复合材料的发展和应用

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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

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全球复合发展概况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、电气、、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料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

3、芳纶纤维 20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。

4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。

5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料、连

续纤维增强预浸带和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA 为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等,例如美国HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窝状结构的吸音天花板和轿车的摇窗升降器卷绳筒外壳。云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。我国的热塑性树脂基复合材料的研究开始于20世纪80年代末期,近十年来取得了快速发展,201X年产量达到12万吨,约占树脂基复合材料总产量的17%,,所用的基体材料仍以PP、PA为主,增强材料以玻璃纤维为主,少量为碳纤维,在热塑性复合材料方面未能有重大突破,与发达国家尚有差距。我国复合材

料的发展潜力和热点我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。

1、复合材料创新

2、聚丙烯腈基纤维发展我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。

3、玻璃纤维结构调整我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。

4、开发能源、交通用复合材料市场

5、纤维复合材料基础设施应用国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛,与传统材料相比有很多优点,特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。

6、复合材料综合处理与再生重点发展回收(粉碎回收)、化学回收(热裂解)和能量回收,加强技术路线、综合处理技术研究,示范生产线建设,再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用以及在SMCBMC模压制品中的应用和典型产品中的应用。 21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集

团化,这将更充分的利用各方面的资源(技术资源、物质资源),紧密联系各方面的优势,以推动复合材料工业的进一步发展。

随着我国高等教育改革的发展,高校周边成为了各种人群众聚集的地方,由于高校周边的特殊性和社会治理相对滞后性,高校周边安全隐患突出。这既有高校自身教育的因素,也有社会治理不到位的因素。为此,需要整合各方面力量,创新

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【摘要】随着我国高等教育改革的发展,高校周边成为了各种人群众聚集的地方,由于高校周边的特殊性和社会治理相对滞后性,高校周边安全隐患突出。这既有高校自身教育的因素,也有社会治理不到位的因素。为此,需要整合各方面力量,创新高校周边环境治理路径,为大学生的健康成长营造良好的环境。

【关键词】

高校周边安全隐患创新治理路径高校周边环境是指以高校校园为中心,受到高校辐射带动,并与高校相互影响的自然环境与社会环境的总和。高校周边环境是因高校而存在,反过来对高校的改革发展又产生影响。高校周边良好的环境,能有效地促进高校的人才培养;反之,则直接影响高校的安全和教育教学改革的发展。就当前高校周边安全隐患和治理路径创新做一粗浅探析。

一、高校周边安全隐患主要问题随着我国高等教育改革的发展,我国逐步进入的高等教育大众化阶段。办学规模的扩大、在校生人数的剧增是高等教育大众化阶段高校最直接的一个表征。高校办学规模的扩大和高校学生消费水平的提高,使得高校成为了一个“商机无限”的地方,因此,高校成为了一个巨大的“吸铁石”,吸引了各式

各样人群的到来。大量人口的聚集和相对滞后的社会治理,使得高校周边的安全隐患比较突出。高校师生人身安全存在隐患。高校的聚集功能十分明显,一方面,高校把各类优秀人才和学生招进校园,另一方面各类捕捉“商机”的人员也聚集到校园周围。聚集在高校周围的人员十分复杂,有当地居民,也有外来人员;有经商的、打工的,也有社会闲散人员,还有一些流窜人员、复杂人群的聚集,使得校园周边环境十分复杂。这些人员中,由于目的不同,或是为了经济利益的争夺,或是为了土地权属的争议,或是为了个人权益的争纷,不可避免地产生矛盾,矛盾激化引发的冲突,对高校和高校师生的人身安全带来了隐患。在校园周边,林立的各种网吧、酒吧、歌舞厅、小旅馆、出租房等存在着无证经营的情况,经营者与高校学生之间由些细小矛盾引起的打架斗殴现象也时有发生;还有一些经营者为降低成本,没有按要求安装和配备必要的安全设施设备,特别是消防设施,这给在这些场所消费的学生人身和财产上的安全带来了隐患。更有甚者,如社会闲散人员、流窜人员,在高校周边游荡,时刻都威胁到高校师生的安全,尤其是位于城乡接合部的高校,师生遭到勒索、敲诈、抢劫、伤害的事件时有发生。食品安全存在隐患。饮食消费是高校学生最主要消费,高校学生消费的特点是希望得到“物美价廉”的食品。由于高校学生人数众多,需要各异,对食品的要求是花样多、变化快,这对于首先要保证不同收入家庭的学生均能有饭吃、不能随意涨价的学校食堂来说,是巨大的挑战,无论是人工成本、原料成本等都无法满足所有学生时刻变化的需求,这为校园周边的餐饮业带来了“无限商机”。校园周边的小餐馆、大排档,甚至流动摊点以其花样多、口味好、价格低吸引了学生的到来,但是这样的就餐环境条件卫生差,有

