复合材料是一种混合物。它在许多领域发挥了巨大的作用,取代了许多传统材料。复合材料根据其组成分为金属和金属复合材料、非金属和金属复合材料、非金属和非金属复合材料。下面简要介绍什么是复合材料及其特性。
什么是复合材料
复合材料对我们来说是一种古老、先进、熟悉和陌生的材料。顾名思义,复合材料是由两种或两种以上具有不同化学和物理性质的材料组成的一种材料。一个简单的例子:早在1000多年前,我们的祖先就学会了用泥土和干植物(如稻草)制造土坯。我们熟悉的另一种复合材料是天然复合材料,如人或动物的骨骼、心脏、贝壳以及各种植物的茎、枝和叶,可以说是古代和先进的天然复合材料的例子。自然界中几乎所有的植物和生物都是复合材料的最好例子。天然复合材料是在数亿年的进化后出现的,因此复合材料既是古老的也是先进的材料。尽管如此,从聚合物基复合材料开始的现代人造复合材料的历史并不长,这与现代工业和科学文化的发展密切相关。特别是,聚合物基复合材料的发展离不开塑料和各种人造纤维的发展。
复合材料的特性
1.高比强度和高比模量。复合材料的突出优点是高比强度和比模量。例如,碳纤维增强树脂复合材料的比模量比钢和铝合金高5倍,比强度比钢和铝合金高3倍。
2.高抗疲劳性。纤维复合材料,尤其是树脂基复合材料,对缺口和应力集中的敏感性很小,纤维和基体之间的界面可以钝化或改变扩展裂纹尖端的方向,即阻止裂纹的快速扩展,因此疲劳强度相对较高。碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料的疲劳极限可达其拉伸强度的70%~80%,而金属材料的疲劳极限仅为40%~50%。
3.抗断裂能力强。纤维复合材料中有大量独立的纤维,通常每平方厘米有数千至数万根纤维,这些纤维通过坚韧的基体结合成一个整体。当一些纤维由于过载或其他原因而断裂时,载荷将重新分配给其他未断裂的纤维,因此部件不会在短时间内突然损坏。因此,复合材料具有较高的断裂韧性。
4.良好的阻尼性能。结构的固有频率与结构本身的质量和形状有关,并且与材料的比模量的平方根成正比。如果材料的固有振动频率高,可以避免共振和共振引起的早期损坏。
5.高温性能好,抗蠕变能力强。因为纤维材料在高温下仍能保持高强度,所以纤维增强复合材料,例如碳纤维增强树脂复合材料的耐热性比树脂基体的耐热性显著提高。然而,金属基复合材料在耐热性方面显示出更多的优势。例如,铝合金的强度随着温度的升高而迅速降低,而应时玻璃增强的铝基复合材料在500时可保持40%的室温强度。碳化硅纤维、氧化铝纤维和陶瓷复合材料在空气中可承受1200 ~ 1400,比所有超高温合金的耐热性高100以上。
6.良好的耐腐蚀性。多种复合材料耐酸碱腐蚀。例如,玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料可在含有氯离子的酸性介质中长时间使用,并可用于制造化学管道、泵、阀门、容器、搅拌器和其它耐强酸、盐、酯和某些溶剂的设备。
7.优异的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性。由于制造工艺简单,工艺性能好,复合材料构件适合整体成型。在制造复合材料的同时,也获得了零件,从而重新
1.纤维增强复合材料。应用范围很广,生活基本上会用到它。
2.夹层复合材料。有不同的材料成分和分层材料。
3.精细复合材料。可用于合金和金属陶瓷,是一种硬质混合材料。
4.混合复合材料。这种复合材料通常是由多种材料混合而成的。星形对很复杂,但它可以提高材料的硬度和强度。这是一种非常坚硬的材料。
5.结构协调材料是非常好的承重材料。它们一般用于大型建筑,具有很好的承载能力,可以减少事故,促进城市化的发展。常用于玻璃和金属。
编者按:这是对什么是复合材料以及复合材料特性的介绍。我希望这对每个人都有帮助。如果你想了解更多,你可以密切关注齐家网络的信息。
