复合材料有些范文

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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<0.3%;E-玻纤,即电工用玻

璃纤维,碱金属氧化物含量<1%;湿度大,水的侵蚀会使GF强度下降,含

碱量越大侵蚀越快因此E玻纤强度下降速率比S玻纤快碱量越大,侵蚀越快,因此E-玻纤强

度下降速率比S-玻纤快。

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

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。

复合材料有特性:

1、复合材料的比强度和比刚度较高。材料的强度除以密度称为比强度;材料的刚度除以密度称为比刚度。这两个参量是衡量材料承载能力的重要指标。比强度和比刚度较高说明材料重量轻,而强度和刚度大。这是结构设计,特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使用纤维增强复合材料的比例。

2、复合材料的力学性能可以设计,即可以通过选择合适的原材

料和合理的铺层形式,使复合材料构件或复合材料结构满足使用要求。例如,在某种铺层形式下,材料在一方向受拉而伸长时,在垂直于受拉的方向上材料也伸长,这与常用材料的性能完全不同。又如利用复合材料的耦合效应,在平板模上铺层制作层板,加温固化后,板就自动成为所需要的曲板或壳体。

3、复合材料的抗疲劳性能良好。一般金属的疲劳强度为抗拉强度的40~50%,而某些复合材料可高达70~80%。复合材料的疲劳断裂

是从基体开始,逐渐扩展到纤维和基体的界面上,没有突发性的变化。因此,复合材料在破坏前有预兆,可以检查和补救。纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。用复合材料制成的直升飞机旋翼,其疲劳寿命比用金属的长数倍。

4、复合材料的减振性能良好。纤维复合材料的纤维和基体界面的阻尼较大,因此具有较好的减振性能。用同形状和同大小的两种粱分别作振动试验,碳纤维复合材料粱的振动衰减时间比轻金属粱要短得多。

6、复合材料的安全性好。在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。当用这种材料制成的构件超载,并有少量纤维断裂时,载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上,因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。

复合材料的成型工艺简单。纤维增强复合材料一般适合于整体成型,因而减少了零部件的数目,从而可减少设计计算工作量并有利于提高计算的准确性。另外,制作纤维增强复合材料部件的步骤是把纤维和基体粘结在一起,先用模具成型,而后加温固化,在制作过程中基体由流体变为固体,不易在材料中造成微小裂纹,而且固化后残余应力很小。

目前已有许多常规和特种加工方法可用于各种类型复合材料的加工。常规机械加工方法简单、方便、工艺较为成熟,但加工质量不高,易损坏加工件,刀具磨损快,而且难以加工形状复杂的工件。

(完整word版)纤维增强复合材料

纤维增强复合材料由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小,一般在l0μm以下,缺陷较少又小,断裂应变不大于百分之三,是脆性材料,容易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说,强度和模量要低得多,但可经受较大的应变,往往具有粘弹性和弹塑性,是韧性材料。 纤维增强复合材料,由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同,品种很多,如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、Kevlar纤维增强环氧、Kevlar 纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。(1新型纺织材料及应用宗亚宁主编中国纺织出版社) 纤维增强复合材料的性能体现在以下方面: 比强度高比刚度大,成型工艺好,材料性能可以设计,抗疲劳性能好。破损安全性能好。多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多,会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料,虽然某些性能很好,但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比,具有较高的强度和模量,较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能,因而能较好地吸收振动能量,同时减少对相邻结构件的影响。 从本世纪40年代起,复合材料的发展已经历了整整半个世纪。随着技术的提高,应用领域已从航空航天和国防军工扩展到建筑与土木工程、陆上交通运输、船舶和近海工程、化工防腐、电气与电子、体育与娱乐用品、医疗器械与仿生制品以及家庭与办公用品等等各部门。复合材料在建筑上可作为结构材料、装饰材料、功能材料以及用来制造各种卫生洁具和水箱等。 纤维增强复合材料由增强材料和基体材料构成,每部分都有各自的作用,影响复合材料的性能。 作为增强材料的纤维是组成复合材料的主要成分。在纤维增强复合材料中占有相当的体积分数,同时是结构复合材料承受载荷的主要部分。增强纤维的类型、数量和取向对纤维增强复合材料的性能十分重要,它主要影响以下的方面:(1)密度;