的摊点就是几块木板搭起来的,许多摊点是无证经营、无卫生许可,从业人员无健康证,有些商贩为谋取私利,购买变质大米、过期鱼肉、地沟油等原料,存在着传染病和食物中毒的隐患,且一旦发生食品安全事故,责任也无从追究,即便追查到相关责任人,他们也无力赔偿。交通安全存在隐患。随着高校办学规模的扩大,许多高校纷纷建立了新校区,新校区大多位于公共交通不便的城郊接合部。这些地方,交通运输条件简陋,道路设施不完善,有的校园周边人流量大的地方没有人行道、没有路灯、没有隔离栏,有些交通标示也不清晰,加之过往车辆车速快,使得交通安全隐患十分突出。此外,由于学校提供给学生往返学校与市区的交通工具有限,这就为“黑车”提供了广阔的市场,一些农用三轮车、摩托车均投入了运送学生的行列,由于这些车辆不具备客运资质,一些司机又属无证驾驶,且这些车辆安全性差,极易出现交通事故,一旦发生交通事故,驾驶人员也无赔偿能力,学生的利益很难得到保障。精神文化产品存在隐患。在高校新校区校园周边,由于远离城区,大学生需求的新闻出版、广播影视、文学艺术、网络文化等精神文化产品明显不够,不少商贩也窥见为大学生提供精神文化产品所带来的利益,于是,网吧、卡拉OK厅、棋牌室、桌球室、书店等在高校校园周边建成落地,这些场所一定程度上满足学生的精神文化需求,但为了降低成本,谋取更多利益,一些商贩没有严格按照国家对精神文化产品经营管理的规定从事经营活动,反而用一些黄、赌、毒的文化产品来吸引正处于成长期学生,对学生的身心健康带来了危害。由于这些场所和产品主要流通于城郊接合部的高校校园周边,相关的部门监管力量不足,难以做到实时监控,更多的是收到举报后进行一两次清理,但这些场所和产品的成本低,即

便进行了清理,又很快“死灰复燃”,这些对学生的精神文化需要也存在隐患。

二、高校周边存在安全隐患的原因分析高校周边环境对高校的教育教学和人才培养有十分着重要的影响,虽然有关各方对高校周边环境治理也给予了重视,但高校周边安全隐患依然存在,综合分析其原因,主要体现在下几个方面:

高校周边环境十分复杂。高校周边的复杂环境体现在三个方面,一是自然环境复杂,高校校园与周边自然环境相互交叉渗透,空气、水源、地质环境一样,“一损俱损,一荣俱荣”;高校与周边共用的水电网、通信网、公共交通及公共卫生环境等,使高校不可能脱离周边环境而成为独立的象牙塔。二是社会环境复杂,高校周边有居民区、商业区,有的高校周边还有工业区、政府机关、科研院所等,不同的区域,功能不同,也就形成了复杂的社会环境;由于市区用地紧张,还有些高校或新校区不得不建在远离市区的小城镇或城郊接合部,这些区域社会治安管理力量和措施相对不足,校园周边环境比较复杂。三是人员情况复杂,校园周边人员各式各样,有当地居民,有固定场所的经商者,也有流动的小商小贩;有有证经营者,也有无证经营者;还有流动人口、社会闲杂人员,甚至流窜人员,复杂的人员情况给高校周边环境治理工作,带来诸多难题。高校周边环境综合治理体制机制不顺。这一方面来自政府思想上的认识,一些地方党委政府认为自身的工作以经济建设为中心,主要精力放在抓经济建设上,而对高校周边环境整治工作重视不够,措施不力,甚至一些地方党委政府认为学校周边环境是学校自己的事情,与地方政府没有多大的关系,所以在工作上被动应付,没有真正把学校周边环境的事情当大事来抓;另一方

面是措施不力,有些地方政府认为,高校周边环境整治,主要是治安问题,由公安机关一家处理就行了,但涉及交通、卫生、工商、税务、文化等方面的问题时,公安机关又无能为力。而对学校提出的要求,一些地方党委政府往往“口头上很重视,实际上不重视”、“说起来很重要,做起来不重要”,这使得高校周边环境治理工作很难落到实处,长期以来,高校保卫部门安全防范的管理权限仅限于校园内部,在整治周边环境时,由于没有执法地位和执法权限而显得有心无力。

三、创新高校周边环境治理路径党的十八届四中全会提出全面推进依法治国,为高校周边环境治理进一步明确了方向,有关各方要认真贯彻落实党的十八届四中全会精神,积极主动探索创新高校周边环境治理路径。创新机制体制,建立健全多方参与的高校周边环境治理的大格局。以机制建设为抓手,整合各方资源,各司其职,齐抓共管,形成高校周边环境治理的大格局。在具体操作层面上,首先建立由地方党委政府牵头、多方参与的高校周边环境治理工作联席会议制度,定期召开联席会议,通报、研究、推进高校周边环境治理工作。其次,把高校周边环境治理纳入目标管理体制中,进行目标考核与评估,把考核评估的结果作为评价部门和个人年度工作的重要依据,对于表现优秀、成效显著的部门或个人给予表彰,对于工作推进不力的部门或个人给予批评通报,督促其整改,对给工作造成重大损失的,要追究部门或个人的责任。再次,加强对高校周边环境治理的检查督查,突出问题导向,通过现场办公会、现场推进会的形式,发现问题当场研究、当场解决,提高解决问题的时效性。创新内容与方法,强化大学生安全防范意识。要从培养合格的社会主义建设者和接班人的