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复合材料是一种混合物。它在许多领域发挥了巨大的作用,取代了许多传统材料。复合材料根据其组成分为金属和金属复合材料、非金属和金属复合材料、非金属和非金属复合材料。下面简要介绍什么是复合材料及其特性。
什么是复合材料
复合材料对我们来说是一种古老、先进、熟悉和陌生的材料。顾名思义,复合材料是由两种或两种以上具有不同化学和物理性质的材料组成的一种材料。一个简单的例子:早在1000多年前,我们的祖先就学会了用泥土和干植物(如稻草)制造土坯。我们熟悉的另一种复合材料是天然复合材料,如人或动物的骨骼、心脏、贝壳以及各种植物的茎、枝和叶,可以说是古代和先进的天然复合材料的例子。自然界中几乎所有的植物和生物都是复合材料的最好例子。天然复合材料是在数亿年的进化后出现的,因此复合材料既是古老的也是先进的材料。尽管如此,从聚合物基复合材料开始的现代人造复合材料的历史并不长,这与现代工业和科学文化的发展密切相关。特别是,聚合物基复合材料的发展离不开塑料和各种人造纤维的发展。
复合材料的特性
1.高比强度和高比模量。复合材料的突出优点是高比强度和比模量。例如,碳纤维增强树脂复合材料的比模量比钢和铝合金高5倍,比强度比钢和铝合金高3倍。
2.高抗疲劳性。纤维复合材料,尤其是树脂基复合材料,对缺口和应力集中的敏感性很小,纤维和基体之间的界面可以钝化或改变扩展裂纹尖端的方向,即阻止裂纹的快速扩展,因此疲劳强度相对较高。碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料的疲劳极限可达其拉伸强度的70%~80%,而金属材料的疲劳极限仅为40%~50%。
3.抗断裂能力强。纤维复合材料中有大量独立的纤维,通常每平方厘米有数千至数万根纤维,这些纤维通过坚韧的基体结合成一个整体。当一些纤维由于过载或其他原因而断裂时,载荷将重新分配给其他未断裂的纤维,因此部件不会在短时间内突然损坏。因此,复合材料具有较高的断裂韧性。
4.良好的阻尼性能。结构的固有频率与结构本身的质量和形状有关,并且与材料的比模量的平方根成正比。如果材料的固有振动频率高,可以避免共振和共振引起的早期损坏。
5.高温性能好,抗蠕变能力强。因为纤维材料在高温下仍能保持高强度,所以纤维增强复合材料,例如碳纤维增强树脂复合材料的耐热性比树脂基体的耐热性显著提高。然而,金属基复合材料在耐热性方面显示出更多的优势。例如,铝合金的强度随着温度的升高而迅速降低,而应时玻璃增强的铝基复合材料在500时可保持40%的室温强度。碳化硅纤维、氧化铝纤维和陶瓷复合材料在空气中可承受1200 ~ 1400,比所有超高温合金的耐热性高100以上。
6.良好的耐腐蚀性。多种复合材料耐酸碱腐蚀。例如,玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料可在含有氯离子的酸性介质中长时间使用,并可用于制造化学管道、泵、阀门、容器、搅拌器和其它耐强酸、盐、酯和某些溶剂的设备。
7.优异的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性。由于制造工艺简单,工艺性能好,复合材料构件适合整体成型。在制造复合材料的同时,也获得了零件,从而重新
1.纤维增强复合材料。应用范围很广,生活基本上会用到它。
2.夹层复合材料。有不同的材料成分和分层材料。
3.精细复合材料。可用于合金和金属陶瓷,是一种硬质混合材料。
4.混合复合材料。这种复合材料通常是由多种材料混合而成的。星形对很复杂,但它可以提高材料的硬度和强度。这是一种非常坚硬的材料。
5.结构协调材料是非常好的承重材料。它们一般用于大型建筑,具有很好的承载能力,可以减少事故,促进城市化的发展。常用于玻璃和金属。
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