第九章 复合材料及其制备

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复合材料的制备与加工

复合材料的制备与加工

复合材料的制备与加工复合材料的定义将两种或两种以上组织结构不同的物质自然地或人为地构成性质不同的另一种多相材料,称为复合材料。

复合材料由基体和增强材料组成。

基体的作用是将增强材料粘合成一个整体,起到均衡应力和传递应力的作用,使增强材料的性能得以充分发挥,产生一种复合效应【聚合物基体(热固型树脂、热塑性树脂、橡胶)、无机非金属基体、金属基体】增强材料是复合材料的主要承力部分,如拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能主要有增强材料承担。

【纤维、颗粒、片状】复合材料的分类【按增强体的形状分】颗粒增强复合材料;夹层增强复合材料;纤维增强复合材料【按基体材料的类型】树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料•常用复合材料增强体纤维:玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氮化硼纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维、金属纤维、晶须;颗粒:金属颗粒(延性颗粒增强体,用于脆性基体)、氧化物颗粒(刚性颗粒增强体,如Al2O3、ZrO2、TiO2等)、非氧化物颗粒(Si3N4、SiC、TiB2、BC等);片状:云母、玻璃片、铝、铍、银等•FRP复合材料的成型工艺(开模成型、拉挤成型、预浸带压制成型)预浸带压制成型:将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内,施加较高的压力使模压料填充模腔。

在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化,然后将制品从模具内取出,再进行必要的辅助加工即得产品。

【热塑性树脂成型】拉挤成型:在牵引设备的作用下,将浸渍树脂的连续纤维或其织物通过成型模加热使树脂固化,生产复合材料型材的工艺方法。

【热塑性树脂成型】步骤:1)使纤维增强材料浸渍树脂;2)玻璃纤维预成型后进入加热模具内,进一步浸渍(挤胶)、基本树脂固化、复合材料定型;3)将型材按要求长度切断。

增强材料浸渍树脂方式:槽浸渍法+注入浸渍法开模成型:开模成型是在室温下,在有胶衣的模具上铺层。

【热固性树脂成型】手糊成型:使用手工将材料、树脂和纤维铺设到模具上的过程。

刷子、滚子、浸渍喷枪是可以用来铺设树脂的工具。

复合材料的制备方法

复合材料的制备方法
• 芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压 力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、 CLVC等。
树脂传递模塑成型—优缺点
• 优点 • 1) 制品纤维含量可较高,未被树脂浸的部分非常少; • 2) 闭模成型,生产环境好; • 3) 劳动强度较低,对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成
型低; • 4) 制品两面光,可作有表面胶衣的制品,精度也比较高; • 5) 成型周期较短; • 6) 产品可大型化; • 7) 强度可按设计要求具有方向性; • 8) 可与芯材、嵌件一体成型 • 9) 相对注射设备与模具成本较低。 • 缺点 • 1) 不宜制作较小产品 • 2) 因要承压,故模具较手糊与喷射工艺用的模具要重和复杂,价
聚酯树脂 加热
固化


引发剂 静态混合
割 喷
射 成
辊压


促进剂
喷射成型工艺流程图
喷射工艺参数选择
• ①树脂含量 喷射成型的制品中,树脂含量 控制在60%左右。
• ②喷雾压力当树脂粘度为0.2Pa·s,树脂罐 压力为~时,雾化压力为~,方能保证组 分混合均匀
• ③喷枪夹角不同夹角喷出来的树脂混合交 距不同,一般选用20°夹角,喷枪与模具 的距离为350~400mm。改变距离,要高 速喷枪夹角,保证各组分在靠近模具表面 处交集混合,防止胶液飞失。
第二阶段-中间保温阶段
• 这一阶段的作用是使胶布在较低的反应速 度下进行固化。保温过程中应密切注意树 脂的流胶情况。当流出的树脂已经凝胶, 不能拉成细丝时,应立即加全压。
第三阶段-升温阶段
目的在于提高反应温度,加快固化速度。 此时,升温速度不能过快,否则会引起 暴聚,使固化反应放热过于集中,导致 材料层间分层。

复合材料的制备

复合材料的制备

复合材料的制备复合材料是由两种或两种以上的材料组成的新材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