高度出发,充分认识大学生安全教育的重要性,创新教育内容与方法,增强教育的效果。高校要根据学生的认知特点、心理特征和思想状况,进行有针对性的教育。在教育内容上,多用身边的案例来教育学生,多教学生实用性强、操作性强的安全防范知识,力求在教育内容上吸引学生;在教育方法上,采取学生喜闻乐见的形式,如案例分析、讨论,情景表演,多媒体技术展示和实践演练等,力求在教育方法上吸引学生;在教育的时间节点上,要注意一些特定的时间,如新生入学和毕业生离校,每学期开学和放假前,以及节假日前后,要重点对学生进行安全教育,切实增强学生的安全防范意识和法制意识。创新硬件与软件,提高高校校园周边环境治理的实效性。要加强高校校园周边的硬件、软件建设,进一步加大人防、物防、技防力度,维护高校周边的安全稳定。在队伍建设方面,一是要抓好校园保卫人员的培养、管理和使用,特别是要加强培训,提高他们的工作质量和效益;要加强管理,关心他们的生活和工作,增强主人翁意识。二是要建立一支由当地执法部门、社区干部、高校保卫人员等组成联合工作队伍,定期或不定期沟通信息,整合资源,形成合力,共同推进校园周边环境的治理工作。在基础设施建设方面,地方党委政府要在公共安全、交通设施、公共服务等方面下大力气,从硬件方面提高校园周边环境治理的有效性。在信息化建设方面,地方党委政府和高校各司其职,加大技防建设力度,加强信息沟通与资源共享,实现校内外信息一体化建设,把校园周边环境治理工作的信息化水平提到一个新台阶,强化信息技术在校园周边环境治理中的功能。高校周边环境治理工作是一项具有长期性、复杂性的系统工程,需要整合地方党委政府、社会各界和高校各方面的资源,齐抓共管,形成合力,共同推进

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理化学课程的老师,通过三年教学和实验中的观察和了解,认为该生基础良好,有较高的科研和学习热情,经常来课题组参观学习,不懂就问,理解能力较强,知识能够活学活用,举一反

三,具有创新思维,逻辑严密具有较高的发展潜力。行为上,该同学性格温和,自我要求严格,品行端正。具有极高的耐性,实验课时废寝忘食,很好地如期完成实验要求,过程中表现出较好的团队合作能力和极好的科研素质。实验课口试过程中,能很好地解释说明实验原理、过程及结果,表现出很好的语言表达能力。本人以为其具备较高的科研潜力,特该同学参加贵校的暑期夏令营活动。

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复合材料的发展和应用 复合材料的发展和应用 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 论文格式论文范文毕业论文 全球复合发展概况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、电气、、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料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 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料、连

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聚合物基复合材料的发展现状和最新进展

聚合物基复合材料的发展现状和最新进展 摘要聚合物基复合材料以聚合物为基体,玻璃纤维、碳纤维、芳纶等为增强材料复合而成。主要包括热固性复合材料和热塑性复合材料。本文先介绍聚合物基复合材料的最新性能研究,再简单介绍下最近几年的研究热点,最后从应用角度谈一谈聚合物基复合材料的发展现状和最近进展。 关键词聚合物基复合材料发展现状最近进展 一、引言 我国聚合物基复合材料的研究始于1958 年,第一个产品就是我们所熟知的玻璃钢。我国热塑性树脂基复合材料开始于20世纪80年代末期,近20年来取得了快速发展。迄今,我国已经成功将碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维增强高性能聚合物基复合材料实用化,其中高强度玻璃纤维增强复合材料已达到国际先进水平,形成了年产500t的规模[1]。随着科技的高速发展,传统聚合物基复合材料已不能满足使用需求,对高性能、耐高温、耐磨损、耐老化性能的研究不断深入。新型复合材料的出现也给该领域带来了更大的发展前景,进而在军事、航空航天、交通,乃至日常生活中的广泛运用也使得该领域具有巨大的发展空间和良好的市场前景[2]。 二、性能研究进展 常见的高性能耐高温聚合物材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等。研究发现液晶材料能很好的提高PTFE的耐磨损性能,将PEEK与其它聚合物共混或采用碳纤

