定位孔

Location tolerance||位置公差, 安装公差 Locatin pin||定位销

Lock bolt||锁紧螺钉

Low preure injection moulding||低压模塑成型 Low shrink resin||低收缩树脂 Luggage rack||行李架

Machining accuracy||加工精度 Machining center||加工中心

Main shaft gear bushing||主轴齿轮衬套 Mandrel ||卷芯,模芯;
芯轴 Manifold hood||歧管外罩 Manual Lay-Up||人工手糊 Manual spray-up||手工喷射 Manual truck||手推车

Manufacturing drawing||制造图纸 Matched molds||合模 Matrix ||基体,基质

Mechanical properties||机械性能 Metal bonding||金属粘结

Metal-working machine||金属加工机床 Methanol||甲醇

Mismachining tolerance||加工误差 Modular||组装式的

Mofulus of elasticity||弹性模量 Mould operation||模具操作 Moulded plastics||模压塑料 Moulding||嵌条;
成型;
装饰件 Mount support||装配支架 Multi-axial stre||多轴向应力 Multi-tool machining||多刀切削加工 ||

Needled mat||针刺毡,针织毡 Non-ductile fracture||无塑性破坏 Nontwisting fiber||不加捻纤维

Notched izod test||带缺口悬臂梁式冲击试验 Nozzle||管嘴,喷嘴

Numerically controlled engine lathe||数控普通车床Nylon resin||尼龙树脂

OEM (Original Equipment Manufacturer) ||原始设备生产商

Offset cab||侧置驾驶室 On-site forming||现场发泡 On-site winding||现场缠绕成型 Open molding||敞开式模塑法 Opening mould||开模 Optimized design||优化设计

Orifice||注孔

Orthophenyl tolyl ketone||邻苯基甲苯基酮 Orthophthalic resin ortho||邻苯二甲酸树脂 Osmotic preure||渗透压力 Outboard wing||外翼 Outer panel skin||蒙皮

Oven heating||烘箱加热,加热固化 Over-engineering||过份设计的 Over flow||溢流 Over-spray||过喷

Overhead traveling crane||高空移动行车 Overhead-valve engine||顶置气门发动机 Overhung trailer||外伸式拖车 Oxide paint||氧化物涂料 Package power||动力装置总成

Packed ||紧密的,密实的;
有密封的,有填料的 Packing||衬垫;
填料,密封填料;
包装 PAD(Paint As Required)||按需涂漆 Paint base coat||上底漆 Paint blemish||涂漆缺陷

Paint blower||喷漆用压力机,喷漆枪 Paint brush||涂漆刷 Paint dilution||油漆稀释 PE(Polyethlene)||聚乙烯 Pedestal mounted||落地安装的 Phenolic plastic||酚醛塑料 Phenyl ketone||苯基甲酮 Pit mounted||嵌入式安装 Pivotal arm||枢轴

Platic structural component||塑料结构零部件 Plastic upholstery||(座椅)塑料蒙面 Play compensation||间隙补偿

PLC(Programmable Logical Controller) ||可编程序逻辑控制器

Polycarbonate plastics||聚碳酸脂塑料 Polyester resin||聚脂树脂 Polyimide||聚酰亚胺

Polymer||聚合物,高分子,多聚体 Polyurethane foam||聚氨酯泡沫塑料 Polyvinyl||聚乙烯的, 聚乙烯 Polyvinyl fluoride||聚氟乙烯

Prefabricated parts||成品零部件,制造好的零部件 Propylene resin||丙烯类树脂 Protecting lacquer||防护漆

PSF(Polystyrene Foam)||聚苯乙烯泡沫塑料 PTFE(Polytetrafluoroethylene)||聚四氟乙烯 Pultrusion||拉挤成型

Putty knife||油灰(腻子)刮铲 QC(Quality Control)||质量控制

QCS(Quality Control Standard)||质量管理控制标准 QR(Quality Requirements)||质量规格(要求) Quality certification||质量认证

Quantity production||大量(成批)生产,大规模生产 Quantity production||大量(成批)生产,大规模生产 Quarter panel brace||后侧围板支撑件

Quarter panel lower extension||后侧围板下延伸部 Quarter trim cap||后侧围装饰板盖

Quarte wheel house||后侧围轮滚罩,后侧围车轮室 Quasi-isotropic laminate||准各向同性层板 Quench||淬火

Rack truck||架子车, 移动架 Radial dispersion||径向位移 Radial loading||径向力(载荷) Radial pump||径向离心泵

Radiation protective paint||防辐射涂料 Radiator||散热器 Rag||毛刺

RARTM(Rubber-aisted RTM)||橡胶辅助RTM(用橡胶取代芯材的热膨胀RTM)