复合材料的制备是一个复杂的过程,需要严格的工艺控制和精密的操作。

本文将介绍复合材料的制备过程及其相关技术要点。

首先,复合材料的制备需要选择合适的基体材料和增强材料。

基体材料通常是树脂,如环氧树脂、酚醛树脂等,而增强材料则可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

这两种材料的选择需要考虑到复合材料所需的性能和使用环境,以及制备工艺的要求。

其次,制备复合材料需要进行预处理工艺。

对于基体材料和增强材料,都需要进行表面处理,以提高其与树脂的粘接性能。

对于玻璃纤维和碳纤维等增强材料,通常需要进行表面处理,如打磨、涂覆分散剂等,以增加其表面粗糙度和活性基团的含量,从而提高其与树脂的结合强度。

接下来是复合材料的成型工艺。

成型工艺是制备复合材料的关键环节,包括手工层叠成型、压模成型、注塑成型等多种方法。

其中,压模成型是最常用的方法之一,通过在模具中施加压力,使树脂充分浸润增强材料,然后经过固化,最终得到复合材料制品。

最后是复合材料的固化工艺。

在成型完成后,需要对复合材料进行固化处理,以提高其力学性能和热性能。

固化工艺通常包括自然固化和热固化两种方法,其中热固化是最常用的方法。

通过在一定的温度和时间条件下对复合材料进行热处理,使树脂得到充分的交联,从而提高复合材料的强度和刚度。

综上所述,复合材料的制备是一个复杂的过程,需要严格的工艺控制和精密的操作。

只有在选材、预处理、成型和固化等各个环节都严格把关,才能制备出具有优良性能的复合材料制品。

希望本文能够对复合材料的制备过程有所帮助,为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。

复合材料的制备及应用分析

复合材料的制备及应用分析

复合材料的制备及应用分析复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的一种新型材料,它是一种将不同的材料进行合理地组合,以形成想要的特殊性能的新材料。

复合材料可以是纤维增强塑料,碳纤维增强复合材料等,由于其具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性、低密度等特点,已被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域,成为现代工业技术的重要组成部分。

一、复合材料制备技术复合材料的制备涉及到多种技术,其中包括纤维增强塑料成型、层板成型、铸造、钣金成型、注塑成型等多种方式。

其中,纤维增强塑料成型技术是一种应用最为广泛的制备技术。

1、手层叠加法手层叠加法是最简单的复合材料制备工艺,通常通过将预浸渍的纤维层一层层地叠加在模具中来制作成型件。

手层叠加法可以利用复合材料的线性材料特性,或选择适当的层厚度、叠加方向和纤维性质,从而获得所需的强度和刚度。

2、自动化层叠加法自动化层叠加法的原理与手层叠加法相同,但它使用的是自动化设备,其实现方式可以是各种,包括将预浸渍的纤维层喷涂到热压模具上、利用熔体将预先切割好的纤维增强材料纤维融合、自动化激光或者机械加工预渲染的纤维增强塑料等等。