维(CF)、玻璃纤维(GF)、无机纳米粒子等复合增强,已成为制备摩擦学性能和力学性能更优异的PEEK复合材料的首选[3]。美国一家PI复合材料供应商,主要生产不含MDA型PI/碳纤维、玻璃纤维、石英纤维单向带、织物以及预制品。该公司开发的900HT材料的瓦约为426℃,使用温度最高816℃,可采用热压罐、模压以及某些液体模塑工艺加工[4]。该材料还具有十分优异的热氧化稳定性,因此尤其适用于制造在高温氧气环境中长期工作的发动机以及机身部件[5]。 聚合物基复合材料在自然环境下使用,性能会受到许多环境因子(如紫外辐射、臭氧、氧、水、温度、湿度、微生物、化学介质等)的影响。这些环境因子通过不同的机制作用于复合材料,导致其性能下降、状态改变、直至损坏变质,通常称之为“腐蚀”或“老化”[6]。环境因素对复合材料性能的影响主要是通过树脂基体、增强纤维以及树脂/纤维粘接界面的破坏而引起性能的改变。陈跃良等分析了湿热老化、化学侵蚀和大气老化对复合材料的作用机理及对其力学性能的影响[7],也提出了复合材料老化寿命预测方法。 对于大多数聚合物材料而言,阻燃性能不佳,加入阻燃剂往往是必须的。从阻燃剂发展趋势来看,以高效、价廉、无卤素、无污染为特征的无机类阻燃剂符合世界各国发展环保型材料,推进可持续发展战略的政策要求。无机阻燃剂可以单独使用,也可以与有机阻燃剂复配使用,产生协同效应,起到很好的阻燃效果,是目前阻燃剂发展的主流。而其中的氢氧化物阻燃剂被认为是最有发展前途的、环境友好的无机阻燃剂, 成为近几年各国研究的热点[8]。Kazuki等研究发现了含

复合材料的发展前景,发展与应用

复合材料的发展及应用 随着科学技术迅速发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对材料性能提出越来越高,越来越严和越来越多的要求。在许多方面,传统的单一材料已不能满足实际需要。这时候复合材料就出现在了这百家争鸣的舞台上。 基本概论 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。此定义来自ISO。在复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材料。从上述定义中可以看出,复合材料是两个或多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合,复合后的产物为固体时才称为复合材料。所以我们可根据增强材料与基体材料的名称来给复合材料命名,增强基体复合材料。如:玻璃钎维环氧树脂复合材料,可写作玻璃/环氧复合材 料。 分类与性能 按增强材料形态分类可分为(1)连续纤维复合材料;(2)短纤维复合材料;(3)粒状填料复合材料;(4)编织复合材料。按增强纤维种类分类可分为(1)玻璃纤维复合材料;(2)碳纤维复合材料;(3)有机,金属,陶瓷纤维复合材料。在此篇文章中主要讨论以基体材料分类的几种复合材料。1.聚合物基复合材料——比强度,比模量大;耐疲劳性好;减震性好;过载时安全性好;具有多种功能性;

有很好的加工工艺性。2金属基复合材料——高比强度,高比模量;导热,导电性能;热膨胀系数小,尺寸稳定性好;良好的高温性能;耐磨性好;良好的疲劳性能和断裂韧性;不吸潮,不老化,气密性好。此外还有陶瓷,水泥基复合材料,都有与上类似的特点。 基体材料 一:金属材料 选择基体的原则:使用要求,组成特点,基体金属与增强物的相 容性。 结构复合材料的基体:450℃以下的轻金属基体(“铝基和镁基”用于航天飞机,人造卫星,空间站,汽车发动机零件,刹车盘等);450-700℃的复合材料的金属基体(“钛合金”用于航天发动机);1000℃以上的高温复合材料的金属基体(“镍基,铁基耐热合金和金属间化合物”用于燃气轮机)。 二:陶瓷材料 陶瓷是金属和非金属元素的固体化合物,其键合为共价键或离子键,与金属不同,它们不含有大量的电子。一般而言,陶瓷具有比金属更高的熔点和硬度,化学性质非常稳定,耐热性,抗老化性皆佳。常用的陶瓷基体主要包括玻璃(无机材料高温烧结),玻璃陶瓷,氧化物陶瓷(MgO,Al2O3,SiO2,莫来石等),非氧化物陶瓷(氮化物,碳化物,硼化物和硅化物等)。 三:聚合物材料