复合材料的发展和应用

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

(整理)复合材料学思考题

复合材料学思考题 第一章绪论 1. 复合材料的定义。 2. 复合材料相的划分。 3. 复合材料的命名和分类。 4. 与传统材料相比,复合材料有哪些特点? 第二章复合材料的基体材料 1. 金属基体选择原则包括哪些方面?并举例说明。 2. 结构复合材料的金属基体的分类及常用的基体材料有哪些? 3. 功能金属基复合材料的主要金属基体种类有哪些? 4. 常用的陶瓷基体的分类,且每一类中常用的基体材料有哪些? 5. 无机胶凝材料的分类。 6. 水泥的的分类。了解硅酸盐水泥生产、组成及硬化机理。 7. 镁质胶凝材料的种类及原料。 8.不饱和聚酯树脂的合成原理及性能特点。 9. 环氧树脂胺固化和酸酐固化原理,固化剂用量的计算? 10. 酚醛树脂的合成及固化原理? 11. 常见热塑性塑料的结构及性能特点? 12. 常见橡胶的结构式、性能特点? 13. 橡胶配方中各配合剂的作用? 第三章复合材料的增强材料 1. 增强材料的定义。目前常用的增强材料有哪三大类? 2. 玻璃纤维的分类,玻璃纤维的主要性能特性。 3. 分析玻璃纤维比大块玻璃高强的原因。影响玻璃纤强度的因素有哪些?。 4. 玻璃纤维织物的品种主要有哪些? 5. 连续玻璃纤维及其制品的制造方法分为哪两类,它们拉丝的工艺过程是如何进行的?哪种制造方法更优越,相比其优点主要是什么? 6. 玻纤制造过程中加浸润剂的作用,浸润剂分类,去除纺织型浸润剂有哪些方法? 7. 碳纤维的概念。碳纤维的分类。 8. 碳纤维的制造方法有哪两种?其中哪种方法最常用? 9. 有机纤维碳化法制造碳纤维要经历哪些阶段?并解释每一阶段的作用。 10. 碳纤维的主要性能特征。 11. 了解芳纶纤维的制造过程和其主要特性。 12. 理解沃兰或硅烷与玻璃纤维表面作用机理

复合材料技术

航空预浸料- 热压罐工艺复合材料技术应用概况 发布时间:2011-11-23 15:34:27 先进复合材料自问世以来,由于其轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优势,一直在航空材料领域得到重视。随着近几十年来的发展,尤其是最近10年在大型飞机上井喷式的应用,先进复材料已经证明了其在未来航空领域的重要地位,它在飞机上的用量和应用部位也已经成为衡量飞结构先进性的重要标志之一[1] 如目前代表世界最先进战机的美国F-22 和F-35,其复合材料占机结构重量达到了26%(F-22 机身、机翼、襟翼、垂尾、副翼、口盖、起落架舱门;F-35 机身翼进气道、操纵面、副翼、垂尾),欧洲EF-2000 战机更是达到了35%~40%(机翼、垂尾、方向舵[2] ;民机领域的两大巨头波音和空客,在其最新型的大型客机波音787、A350XWB 机型中,大幅使用复合材料,分别达到50% 和52%[3],在机身主承力结构中,除一些特殊需要外,基本上实现了全复合材料化。 从当前的复合材料应用来看,航空复合材料具备以下几个方面的特点:在材料方面,飞主承力结构应用高韧性复合材料;在工艺方面,呈现出以预浸料- 热压罐工艺为主,积极开发液体成型工艺及其他低成本成型工艺的态势,对复合材料构件的制造综合考虑性能/ 成本因机[4]设计理念的广泛认知,复合材料已逐渐在主承力结构上站稳了脚跟,而且,为了进一步将复合材料的优点充分发挥,飞机结构设计越来越趋向于整体化和大型化。复合材料在主承力结构上的应用技术是体现航空复合材料水平及应用程度的重要标志。目前复合材料主承力构件仍是以预浸料- 热压罐工艺为主。基于此,本文旨在介绍目前与航空预浸料- 热压罐工艺相关的复合材料技术。 主承力结构用预浸料 1 高性能复合材料体系 “计是主导,材料是基础,工艺是关键”[5]复合材料的制造技术与材料的发展息息相关。航空预浸料-热压罐工艺高性能复合材料到目前已经历了3个阶段。 第一阶段的复合材料采用通用T300 级碳纤维和未增韧热固性树脂,具有明显的脆性材料特征,主要用于飞机承力较小的结构件。第二善,应用范围扩大到垂尾、方向舵和平尾等部件。第三阶段的复合材料为高韧性复合材料,其应用扩大到机材料应用于飞机主承力结构,波音公司首先提出了高韧性复合材料预浸料标准BMS8-276,概述了主承力结构复合材料性能目标,并提出采用冲击后压缩强度