3、自动化成型法自动化成型法是通过自动化设备将预先切割好的复合材料放入热压模中,进行成型制造的技术。

利用热和压力,这种技术可以在短时间内形成无缝的结构件。

自动化成型法广泛应用于大型、复杂的结构件,包括飞机翼、机身等。

4、预浸型复合材料预浸型复合材料是一种制造复合材料的高效技术。

它通常是通过将预先浸渍过的纤维加固材料与之结合,然后将其固化,使得它失去一部分基成分,获得更高的耐腐蚀性和高强度。

与先进的手工布置系统相比,预浸型复合材料的生产效率更高。

二、复合材料的应用领域由于复合材料具有高强度、高刚度、耐腐蚀性和较低的密度等特点,它被广泛应用于航空、船舶、汽车、建筑等领域。

1、航空工业由于复合材料具有优异的强度和轻量化的特点,它已被广泛应用于航空工业的制造中,包括飞机和航天器的结构,发动机等。

复合材料的制备及其应用

复合材料的制备及其应用

复合材料的制备及其应用复合材料是指由两种或两种以上不同的材料组成的一种新型材料。

复合材料具有优异的性能和使用寿命,被广泛应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。

本文将从复合材料的制备和应用方面展开讨论。

一、复合材料的制备复合材料的制备过程可以分为层压法、注塑法、旋转浇铸法、挤压法等多种方法。

其中较为常见的是层压法和注塑法。

层压法是指在一定的温度和压力下,将两种或多种材料按一定比例粘结成片或条材。

层压法的步骤一般包括预加热、层压、固化三个阶段。

预加热是为了使各种材料达到一定温度和湿度,以使其在后续的层压和固化中更容易形成化学反应。

层压是指将不同材料以一定的压力叠加在一起,形成复合材料。

固化是使复合材料中的树脂和硬化剂进行化学反应,达到固化的目标。

注塑法是以树脂为基体材料,将不同的增强材料注入树脂中使其形成复合材料。

注塑法的步骤包括加入树脂、加入增强材料、搅拌、注入模具等。

注塑法的特点是生产效率高、生产工艺简单,可以生产复杂性形状的复合材料,极大地方便了工业生产和使用。

二、复合材料的应用1. 航空领域复合材料在航空中的应用范围十分广泛,主要体现在救援船、飞机机身、飞行器外壳等方面。

复合材料具有良好的刚度、强度、尺寸稳定性以及抗冲击和防腐蚀等性能,因此在航空领域有着广泛的应用。

2. 汽车领域汽车涉及到的零部件有很多都是用复合材料制成的,例如车身、发动机罩、雨刷、轮辋等。

复合材料在汽车领域的应用,不仅可以减轻汽车自身重量,而且可以提高汽车的安全性能。

3. 钢结构建筑在建筑领域,复合材料主要用作钢结构的补强材料。

传统的加固材料主要是钢材,但钢材易生锈、重量大,不能很好地满足建筑的特殊要求。

采用复合材料则可以实现加固效果良好、质量轻、维护成本低等优点。

4. 医疗领域复合材料在医疗领域主要应用于牙科、骨科等方面。

由于复合材料具有良好的生物相容性和耐腐蚀性能,因此可以用于人体内部的修复和替代。

以上是复合材料的制备和应用的简单介绍。

复合材料的制备方法与工艺概述

复合材料的制备方法与工艺概述

复合材料的制备方法与工艺概述复合材料(composite material)是由两种或两种以上不同类型的材料组合而成的材料,具有比单一材料更优异的性能。

复合材料的制备方法与工艺可以分为以下几个步骤:首先,确定复合材料的纤维类型。

常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。

选择合适的纤维类型取决于复合材料所需的性能和应用场景。

其次,对纤维进行表面处理。

表面处理的目的是增加纤维与基体之间的粘合力,提高复合材料的强度和韧性。

常用的表面处理方法包括喷涂处理剂、化学处理等。

接下来,制备复合材料的基体。

基体通常由树脂或者金属制成。

树脂基体常用的有环氧树脂、聚酯树脂等,金属基体常用的有铝合金、钛合金等。

然后,将纤维与基体进行组合。

组合方法有多种,常用的有手工层叠法和机械叠放法。

手工层叠法是指将纤维一层层地放置在基体上,然后通过刷涂、挤压等方法使其充分浸润基体。

机械叠放法则是通过机器将纤维与基体进行叠放,并利用胶合剂将其固定在一起。

最后,进行固化和热处理。

固化是使树脂基体硬化的过程,可通过加热或加压等方式进行。

热处理则是将复合材料在高温下进行热处理,以提高其性能。

综上所述,复合材料的制备方法与工艺主要包括纤维的选择和表面处理、基体的制备、纤维与基体的组合、固化和热处理等步骤。

这些步骤的选择与操作将直接影响复合材料的性能和应用领域。

因此,在制备复合材料时需根据实际需求合理选择方法与工艺,以获得最佳的综合性能。

继续写相关内容,1500字:2.1 纤维的选择和表面处理在制备复合材料时,纤维的选择是非常重要的一步。

不同类型的纤维具有不同的性能特点和应用场景。

常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。

玻璃纤维是最常用的一种纤维,具有良好的抗拉强度和抗化学侵蚀性能。

它在电子、航空航天、建筑等领域得到广泛应用。

碳纤维具有良好的强度和刚度,同时具有重量轻、耐热性好等优点,主要用于航空航天、汽车和体育器材制造等领域。

草木纤维主要通过天然植物纤维,如棉花、麻、竹等,具有良好的生物降解性和可再生性,广泛应用于纺织和包装等领域。

复合材料的制备及其应用

复合材料的制备及其应用

复合材料的制备及其应用复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的一种新型材料,其优点主要包括高强度、轻质化、耐腐蚀等特点。