碳纤维及其复合材料的发展及应用_上官倩芡

第37卷第3期上海师范大学学报(自然科学版)Vol.37,N o.3 2008年6月J ou rnal of ShanghaiNor m alUn i versity(Natural S ci en ces)2008,J un 碳纤维及其复合材料的发展及应用 上官倩芡,蔡泖华 (上海师范大学机械与电子工程学院,上海201418) 摘要:叙述了碳纤维的结构形态、分类以及在力学、物理、化学方面的性能,介绍了碳纤维增强复合材料的特性,着重阐述了碳纤维增强树脂基复合材料中基体的分类、选择和应用,指出了碳纤维及其复合材料进一步发展的趋势. 关键词:碳纤维;复合材料 中图分类号:O636文献标识码:A文章编号:1000-5137(2008)03-0275-05 碳纤维作为一种高性能纤维,具有高比强度、高比模量、耐高温、抗化学腐蚀、耐辐射、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能.此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1~3].碳纤维既可用作结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用.因此碳纤维及其复合材料近几年发展十分迅速.本文作者就碳纤维的特性、分类及其在复合材料领域的应用等内容进行介绍. 1碳纤维特性、结构及分类 碳纤维是纤维状的碳材料,由有机纤维原丝在1000e以上的高温下碳化形成,且含碳量在90%以上的高性能纤维材料.碳纤维主要具备以下特性:1密度小、质量轻,碳纤维的密度为1.5~2g/c m3,相当于钢密度的1/4、铝合金密度的1/2;o强度、弹性模量高,其强度比钢大4~5倍,弹性回复为100%;?热膨胀系数小,导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂;?摩擦系数小,并具有润滑性;?导电性好,25e时高模量碳纤维的比电阻为775L8/c m,高强度碳纤维则为1500L8/c m;?耐高温和低温性好,在3000e非氧化气氛下不熔化、不软化,在液氮温度下依旧很柔软,也不脆化;?耐酸性好,对酸呈惰性,能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀[4~7].除此之外,碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性. 碳纤维的结构取决于原丝结构和碳化工艺,但无论用哪种材料,碳纤维中碳原子平面总是沿纤维轴平行取向.用X-射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构,而是属于乱层石墨结构[8],如图1所示.构成此结构的基元是六角形碳原子的层晶格,由层晶格组成层平面.在层平面内的碳原子以强的共价键相连,其键长为0.1421n m;在层平面之间则由弱的范德华力相连,层间距在0.3360~0.3440n m之间;层与层之间碳原子没有规则的固定位置,因而层片边缘参差不齐.处于石墨层片边缘的碳原子和层面内部结构完整的基础碳原子不同.层面内部的基础碳原子所受的引力是对称的,键能高,反应活性低;处于表面边缘处的碳原子受力不对称,具有不成对电子,活性 收稿日期:2008-01-04 基金项目:上海市教委科研基金项目(06D Z034). 作者简介:上官倩芡(1974-),女,上海师范大学机械与电子工程学院副教授.

航空航天先进复合材料

航空航天先进复合材料现状 2014-08-10 Lb23742 摘要:回顾了树脂基复合材料的发展史;综述了先进复合材料工业上通常使用环氧树脂的品种、性能和特性;复合材料使用的增强纤维;国防、军工及航空航天用树脂基复合材料;用于固体发动机壳体的树脂基体;用于固体发动机喷管的耐热树脂基体;火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体;树脂基结构复合材料;防弹结构复合材料;先进战斗机用复合材料;树脂基体;航天器用外热防护涂层材料;飞机结构受力构件用的高性能环氧树脂复合材料;碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天中的其它应用;民用大飞机复合材料;国产大飞机的软肋还是技术问题;复合材料之惑。 关键词:树脂基体;复合材料;国防;军工;航空航天;结构复合材料 0 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天,一个国家或地区的复合材料工业水平,已成为衡量其科技与经济实力的标志之一。先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。到2020年,只有复合材料才有潜力获得20-25%的性能提升。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂。在纤维增强复合材料领域中,环氧树脂大显身手。它与高性能纤维:PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S或E玻璃纤维复合,便成为不可替代的重要的基体材料和结构材料,广泛运用在电子电力、航天航空、运动器材、建筑补强、压力管雄、化工防腐等六个领域。本文重点论述航空航天先进树脂基体复合材料的国内外现状及中国的技术软肋问题 1 树脂基复合材料的发展史 树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics),是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体,经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业,在我国不科学地俗称为玻璃钢。 树脂基复合材料于1932年在美国出现,1940年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机的雷达罩,其后不久,美国莱特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机,并于1944年3月在莱特-帕特空军基地试飞成功。1946年纤维缠绕成型技术在美国出现,为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术贮备。1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁,尺寸、形状准确的复合材料模压件。1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功,并制成直升飞机的螺旋桨。60年代在美国利用纤维缠绕技术,制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体,为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。在此期间,玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用,使手糊工艺的质量和生产效率大为提高。1961年片状模塑料(Sheet Molding Compound, 简称SMC)在法国问世,利用这种技术可制出大幅面表面光洁,尺寸、形状稳定的制品,如汽车、