复合材料层合板

复合材料层合板 MA 02139,剑桥 麻省理工学院 材料科学与工程系 David Roylance 2000年2月10日 引言 本模块旨在概略介绍纤维增强复合材料层合板的力学知识;并推导一种计算方法,以建 立层合板的平面内应变和曲率与横截面上内力和内力偶之间的关系。虽然这只是纤维增强复 合材料整个领域、甚至层合板理论的很小一部分,但却是所有的复合材料工程师都应掌握的 重要技术。 在下文中,我们将回顾各向同性材料矩阵形式的本构关系,然后直截了当地推广到横观 各向同性复合材料层合板。因为层合板中每一层的取向是任意的,我们随后将说明,如何将 每个单层的弹性性能都变换到一个共用的方向上。最后,令单层的应力与其横截面上的内力 和内力偶相对应,从而导出控制整块层合板内力和变形关系的矩阵。 层合板的力学计算最好由计算机来完成。本文简略介绍了几种算法,这些算法分别适用 于弹性层合板、呈现热膨胀效应的层合板和呈现粘弹性响应的层合板。 各向同性线弹性材料 如初等材料力学教材(参见罗兰奈斯(Roylance )所著、1996年出版的教材1)中所述, 在直角坐标系中,由平面应力状态(0===yz xz z ττσ)导致的应变为 由于泊松效应,在平面应力状态中还有沿轴方向的应变:z )(y x z σσνε+?=,此应 变分量在下文中将忽略不计。在上述关系式中,有三个弹性常量:杨氏模量E 、泊松比ν和 切变模量。但对各向同性材料,只有两个独立的弹性常量,例如,G 可从G E 和ν得到 上述应力应变关系可用矩阵记号写成 1 参见本模块末尾所列的参考资料。

方括号内的量称为材料的柔度矩阵,记作S 或。 弄清楚矩阵中各项的物理意义十分重要。从矩阵乘法的规则可知,中第i 行第列的元素表示第个应力对第i 个应变的影响。例 如,在位置1,2上的元素表示方向的应力对j i S j i S j j y x 方向应变的影响:将E 1乘以y σ即得由y σ引起的方向的应变,再将此值乘以y ν?,得到y σ在x 方向引起的泊松应变。而矩阵中的 零元素则表示法向分量和切向分量之间无耦合,即互不影响。 如果我们想用应变来表示应力,则式(1)可改写为: 式中,已用G )1(2ν+E 代替。该式可进一步简写为: 式中,是刚度矩阵。注意:柔度矩阵S 中1,1元素的倒数即为杨氏模量,但是 刚度矩阵中的1,11 S D ?=D 元素还包括泊松效应、因此并不等于E 。 各向异性材料 如木材、或者如图1所示的单向纤维增强复合材料,其典型特征是:沿 纤维方向的弹性模量有纹理的材料,1E 将大于沿横向的弹性模量和。当2E 3E 321E E E ≠≠时,该材料称 为其力学性能是各向同性的,即为正交各向异性材料。不过常见的情况是:在垂直于纤维方向的平面内,可以足够精确地认 32E E =,这样的材料称为横观各向同性材料。这类各向异 同性材料的推广: 性材料的弹性本构关系必须加以修正, 下式就是各向同性弹性体通常的本构方程对横观各向 式中,参数12ν是主泊松比,如图1所示,沿方向1的应变将引起沿方向2的应变,后者与 前者之比的绝对值就是12ν。此参数值不象在各向同性材料中那样,限制其必须小于0.5。反 过来,沿方向2的应变将引起沿方向1的应变,后者与前者之比的绝对值就是21ν。因为方

电中在线-建筑材料试题及答案

建筑材料考试题目及答案 1.材料的孔隙率增大时,其性质保持不变的是()。 A.密度 B.强度 C.堆积密度 D.表观密度 正确 正确答案:A 学生答案:A 2.材料在水中吸收水分的性质称为()。 A.渗透性 B.吸湿性 C.耐水性 D.吸水性 正确 正确答案:D 学生答案:D 3.下列性质属于力学性质的有:强度、硬度、弹性、脆性。 A.正确 B.错误 正确 正确答案:A 学生答案:A 4.下列材料中,属于复合材料的是()。 A.建筑石油沥青 B.钢筋混凝土 C.建筑塑料 错误 正确答案:B

5.响矿渣活性的因素有化学成分和玻璃体的含量 A.正确 B.错误 正确 正确答案:A 学生答案:A 6.回转窑内分解带物料运动速度最快。 A.错误 B.正确 错误 正确答案:B 学生答案:A 7.GB规定矿渣硅酸盐水泥,水泥中MgO的含量不得超过5.0%。 A.正确 B.错误 错误 正确答案:B 学生答案:A 8.铝率越大,窑内液相的粘度越小。 A.错误 B.正确 错误 正确答案:A 学生答案:B 9.混凝土的( )强度最大。 A.抗弯 B.抗剪 C.抗拉 D.抗压 正确 正确答案:D