随着科技的发展,复合材料已经广泛应用于航空航天、汽车、海洋工程等领域。

本文将介绍复合材料的制备方法以及常见的应用领域。

一、复合材料的制备方法1.浸渍法浸渍法是制备复合材料的最常见方法之一,其步骤如下:(1)将纤维材料浸泡在浸液中,使其充分湿润;(2)将浸渍后的纤维材料取出来,挤压去除多余的液体;(3)将浸渍后的纤维材料放入成型模具中,施加一定的压力;(4)加热硬化,使树脂固化成为复合材料。

2.层叠法层叠法是指将两种或多种材料按一定的顺序和方式层叠在一起,再进行压制和加热,使它们彼此结合成为一体。

这种方法最常用的材料是玻璃纤维布和环氧树脂,可以制备出高强度、轻质化的复合材料。

3.旋转成型法旋转成型法是将涂有树脂的毡带放置在旋转模具上,随后开始旋转,使树脂均匀地填充在毡带上,形成预定的形状。

该工艺主要适用于制备大小和形状相对简单的零件。

4.自动化生产随着科技的飞速发展,自动化制造已成为制备复合材料的一种常用方法。

自动化生产具有高效、精确的优点,能够大大节省人力资源,提高生产效率。

二、复合材料的应用领域1.航空航天航空航天领域是复合材料最广泛的应用领域之一。

复合材料的轻质化和高强度特点使其可以应用于制作飞机的机身、翼面、尾部等部件,提高飞机的综合性能,节约燃油成本。

2.汽车复合材料也被广泛应用于汽车领域。

可用于车顶、车门、车身等部件,大大降低了汽车的重量和汽车的阻力,提高了汽车的燃油效率和安全性。

3.海洋工程复合材料还可用于海洋工程中,如制造船舶的螺旋桨、潜艇、海底电缆等部件。

复合材料的耐腐蚀性、耐海水腐蚀性和轻质化特点,增加了零部件的使用寿命。

4.建筑复合材料还可用于建筑领域中。

现今很多高档建筑物中使用了大量的异形铝塑板材和金属复合板材,大大降低了建筑物的重量和提高了建筑物的建筑效率。

复合材料制备

复合材料制备

复合材料制备复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。

复合材料制备是指将不同的材料结合在一起,通过一定的工艺手段形成具有特定性能的新材料。

复合材料制备的过程涉及到多种工艺和技术,下面将详细介绍复合材料制备的一般步骤和常见工艺。

首先,复合材料制备的第一步是材料的选择。

在复合材料的制备过程中,需要选择适合的树脂基体和增强材料。

常用的树脂基体有环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等,而增强材料则包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