碳基复合材料研究现状及发展趋势全解

碳基复合材料研究现状及发展趋势 摘要:碳基复合材料由于其优异的各项性能在航空航天工业、能源技术、信息技术等方面有着很好的应用前景,国内外对高性能复合材料的研究也日趋加深,本文主要从材料的性能来分析其应用及其在未来主要领域的发展趋势。 1 碳基复合材料的特点 碳纤维增强碳复合材料(碳基复合材料,C/C)是具有特殊性能的新型工程材料,是以碳或石墨纤维为增强体,碳或石墨为基体复合而成的材料。碳基复合材料几乎完全是由碳元素组成,故能承受极高的温度和极大的加热速度。该材料具有极高的烧蚀热、低的烧蚀率、抗热冲击,并在超热环境下有高强度,被认为是再入环境中高性能的抗烧蚀材料。它抗热冲击和抗烧诱导能力极强,且具有良好的化学惰性。碳基复合材料做导弹的鼻锥时,烧蚀率低且烧蚀均匀,从而可提高导弹的突防能力和命中率。碳基复合材料还具有优异的耐磨差性能和高的导热,使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。 碳基复合材料不仅具有其它复合材料的优点,同时又有很多独到之处。碳基复合材料的特点如下: (1)整个系统均由碳元素构成,由于碳原子彼此间具有极强的亲和力,使碳基复合材料无论在低温下还是在高温下,都有很好的稳定性。同时,碳素材料高熔点的本性,赋予了该材料优异的耐热性,可以经受住2000℃左右的高温,是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料。更重要的是碳基复合材料随着温度的升高,其强度不降低,甚至比室温还高,这是其他材料无法比拟的。 (2)密度低(小于2.0g/cm3),仅为镍基高温合金的1/4,陶瓷材料的1/2。 (3)抗烧蚀性能良好,烧蚀均匀可以用于3000 ℃以上高温短时间烧蚀的环境中,可作为火箭发动机喷管、喉衬等材料。 (4)耐摩擦,耐磨损性能优异,其摩擦系数很小,性能稳定,是各种耐磨和摩擦部件的最佳候选材料。 (5)良好的生物相容性,具有与人体骨骼相当的密度和模量,在人体骨骼修复与替代材料方面具有较好的应用前景。 2 碳基复合材料的制备工艺 碳基复合材料制备过程包括:增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体

复合材料的发展概述

复合材料的发展 摘要:材料是科学技术发展的基础,复合材料作为最新发展起来的一大类新型材料,对科学技术的发展产生了极大的推动作用。对航空航天事业的影响尤为显著。复合材料的发展近几十年来极为迅速。从最早出现的宏观复合材料,如水泥与砂石、钢筋复合而成的混凝土,到随后发展起来的微观复合材料:聚合物基、金属基和无机非金属材料基复合材料。各种新型复合材料及其制备技术犹如雨后春笋般出现,同时,随着科学技术的发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对材料的性能要求越来越高,因而对复合材料也提出了更高的要求。 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天,一个国家或地区的复合材料公业水平,已经成为衡量其科技以经济实力的标志之一,先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争力优势的源泉。在未来的发展中,只有复合材料有可能大概率的提高。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂,在纤维增强复合材料领域中,环氧树脂大型身手,它与高性能纤维PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S与E玻璃纤维复合,便成为不可代替的重要的基体纤维和结构纤维,广泛运用在电子电力、航空航天、运动器材、建筑补强、压力管维、化工防腐等

六大领域。普遍认为今后先进复合材料将按四个方向发展,即低成本、高性能、多功能和智能化。本文简要介绍这四个方面的发展前景。 关键词:低成本;多功能;高性能;智能化 经过20世界60年代末期使用,树脂基高性能复合材料被用于飞机的承力结构,后又逐渐进入工业其他领域。70年代末期发展出了用高强度、高模量的耐热碳纤维和陶瓷纤维与金属复合,特别是鱼轻金属复合,形成了金属基复合材料,克服了树脂基复合材料耐热性差、导热性低等缺点,已广泛应用于航空航天等高科技领域。80年代开始,逐渐出现了陶瓷复合材料。复合材料因其具有可设计的特点受到广泛的重视,因而发展极快。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看,汽车是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振

复合材料产业发展年度发展趋势

复合材料产业发展趋势复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。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。 一、复合材料工业发展现状 (一)我国复合材料产量已经跃居世界第二 历经半个世纪,尤其是改革开放以来的30年,通过自主创新与吸收国际先进技术,复合材料在中国已成为星罗棋布的朝阳产业。 1986-2008,我国复合材料(热固性)增长近60倍。总量在上世纪90年代末期超过德国,本世纪初超过日本,热固性复合材料已超过欧洲总和。如今我国复合材料年产量仅次于美国,而居世界第二位。 (二)建立了较丰厚的原辅材料基础 1、增强材料 (1)玻璃纤维

1997年建立了我国第一个玻璃纤维拉丝池窑。迄今我国在线池窑共56座,年产能逾162万吨。世界上最大的无碱玻璃纤维池窑(10万吨/年)与中碱玻璃纤维池窑(4万吨/年)已于2006年投产。ECR(耐酸、高强度、高电阻无碱玻璃纤维)2005年在重庆问世。 除传统的中碱、无碱、高强、高模、高硅氧、耐碱玻璃纤维外,还开发了D(低介电)玻璃纤维、镀金属玻璃纤维。(2)玄武岩连续纤维及其复合材料 2003年起步,现已能采用纯天然玄武岩拉制单丝直径5.5微米、连续长度5万米不断头的连续纤维;已研发成功混凝土用筋材、建筑结构补强材、高温过滤毡、多轴向织物等,并已出口到发达国家与地区,其生产工艺与产品质量达国际先进水平。 我(大陆)玄武岩纤维及制品已出口欧美、日本等国,并卖到台湾省。 2007年我国上海、浙江横店、四川成都、辽宁营口等地生产的玄武岩连续纤维,年产量达700吨。 (3)ACM(先进复合材料)用特种纤维 相比玻璃纤维,我国碳纤维、芳纶纤维发展令人扼腕。碳纤维有专门文章论述本文不赘述。“十五”期间自主研发的聚芳砜酰胺纤维(Polysulphonamide fiber)耐热性、阻燃性、染色性、稳定性均优于芳纶。