Reactive resin||活性树脂, 反应型树脂 Rear skirt rail||后围裙边梁

Reciprocating engine||活塞式发动机, 往复式发动机 Reinforcement||车身加强件,增强材料;
构架 Repeat accuracy||重复精确度 Repeatability||设备重复定位精度 Resin formulation||树脂配方 Retaining nest||定位槽 Return trip||回程,返回行程 Rib||筋,加强筋

RIFT(Resin Infusion Under Flexible Tooling)||挠性上模具树脂浸渍工艺

RIM(Reaction Injection Molding)||反应注射模塑 Safety hood||安全罩 Sample testing||样品试验 Sand wet||(车身/涂装)湿砂打磨 Sandwich body||夹层结构车身 Sandwich construction||夹层结构 Sandwich panel||多层板,复合板 Shaft aembly||轴组件 Skin coat||表层;
罩面层 Solvent reclaim||溶剂的回收 Stiffener||加强件

Storage modulus||储能模量

Stre at definite elongation||定伸应力 Stretched actylic plastic||拉伸丙烯酸塑料 String milling||连续铣削 Stroke||(悬架)减振器,冲程

Structural instrument panel||结构仪表板 Structural layer||结构层 Styrene||苯乙烯

Styrofoam||聚苯乙烯泡沫塑料 Surface mat||表面薄毡

Synthetic resin paint||合成树脂涂料 Tack strength||粘着强度 Tail gate||(卡车等的)后挡板 Teflon||聚四氟乙烯(塑料, 绝缘材料) TERTM(Thermal-Expansion Resin

Transfer Molding)||热膨胀树脂传递模塑 Thermoplastic plastics||热塑性塑料 Thermoset resin||热固性树脂 Thickening agent||增粘剂 Trim waste||内饰废料

Trimming orientation||修边定位 Turbulent heating||湍流加热 Turndown ratio||衰减比率 Twisting stre||扭胁强, 扭应力 U bolt||U形螺栓

U bolt plate||U 形螺栓垫板

Ultimate mechanical strength||极限机械强度 Ultraviolent sensitive coating||紫外线感光涂层 Undercoat paint||头道漆 Uniaxial drawing||单轴拉伸

Unsaturated polyester resin||非饱和聚酯树脂 Unyielding support||不可压缩支架, 刚性支架 Upper yield stre||上屈服应力 Urethane coating||氨基甲酸乙酯涂层

UVRTM(Ultra-violet RTM)||紫外线固化RTM(利用紫外线进行固化)

VA RTM (Vacuum Aisted Resin Transfer Molding) ||真空辅助RTM

Vacuum bag molding||真空袋模制法

VARI(Vacuum Aisted Resin njection)||真空辅助

树脂注射

Variable speed||无级变速 Ventilation duct||通风管

Ventilator(Ventilating equipment)||通风装置 Vibratory stre||振动应力

VIMP (Variable Infusion Molding Proce)||可变浸渍模塑

Vinyl chloride resin||聚氯乙烯树脂

VOC(Volatile Organic compound)||挥发性有机化合物

Volume modulus||体积模数

Vortex generator||(车身)扰流器,导流板 VRV(Vacuum Reducer Valve)||真空减压阀 Warping stre||翘曲应力

Waste utilization||废物利用,废物处理 Water shield||防水罩,挡泥板;
密封条 Water tolerance||耐水性 Wedge gripping||楔形夹具 Wheel fender||翼子板

Wing trugrid||翼子(挡泥)板加强件 Winding||缠绕

Wingtip aembly||翼尖整流罩 Wire drawing||拉丝

Wiring pre||卷边压力机, 嵌线卷边机 Workpiece grippe||工件夹子(持器),机械手 Woven roving fabric||(玻璃纤维)无捻粗纱布织物 Xylenol Carboxylic Acid||二甲苯酚酸 Xlylene||亚二甲苯基 Xyster||刮刀 X alloy||铜铝合金 Xenidium||胶合板 Xenidium||胶合板 Xylene ||二甲苯

Xylene resin||二甲苯树脂

Yard-crane||移动吊车,场内移动起重机 Yarn count||纱线支数,丝线支数 Yarn strength||纱线强度,长丝强度 Yield limit||屈服极限,屈服点

Yield point under bending stre||弯曲应力下的屈服点

Yield stre||屈服应力, 屈服点

Yield stre controlled bonding||屈服应力粘结 Zedeflon||四氟乙烯均聚物

Zero checker||定零位装置, 零位校验 Zero clearance||零间隙 Zero compensation||零位补偿 Zero initial condition||零初始条件

Zero setting||(仪表)零位调整, 置零 Zero shrinkage resin||零收缩树脂 Zone control||区域控制

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