10.混凝土配合比设计中,水灰比的值是根据混凝土的( )要求来确定的。 A.强度 B. 耐久性 C.强度及耐久性 D.和易性与强度 正确 正确答案:C 学生答案:C 11.在原材料质量不变的情况下,决定混凝土强度的主要因素是( )。 A.砂率 B.单位用水量 C.水泥用量 D.水灰比 正确 正确答案:D 学生答案:D 12.厚大体积混凝土工程适宜选用( )。 A.硅酸盐水泥 B.矿渣水泥 C.高铝水泥 D.普通硅酸盐水泥 错误 正确答案:B 学生答案:A 13.混凝土施工质量验收规范规定,粗集料的最大粒径不得大于钢筋最小间距的( )。 A.1/4 B.3/4

复合材料层合板强度计算现状

复合材料层合板强度计算现状 作者:李炳田 1.简介 复合材料是指由两种或者两种以上不同性能的材料在宏观尺度上组成的多相材料。一般复合材料的性能优于其组分材料的性能,它改善了组分材料的刚度、强度、热学等性能。复合材料从应用的性质可分为功能复合材料和结构复合材料两大类。功能复合材料主要具有特殊的功能,例如:导电复合材料,它是用聚合物与各种导电物质通过分散、层压或通过表面导 电膜等方法构成的复合材料;烧灼复合材料,它由各种无机纤维增强树脂或非金属基体构成,可用于高速飞行器头部热防护;摩阻复合材料,它是用石棉等纤维和树脂制成的有较高摩擦系数的复合材料,应用于航空器、汽车等运转部件的制动。功能复合材料由于其涉及的学科比较广泛,已不是单纯的力学问题,需要借助电磁学,化学工艺、功能学等众多学科的研究方法来研究。结构复合材料一般由基体料和增强材料复合而成。基体材料主要是各种树脂或金属材料;增强材料一般采用各种纤维和颗粒等材料。其中增强材料在复合材料中起主要作用,用来提供刚度和强度,而基体材料用来支持和固定纤维材料,传递纤维间的载荷。结构复合材料在工农业及人们的日常生活中得到广泛的应用,也是复合材料力学研究的主要对象,是固体力学学科中一个新的分支。在结构复合材料中按增强材料的几何形状及结构形式又可划分为以下三类: 1.颗粒增强复合材料,它由基体材料和悬浮在基体材料中的一种或多种金属或非金属颗 粒材料组合而成。 2.纤维增强复合材料,它由纤维和基体两种组分材料组成。按照纤维的不同种类和形状 又可划分定义多种复合材料。图1.1为长纤维复合材料的主要形式。 图1.1 3.复合材料层合板,它由以上两种复合材料的形式组成的单层板,以不同的方式叠合在 一起形成层合板。层合板是目前复合材料实际应用的主要形式。本论文的主要研究对象就是长纤维增强复合材料层合板的强度问题。长纤维复合材料层合板主要形式如图1.2所示。 图1.2 一般来说,强度是指材料在承载时抵抗破坏的能力。对于各向同性材料,在各个方向上强度均相等,即强度没有方向性,常用极限应力来表示材料的强度。对于复合材料,其强度的显著的特点是具有方向性。因此复合材料单层板的基本强度指标主要有沿铺层主方向(即纤维方向)的拉伸强度Xt和压缩强度Xc;垂直于铺层主方向的拉伸强度Yt和压缩强度Yc以及平面内剪切强度S等5个强度指标。对于复合材料层合板而言,由于它是由若干个单层

镁碳砖

镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用 河北瀛都复合材料有限公司 王丕轩孙志红 摘要:概述了镁碳砖的发展概况、生产过程及在钢包渣线的应用,并对其发展前景进行了展望。 关键词:镁碳砖;渣线;低碳化;精炼 11镁碳砖发展概况 MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料,最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发,它是以镁砂(高温烧结镁砂或电熔镁砂)和碳素材料为原料,用各种碳质结合剂制成的耐火材料。由于MgO–C砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业,如转炉炼钢和电炉炼钢[1]。 在日本研发出树脂结合MgO–C砖后,西欧开发了沥青结合的MgO–C砖,其残碳量约为10%,由于价格低于树脂结合MgO–C砖,故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位,同时也用于转炉。 我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料[2],并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后,仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。发展到目前,全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。 随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求,低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。低碳MgO–C砖一般是指总含碳量不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MgO–C砖,降低碳含量可明显降低材料的热导率[3]。近年来,对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视,这方面的研究开发工作已取得一定的成果,展现了良好的发展前景。 2 镁碳砖的生产过程 2.1 原料 MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化剂。 2.1.1 镁砂 镁砂是生产MgO–C砖的主要原料,有电熔镁砂和烧结镁砂之分。电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点,是生产镁碳砖中主要选用的原料。生产普通镁质耐火材料,对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯

电子封装用SiCp_Al复合材料开发可行性研究报告

电子封装用SiC p//Al复合材料开发与应用 可行性报告 一.项目的主要内容 铝碳化硅(AlSiC)电子封装材料是将金属的高导热性与陶瓷的低热膨胀性相结合,能满足多功能特性及设计要求,具有高导热、低膨胀、高刚度、低密度、低成本等综合优异性能的电子封装材料。在国际上,铝碳化硅属于微电子封装材料的第三代产品,是当今西方国家芯片封装的最新型材料。该复合材料的热膨胀系数比无氧铜低一半以上,且在一定范围内精确可控,比重仅为无氧铜的三分之一;与第一代kovar封装合金相比,导热率可提高十倍,减重三分之二;与第二代封装金属W/Cu、Mo/Cu相比,分别减重约83%和71%,且成本低得多。另外,SiCp/Al电子封装材料具备优异的尺寸稳定性,与其他封装金属相比,机械加工及钎焊引起的畸变最小,具有净成型、加工能力,可焊性也较好。自国际开发此类技术迄今十年多来,其应用范围从军工领域逐步向民用电子器材领域扩展,目前已占据整个电子封装材料市场近乎50%的使用覆盖面。由于此项技术产品具有重要的军工价值,被欧美国家视为导弹、火箭和卫星制造等方面的尖端基础材料,始终作为高度机密技术加以封锁,该产品早已是我国急需的军工和民用市场上的空白高技术产品。项目组在前期研究基础上将进一步优化自创的无压渗透法工艺中温度、摸具、气氛、时间等工艺参数;研究不同基体成分制备工艺参数,增强相颗粒尺寸、形状、比例等对该材料的导热性及膨胀系数影响;研究新材料镀镍及镀金工艺包括镀槽成分、酸洗工艺、退火工艺等,形成一套完整的铝碳化硅(AlSiC)电子封装零件制备工艺,制备出不同性能的电子封装材料和具体零件,为铝碳化硅(AlSiC)电子封装材料的产业化奠定基础。

改性塑料粒子复合材料项目计划书(项目投资分析)

第一章项目概述 一、项目概况 (一)项目名称 改性塑料粒子复合材料项目 (二)项目选址 xxx工业园 场址选择应提供足够的场地用以满足项目产品生产工艺流程及辅助生产设施的建设需要;场址应具备良好的生产基础条件而且生产要素供应充裕,确保能源供应有可靠的保障。节约土地资源,充分利用空闲地、非耕地或荒地,尽可能不占良田或少占耕地;应充分利用天然地形,选择土地综合利用率高、征地费用少的场址。项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫生等要求的前提下尽量合并建筑;充分利用自然空间,坚决贯彻执行“十分珍惜和合理利用土地”的基本国策,因地制宜合理布置。 (三)项目用地规模 项目总用地面积26833.41平方米(折合约40.23亩)。 (四)项目用地控制指标 该工程规划建筑系数74.85%,建筑容积率1.56,建设区域绿化覆盖率5.39%,固定资产投资强度196.17万元/亩。

(五)土建工程指标 项目净用地面积26833.41平方米,建筑物基底占地面积20084.81平 方米,总建筑面积41860.12平方米,其中:规划建设主体工程28573.71 平方米,项目规划绿化面积2257.41平方米。 (六)设备选型方案 项目计划购置设备共计132台(套),设备购置费2233.56万元。 (七)节能分析 1、项目年用电量1124478.12千瓦时,折合138.20吨标准煤。 2、项目年总用水量22801.52立方米,折合1.95吨标准煤。 3、“改性塑料粒子复合材料项目投资建设项目”,年用电量1124478.12千瓦时,年总用水量22801.52立方米,项目年综合总耗能量(当量值)140.15吨标准煤/年。达产年综合节能量44.26吨标准煤/年, 项目总节能率23.09%,能源利用效果良好。 (八)环境保护 项目符合xxx工业园发展规划,符合xxx工业园产业结构调整规划和 国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境产生明 显的影响。 (九)项目总投资及资金构成

碳纤维增强复合材料概述

碳纤维增强复合材料概述 摘要:本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍,详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。 关键字:碳纤维,复合材料,应用 Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials. Key words: carbon fiber, composite materials, applications 1.碳纤维增强复合材料介绍 复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料,按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料,到目前为止,主要的发展方向是结构复合材料,但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料(constituent materials),它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。对结构复合材料而言,组分材料包括基体和增强体,基体是复合材料中的连续相,其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷;增强体是复合材料中承载的主体,包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体,其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维,按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维,而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。 碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料,直径范围在6~8 μm 内,是近几十年发展起来的一种新型材料。目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类:聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维,分别用聚丙烯腈原丝(称之为前驱体)、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。通过碳化工艺,使纤维中的氢、