复合材料的发展和应用的论文

复合材料的发展和应用的论文 全球复合材料发展概况 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。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商ppg公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国gdp增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达万吨,汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 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

先进复合材料在航空航天领域的应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/056825447.html, 先进复合材料在航空航天领域的应用 作者:周庆庆 来源:《科技风》2017年第17期 摘要:复合材料是在随着科技发展所衍生出的一种新型材料,尤其是先进复合材料目前 已经被广泛应用到了航空航天领域,并发挥着至关重要的作用价值。本文简要介绍了先进复合材料的特性,而后重点就先进复合材料在航空发动机、无人机等航空领域,以及导弹结构、运载火箭结构、卫星和宇航器结构等航天领域中的具体应用展开了深入的探究工作。 关键词:先进复合材料;航空航天;应用 伴随着当前科技水平的不断提高,尤其是航空航天领域的快速发展,材料的应用环境愈发恶劣,对于材料本身也提出了更为严苛的要求。新型材料的研发是为了更好的满足于高新技术发展的需求,其中复合材料是目前在材料科学领域中的一个主要发展方向,同时也是新材料发展最好的一个分支,随着复合材料的快速发展,其目前已经成为了与高分子材料金属材料、无机非金属材料所并列的四大材料体系之一。 一、复合材料的特性 先进复合材料有着十分明显的优势特性,具体可概括为结构整体化、经济效益最大化、可设计性以及功能多样性,现具体分析如下: (1)结构整体化。先进复合材料能够被加工为整体部件,也就是应用先进复合材料部件来取代金属部件。在一些较为特殊的轮廓及表层比较复杂的部件当中,利用金属制造往往可行性相对较差,而应用先进复合材料往往便可有效满足于实际的工作需求。 (2)经济效益最大化。将先进复合材料应用于航空航天领域内,可实现对产品数量的大幅度精减。因对复杂部件的连接往往无需采取焊接、铆接等方式,因而对于连接部件的需求量也便可以大大减少,进而使得材料的装配成本与时间也能够有效降低,从而实现经济效益的最大化。 (3)可设计性。应用纤维、树脂、复合结构等方式可得到多种性能、形状存在明显差异化的复合材料,选取出适当的材料及铺层次序便可加工出没有膨胀系数的复合材料,同时其尺寸稳定性也要明显优于一般的金属材料。 (4)功能多样性。随着先进复合材料材料的不断发展,其不断融合了许多优异的物理性能、化学性能、生物性能、力学性能等。如先进复合材料所具备的阻燃性能、吸波性能、防热性能、屏蔽性能、半导性能及超导性能,而且各类先进复合材料其本身的构成也不尽相同,在功能方面也会产生出一定的差异性,目前综合性及多功能性现已成为先进复合材料发展的一项主流趋势。

复合材料的最新研究进展

复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, (300160) thymeping@https://www.360docs.net/doc/056825447.html, 摘要:本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况,主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉,激发研究人员更有价值的创意。 关键词:复合材料,最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求,如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等,这推动了复合材料的发展,也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上,科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段,即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且,在复合材料性能取得飞速发展的同时,其应用领域不断拓宽,性能持续优化,加工工艺不断改善,成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能,其最大的优势是赋予材料可剪切性,从而优化设计每个特定技术要求的产品,最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来,复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展,由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发,使复合材料的市场竞争力有了很大的提高,应用领域不断扩大,除用于结构复合材料外,还大量的进入了功能材料市场。我们观察到,复合材料的发展趋势是[1]: (1)进一步提高结构型先进复合材料的性能; (2)深入了解和控制复合材料的界面问题; (3)建立健全复合材料的复合材料力学; (4)复合材料结构设计的智能化; (5)加强功能复合材料的研究。 近年来,复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多,并且不断有新的市场应用,能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前,增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行,复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力,尤其欧洲地区已有相关规定,热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外,复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的,包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等,全都是如此。 最近有一种新型增强纤维-玄武岩纤维(Basalt Filament),是由火山岩石所提炼而成的,堪称100% 天然且环保,预期在不久的未来,将会取代相当比例的各种纤维,而加入复合 - 1 -