选择合适的树脂基体和增强材料对于制备复合材料至关重要,它直接影响到复合材料的性能和应用范围。

其次,复合材料制备的第二步是成型。

成型是指将树脂基体和增强材料按照一定的配比混合均匀,并通过模具或成型工艺将其成型成所需的形状和尺寸。

成型工艺包括手工层叠成型、压缩成型、注射成型、挤出成型等多种方式,不同的成型工艺适用于不同类型的复合材料制备,需要根据具体情况进行选择。

然后,复合材料制备的第三步是固化。

固化是指将成型后的复合材料放置在一定的温度和压力下进行固化反应,使树脂基体和增强材料之间形成牢固的结合。

固化过程中需要控制好温度和压力的参数,以确保复合材料的固化质量和性能。

最后,复合材料制备的最后一步是加工和表面处理。

加工是指对固化后的复合材料进行切割、钻孔、研磨等加工工艺,将其加工成最终的产品形态。

表面处理则是通过涂覆、喷涂、抛光等方式对复合材料的表面进行处理,提高其外观质量和耐久性。

总之,复合材料制备是一个复杂而多步骤的过程,需要在材料选择、成型、固化和加工等方面进行精心设计和控制。

只有严格按照制备工艺要求进行操作,才能制备出质量优良、性能稳定的复合材料产品,满足不同领域的应用需求。

希望本文对复合材料制备过程有所帮助,谢谢阅读!。

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复合材料加工原理
8、增强反应注射模塑技术
纤维增强复合材料的制备工艺
增强反应注射模塑工艺(Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM)是利用高压冲击来混合两种单体物料及短纤维增强材料,并将其 注射到模腔内,经快速固化反应形成制品的一种成型方法。如果不用增 强材料,则称为反应注射模塑(Reaction Injection Moling, RIM)。采 用连续纤维增强时,称为结构反应注射模塑(Structure Reaction Injection Molding, SRIM)。
流动模压成型示意图
第9章 复合材料及其制备
6.注射成形
纤维增强复合材料的制备工艺
(1)定义:将纤维增强的粒料从料斗加入注射成形机的料筒,受热熔 化至流动状态,以很高的压力和较快速度注入温度较低的闭合模具内, 在模具内固化,脱模即得到制品的成形方法。 (2)分类: ① 反应注射成形:使两种高活性的液状单体在高压下碰撞混合,并在 模具中迅速发生聚合反应的工艺方法。 ② 增强反应注射成形:在反应注射成形基础上发展起来的,在单体中 加入增强材料制成复合材料制品的工艺。
第9章 复合材料及其制备
二、金属基复合材料
复合材料基体
金属基复合材料是以金属为基体,用各种金属、金属间化合物或非金 属的纤维、晶须和颗粒作为强化材料所制成的复合材料。 多种金属及其合金可用作基体材料。主要有以下几种: 1、铝合金 铝合金由于低的密度和优异的强度、韧性和抗腐蚀性能在航空 航天领域得到了大量的应用。 2、钛合金 具有高比强度和高比模量及优良的抗氧化和抗腐蚀性能,钛合 金用于喷气发动机(涡轮机和压气机叶片)、机身部件等。 3、镁合金 镁和镁合金是另一类非常轻的材料,镁是最轻的金属之一。镁 合金,尤其是铸造镁合金用于飞机齿轮箱壳体、链锯壳体、电子设备等。 4、铜 铜普遍用作电导体,它的导热性能优良,容易铸造和加工,铜在复 合材料中的主要用途之一是作为铌基超导体的基体材料。 铝基和镁基复合材料用于结构材料,铜基复合材料用于功能材料,钛 和镍基复合材料主要用于高温结构材料。除此之外,锌基复合材料用于模 具材料,用金属间化合物(如镍铝化合物)作为基体材料制造的复合材料 可提高材料的韧性。
第9章 复合材料及其制备
7.拉挤成型法
纤维增强复合材料的制备工艺
拉挤成型法是将浸渍过树脂胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装 置作用下通过成型模定型,在模中或固化炉中固化,制成具有特定横截 面形状和长度不受限制的复合材料型材(如管材、棒材、槽型材、工字型 材、方材等)。
挤拉成型示意图 1-连续纤维 2-树脂槽 3-预成型模 4-环向纤维增强 5-成型模 6-加热箱 7-迁移装置 8-切割制品 9-制品
第9章 复合材料及其制备
9.2
一、纤维增强体
复合材料增强体
复合材料增强体
增强纤维的种类很多,根据直径的大小和性能特点,可分为晶须和纤维 两类。
晶须是直径很小(约1微米)的单晶材料,长径比很大,结晶完善, 因此强度很高。可以说,晶须是目前所有材料中强度最接近理论强度的 一种材料。 晶须材料有石墨、碳化硅、氮化硅和氧化铝等。 纤维大多是直径为几至几十微米的多晶材料或非晶材料。
按其组成可以分为无机纤维和有机纤维两大类,无机纤维包括玻璃纤 维 、碳纤维、硼纤维及碳化硅纤维等;有机纤维包括芳纶、尼龙纤维 及聚烯烃纤维等。
其中玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维是目前应用最多的三种增强纤维。