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,

【CN109627027A】一种铝镁铁铬尖晶石复合材料及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910125840.3 (22)申请日 2019.02.20 (71)申请人 中钢集团耐火材料有限公司 地址 471000 河南省洛阳市涧西区西苑路1 号 (72)发明人 张利新 廖绍虎 王玉霞 杨建华  王宇涛 李婉婉 刘萍  (51)Int.Cl. C04B 35/66(2006.01) (54)发明名称 一种铝镁铁铬尖晶石复合材料及其制备方 法 (57)摘要 本发明公开了一种强度高、气孔率低、抗侵 蚀性强、热震稳定性和高温性能好,使用寿命长 的铝镁铁铬尖晶石复合材料制备方法;这种铝镁 铁铬尖晶石复合材料制备方法,可以使铁铬尖晶 石形成过程中的膨胀降低到3%~5%之间,在提 高了热应力裂纹的愈合和抗渣能力的同时,把铁 铬尖晶石形成过程中的膨胀控制在3%~5%合 理的范围;大大提高了铝镁铁铬尖晶石复合材料 的强度,提高了铝镁铁铬尖晶石复合材料的抗侵 蚀性和热震稳定性。权利要求书1页 说明书5页CN 109627027 A 2019.04.16 C N 109627027 A

1.一种铝镁铁铬尖晶石复合材料,其特征在于:所述耐火材料的组成成分为:电熔铬刚玉、氧化铬和凝胶结合剂。 2.如权利要求1所述的铝镁铁铬尖晶石复合材料,其特征在于:所述复合材料的组成成分按重量份数为:板状刚玉原料10-20份、精铬矿原料30-50份、铝铬固溶体原料20-40份、 镁铝尖晶石原料10-20份。 3.如权利要求1所述的铝镁铁铬尖晶石复合材料,其特征在于:所述结合剂的加入量分别占总重量的比例为3-5%。 4.一种如权利要求1 ~3中任一项所述铝镁铁铬尖晶石复合材料的制备方法,其特征是: 其制备步骤如下:步骤一、板状刚玉原料10-20份、精铬矿原料30-50份、铝铬固溶体原料20-40份、 镁铝尖晶石原料10-20份,结合剂的加入量分别占总重量的比例为3-5%; 步骤二、将混合好的料按照重量要求称量后倒入事先组装好的模具内,进行高压成型;步骤三、成型后按照砖坯尺寸要求测量,并及时化验胚体的指标;步骤四、将成型好的砖坯放入干燥器烘干,烘干温度控制在150℃,时间控制在24-28小时;步骤五、将干燥后的坯体装入高温窑内烧制,烧成温度控制在1480-1560℃,制成这种高温窑炉工作层用铝镁铁铬尖晶石复合材料。 5.根据权利要求4所述的一种铝镁铁铬尖晶石复合材料的制备方法,其特征在于:其中步骤一中,板状刚玉原料、铝铬固溶体原料、精铬矿原料、 镁铝尖晶石原料粒度分布在5-3mm、3-1mm、1-0mm、小于0.044mm、小于5μm的粒度区间。 6.根据权利要求4所述的一种铝镁铁铬尖晶石复合材料的制备方法,其特征在于:板状刚玉原料、铝铬固溶体原料、精铬矿原料、镁铝尖晶石原料的颗粒状和细粉状的原料粒度比为3:1。 7.根据权利要求4所述的一种铝镁铁铬尖晶石复合材料的制备方法,其特征在于:精铬矿原料的Cr2O3含量在大于55%,FeO不大于13%。 8.根据权利要求4所述的一种铝镁铁铬尖晶石复合材料的制备方法,其特征在于:镁铝尖晶石原料Al2O3含量大于70%,MgO含量大于20%。 权 利 要 求 书1/1页 2 CN 109627027 A

复合材料开发以及运用

复合材料开发以及使用 世界复合材料发展概况 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,它能够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。因为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持续进步,生产厂家的制 造水平普遍提升,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被很多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。所以,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。当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。从世界范围看,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年欧洲的复合材料世界占有率约为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世界市场 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。总体来说,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14.8万吨,欧洲汽车复合材料