高分子复合材料现状及发展趋势

高分子复合材料现状及发展趋势 8090216 王健敏 摘要:本文概述了高分子复合材料近年来的最新发展状况以及未来的发展趋势。针对不同的高分子复合材料,文章分别简要概括了液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料以及导热高分子复合材料这三种目前发展最为迅猛的高分子复合材料各自的发展状况。通过相关文献所报导的对于复合机理或者是具体应用上的报导,可以得知高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料是未来材料发展的主要方向之一。 关键词:液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料、导电高分子复合材料 21世纪是科技迅猛发展的时代,随着科学技术的发展,人们对聚合物材料的应用性能的要求日益提高,仅由合成法制备新的聚合物越来越难以满足要求的应用性能,而高分子复合材料所表现出来的优异性能引起了科学家的极大关注。高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料将在21世纪发挥出巨大的作用和无限的生命力。目前,高分子复合材料主要有高分子液晶复合材料、高分子纳米复合材料等。另外由于导热高分子复合材料的用途广泛及应用价值巨大,因此将它单独列为一类。随着科学技术的发展,这几类高分子复合材料都得到了长足的发展,下面将分别介绍各种高分子复合材料的发展状况。 1、高分子液晶复合材料

自从1888年奥地利植物学家F. Reinitzer在合成苯甲酸胆甾醇时发现了液晶后[1] , 人们对液晶材料的探索就从未停止。在1966年Dopont 公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制出商品纤维——Fi2bre B后,高分子液晶走向了工业化道路。至本世纪,高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要方向。液晶高分子当前的发展趋势是:降低成本;发展液晶高分子原位材料;开发新的成型加工技术和新品种;发展功能液晶高分子材料。目前,关于热致液晶高分子的原位复合是液晶高分子复合领域的一大热点。 原位复合材料是以热塑性树脂为基体, 热致液晶高分子为增强剂, 利用热致液晶聚合物易于自发取向成纤维或带状结构的特点, 在共混熔融后拉伸或注射成型时, 体系中的分散相TLCP 在合适的应力作用下取向形成微纤结构, 由于刚性分子链有较长的松弛时间,在熔体冷却时能被有效地冻结或保存在T P 基体中, 从而形成一种自增强的微观复合材料, 即热致液晶原位复合材料[2]。热致液晶高分子( TLCP) 具有高强度、高模量和自增强性能, 杰出的耐高温和冷热交变性能, 优异的阻燃性、耐腐蚀性、耐磨性、阻隔性和成型加工性能, 线胀系数和摩擦系数小, 尺寸稳定性高, 抗辐射、耐微波、综合性能十分优异, 被誉为超级工程材料。 据相关报道,由于碳纳米管( CNT ) 具有卓越的力学、热学、电学等理化性能, 因而广泛用于高分子复合材料改性, 由于长径比较大,只需添加极少的CNT, 就可以显著改善高分子基体的性能[3],国内外学者对以各种聚合物为基体的CNT /聚合物纳米复合材料进行了广

复合材料的发展和应用(1)

复合材料的发展和应用(1) 全球复合材料发展概况 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。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,20XX年欧洲的复

合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。20XX年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,20XX年的总产量约为145万吨,预计20XX年总产量将达180万吨。 从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。20XX年美国汽车零件的复合材料用量达万吨,欧洲汽车复合材料用量到20XX年估计可达万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在20XX年的用量达万吨,汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,

先进的复合材料

先进的复合预浸纱 (5码起订) 薄膜粘合材料:BMS5-101(AF163-2K),BMS5-129等。 核心接合剂/泡沫粘合剂:BMS5-90,BMS5-139,环氧树脂和聚脂石墨:BMS8-168,BMS8-212,纤维和单向带。 纤维B:BMS8-219,BMS8-129,纤维 管/密封复合材料 粘合管:BMS5-89(EC3960,BR127) 燃料电池密封剂:PR1422B2 或PR1422B1/2(MIL-S-8802) 抗腐蚀密封剂:PS870B2 或PSB870B1/2 防腐复合材料:BMS3-27(Mastionx6856K) 真空包装/加工材料 送气/抽吸帆布:4盎司和10盎司 闪光带:硅制和非硅制 特氟纶带:压力敏感型 玻璃纤维带:宽度范围50英寸至60英寸 密封带/包装带:“胶带” 松解薄膜:FEP(打孔型和非打孔型) 松解纤维:特氟纶外包裹玻璃纤维(多孔渗水型和非多孔渗水型)真空包装带:尼龙(V字折叠型,管型,平板型) 干性材料(纤维) 石墨:BMS9-8,AH370-5H 玻璃纤维:BMS9-3 纤维B:纤维B49 复合修复设备: 热补仪:威奇技术HB1单层环带,HB2双层环带,危险环境。 电热毯:电压标准110—220伏,现货,接受订货 热(电)偶适应器:BAC5621,带测试报告证明 真空附件:泵,量规,管线,软管接头,吸气探针 预填装铝: (填充物为BAC5555和BAC5514-589) 尺寸为:48英寸*48英寸 按平方尺出售 起订量为3平方尺 可以以绝缘材料包装,也可以不以绝缘材料包装 标准厚度:0.012英寸—0.032英寸 保存期限:按保存说明可保存60个月 所有材料的运输都严格按照美国军方的加工标准 可接受定货 人造树脂补充剂/粉末 微型气球:玻璃和酚醛塑料 CAB-O-SIL:熏制硅土 磨细的玻璃纤维 蜂窝状中心[芯轴]

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