复合材料与工程专业前景

专业前景 复合材料是科学技术发展的重要物质基础和先导,从航空航天到电子计算机等高技术领域,复合材料的应用已成为传统单一材料不可替代的关键技术材料。世界上各先进国家都将复合材料列为国家发展关键技术,我国“863”计划、国防科技发展战略及国家建材2010年发展规划都把复合材料列为重中之重。 我国复合材料工业产量从上世纪80年代初至今已翻了5.5番,平均年增长率为28%,近几年发展速度更快。但是我国复合材料专业的建设起步晚,和国外相比差距较大,而且开设该专业的高校数量较少(如:济南大学青岛大学青岛科技大学华东理工大学哈尔滨工业大学华中科技大学武汉大学武汉理工大学南京工业大学中北大学江苏大学西北工业大学安徽理工大学),每年的毕业生相比其他“热门”专业在数量上可谓是淡水与海水之比,目前在国内还有很多人没有听说过复合材料与工程这门专业,正是物以稀为贵,该专业具有较强的发展 潜力。鉴于目前我国复合材料工业的迅速发展,我国迫切需要大批高质量的复 合材料技术人才。 生活处处皆材料,复合材料作为材料科学的一个分支,研究生的范围较广,如:在从事复合材料或材料研究、开发和生产的高等院校、研究设计院、所担任研究员从事复合材料的研究工作。民用方面可以在与复合材料相关的建筑、电机、电子、信息通讯、轻工、化工企业和公司从事新型复合材料研究与开发工作,有能力者甚至可以进入国家军工企业从事军工复合材料的改进和研发工作。总之:研究生从事的一般为研究开发性的工作,也就是技术员、工程师。留校从事材料学科(如物理、化学、高等数学)的教学工作也是不错的选择。 本科生就业不如研究生广、待遇不如研究生高。材料本科生大多在与材料有关的企业工厂从事操作员、生产员、检测工和营销管理人员。当然,如果有足够的能力,可以尝试进入企业的技术开发和研究部门。若是有兴趣和意向,自主创业也是一条不错的就业选择。

粒子填充型导电复合材料的导电机理

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粒子填充型导电复合材料的导电机理 作者:周静, 孙海滨, 郑昕, 刘俊成, Zhou Jing, Sun Haibin, Zheng Xin, Liu Juncheng 作者单位:周静,孙海滨,刘俊成,Zhou Jing,Sun Haibin,Liu Juncheng(山东理工大学,淄博,255091), 郑昕,Zheng Xin(金晶玻璃集团,淄博,255200) 刊名: 陶瓷学报 英文刊名:JOURNAL OF CERAMICS 年,卷(期):2009,30(3) 被引用次数:0次 参考文献(20条) 1.张佐光功能复合材料 2004 2.贾向明.李光宪.陆玉本本证导电复合高分子材料的研究与进展 2003(154) 3.Fish D.Zhou G.Smid J Ring opening polymerization of cyclotetrasiloxanes with large substituents 1990(01) 4.Kirkpatrick S Electrical conduction in a nonconjugated polymer doped with SnCl4 and SbCl5 1973 5.Aharoni S M ElectricaI resistivity of a composite of conducting particles in an insulating matrix 1972(05) 6.Janzen J On the critical conductive filler loading in antistatic composites 1975(02) 7.Stauffer D.Ahamoy A Introduction to percolation theory 1991 8.樊中云论两相材料中结构与性能的关系 1996(zk) 9.Sumita M.Takenaka K Characterization of dispersion and percolation of filled polymers; molding time and temperature dependence of percolation time on carbon black filled low density polyethylene 1995 https://www.360docs.net/doc/d512327698.html,ndauer R Electrical conductivity in inhomogeneous media 1978 11.Mclachlan D S Measurement and analysis of a model dual-conductivity medium using a generalized effective medium theory 1988(08) 12.Mclachlan D S.Blaszkiewicz M.Newnham R E Electrical resistivity of composites 1990(08) 13.Rajagopal C.Stayam M Studies on electrical conductivity of insulator-conductor composites 1978(11) 14.Asada T Two-step percolation in polymer blends filled with CB PTC effect in CB/epoxy polymer composites 1987(04) 15.Medalia A I Electrical conduction in carbon black composites 1986(03) 16.Shklovskii B I.Efros A L Electronic processes of doped semiconductors 1984 17.Simmons J G Generalized formula for the electric tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film 1963(06) 18.Ezquerra T A.Kulescza M.Cruz C S Charge transport exponents 1990(12) 19.雷忠利.成长谋.孟雅新导电复合材料中的双逾渗行为及其应用 2002(06) 20.Van Beck L K.Van Pul B I Internal field emission in carbon black-loaded natural rubber vulcanizates 1962

土木工程材料(第二版)复习资料

材料按化学成分分为:无机材料、有机材料和复合材料; 按材料的结构和构造的尺度范围可分为;宏观结构:介观结构;微观结构。 密度:材料在绝对密实状态下单位体积的质量,以表示; 表观密度:材料单位表观体积(实体及闭口体积)的质量; 堆积密度:散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量; 密实度:指材料的体积内被固体物质所充实的程度; 空隙率:指散粒材料在堆积状态下,颗粒之间的空隙体积所占的比例。 间隙率:散粒材料在堆积状态下颗粒捡捡隙体积占堆积体积的百分率。 强度:材料抵抗外力破坏的能力。 弹性:材料在外力作用下产生变形,当外力除去后,能够完全恢复原来形状的性能。 塑性:材料在外力作用下产生显著变形,但不断裂破坏,外力取消后,仍保持变形后的形状的性质。 徐变:材料在恒定外力作用下,随时间缓慢增长的不可恢复的变形。 韧性:指材料在外力作用下,能够吸收较大的能量,同时产生一定的变形而不导致破坏的性能。 硬度材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力。 耐磨性:材料表面抵抗磨损的能力。 亲水性:材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质; 憎水性:材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质; (夹角小于等于90度,为亲水性材料;夹角大于90度,为憎水性材料;) 吸湿性:材料在潮湿空气中吸收水蒸气的能力;用含水率表示。 吸水性:材料在浸水状态下吸入水分的能力;用吸水率表示,有质量吸水率和体积吸水率。 耐水性:材料长期在水作用下保持其原有性质的能力,其强度也不显著降低的性质称为耐水性; (工程中将>0.80的材料,称为耐水性材料) 用于长期处于水中或潮湿环境中重要的结构材料,软化系数应大于0.85;用于受潮较轻或次要结构物的材料,软化系数应大于0.75.抗渗性:材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质; 渗透系数越大(k),材料的抗渗性越差;抗渗等级越高,抗渗性越好; 材料的抗渗性与材料内部的孔隙率特别是开口孔隙率有关。 热传递的三种方式:导热;对流;热辐射。 导热性:热量在材料中传导的性质; (材料的导热系数越小,表示其绝热性能越好;材料的孔隙率大其导热系数小,隔热绝热性好) 办水石膏可分为建筑石膏和高强石膏。 建筑石膏的技术性质 1.凝结硬化快 2.尺寸稳定 3.孔隙率高 4.防火性好 5.耐水性和抗冻性差 根据高温煅烧可分为欠火石灰和过火石灰

国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向

--] 诺贝尔学术资源网->材料资源->《转》国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向[打印本页] 登录->注册->回复主题->发表主题 romanceliu 2008-01-15 17:37 查看完整版本: [-- 《转》国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向 一.国外情况 1996年世界碳纤维生产能力15000t,实际产量约10000t左右,其中日本约占60%。日本有三家大公司从事碳纤维的生产、研究和开发,东丽公司、东邦人造丝公司和三菱人造丝公司是世界著名的碳纤维生产企业,它们都在积极扩展碳纤维生产,继续加强其在世界市场上的主导地位,并纷纷实现从原丝到下游复合材料一体化的配套生产体制,碳纤维及其下游产品己成为这些公司的支柱产业和新的经济增长点。 随着航空航天飞行器各项性能的不断提高,对结构件用材料的性能要求也越来越高。今后日本先进复合材料的发展方向是:在增强材料方面,进一步提高碳纤维的强度和模量,降低成本;在树脂基体方面,主要提高树脂的冲击后压缩强度和耐湿热性;在复合材料成型技术方面,进一步实现整体成型技术、固化监控、自动化技术及三维复合材料技术,从而同时提高复合材料性能降低制造成本。 美国是碳纤维生产大国,更是消费大国,世界碳纤维40%以上的市场在美国。美国1996年碳纤维生产能力约为4500t,其中卓尔泰克(ZOLTEK)公司1997年在美国德克萨斯州的亚平伦城和匈亚利的布达佩斯附近建了5条碳纤维生产线,1997年的总生产能力达3000t左右,一跃成为世界上生产碳纤维的最大集团之一。 它的产品有许多特色,最主要是低成本、低价格、大丝束、采用纺织用的丙烯酸原丝和开发工业级碳纤维等。该公司生产的碳纤维价格已降至17.64$/kg,而日本东丽同类产品大约30$/kg。在应用方面,美国摩里逊(Morison)公司为达纳(Dcna)公司生产汽车传动轴,供通用汽车公司用;采用碳纤维复合材料可使原来由两件合并成一个传动轴简化成单件,与钢材料相比,可减重60%。美国斯道顿复合材料公司(Stoughton)开发碳纤维复合材料集装箱,重量轻、耐磨,在碳纤维价格降至17.6$/kg时,此集装箱的价格可与金属集装箱竞争。

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