第9章 复合材料及其制备二来自粒增强体按颗粒尺寸的大小可以分为:
复合材料增强体
颗粒尺寸在0.01~0.1μm范围内的微粒增强体,其用量一般为15%(体 积分数)。其强化机理是通过微粒对基体位错运动的阻碍而产生强化,属 于弥散强化。
第9章 复合材料及其制备
9.4
纤维增强复合材料的制备工艺
纤维增强复合材料的制备工艺
一、纤维增强聚合物基复合材料的制备方法
纤维增强聚合物基复合材料的制备成型方法主要包括:
1.手糊工艺法 (1)定义:以手工作业为主成形复合材料制件的方法 (2)特点: ① 适于多品种,小批量生产,不受制品尺寸、形状限制; ② 生产效率低,劳动强度大,质量不稳定,性能差。
第9章 复合材料及其制备
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 概述 复合材料增强体 复合材料基体 纤维增强复合材料的制备工艺 颗粒增强复合材料的制备工艺
重庆理工大学 材料科学与工程学院
第9章 复合材料及其制备
9.1
一、概念和分类
概述
概述
1、概念:复合材料是由高分子材料、无机非金属材料或金属材料等几类 不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。是由基体与嵌入的增强相经 复合而成。
三、陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料是在陶瓷中加入连续纤维或离散的颗粒所制成的材料。 与金属材料相比,高温结构陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高强度、 耐腐蚀、抗氧化等从常温到高温的优异力学性能。但是,陶瓷材料是本质 脆性材料,大大限制了其应用的广度和深度。 因此,制作陶瓷基复合材料的主要目的是增加韧性。其中向陶瓷材料 中加入起增韧作用的的第二相(纤维、晶须或颗粒)而制成陶瓷基复合材料 是一种重要的方法。
第9章 复合材料及其制备
复合材料基体
金属基复合材料常用的强化材料主要是碳纤维、硼纤维、SiC纤维、 Al2O3纤维、合金晶须等具有超高比强度及比模量的材料及SiC、Al2O3、 TiC、ZrO2等具有高硬度的颗粒以及滑石和石墨等具有润滑性能的软质颗 粒。金属基复合材料通常具有高的强度、模量及冲击韧性(纤维强化)、优 良的耐磨性能(颗粒强化)和良好的高温性能等。
2、分类: 按基体材料类型可分为:聚合物基(树脂基)、陶瓷基和金属基复合材 料三大类。
按增强体类型可分为:颗粒增强型、纤维增强型和板状复合材料三大类。
按用途可分为:结构复合材料与功能复合材料两大类。
以增强纤维类型分:碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、有机纤维复 合材料、复合纤维复合材料、混杂纤维复合材料等。
第9章 复合材料及其制备
4.固态扩散法
纤维增强复合材料的制备工艺
固态扩散法是将固态的纤维与金属适当地组合,在加压、加热条件下 使它们相互扩散结合成为复合材料的方法。 以硼纤维增强铝基复合材料为例(见图)
纤维滚筒缠绕示意图 1-纤维间距控制机构 2-纤维张力摩擦机 3-纤维放线盘 4-滚筒缠绕的纤维 5-排纤维导轮 6-涂有用溶剂溶解了的挥发性粘结剂的铝箔 7-转轴
纤维增强复合材料的制备工艺
第9章 复合材料及其制备
③ 真空袋-热压罐成形: 利用热压罐内部程控温度 的静态气体压力,使复合 材料叠层坯料在一定的温 度和压力下完成固化过程
纤维增强复合材料的制备工艺
的成形方法。
第9章 复合材料及其制备
5.模压成形:
纤维增强复合材料的制备工艺
将一定量的模塑料放入金属对模中,在一定的温度和压力作用下,使 模塑料在模腔内受热塑化、受压流动并充满模腔,成形固化而获得制品 的方法。 树脂传递模塑(RTM):也称压注成形,是通过压力将树脂注入密 闭的模腔,浸润其中的纤维织物坯件,然后固化成形的方法。
2.液态金属浸渍法
液态金属浸渍法是通过纤维或纤维预制件浸渍熔融金属而制成金属 基复合材料的方法。
3.高压挤铸法
高压挤铸法是将纤维与粘结剂制成的预制件放在模具中加热到一定 温度,再将熔融金属注入模具中,迅速合模加压,使液态金属以一定速 度浸透到预制件中,而其中的粘结剂受热分解除去,冷却后得到复合材 料制品。
第9章 复合材料及其制备
9.3 复合材料基体
复合材料基体
一、聚合物基复合材料
聚合物基复合材料是以连续纤维为增强材料与有机聚合物复合而制备 的材料。是复合材料中最主要的一类,也是最实用的轻质结构材料,通常称 为增强塑料。 基体材料主要有两类: 1)热固性树脂,常用的有:不饱和聚酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂。 2)热塑性树脂,主要有通用型和工程型树脂两类。前者仅能作为非结构 材料使用,产量大、价格低,但性能一般,主要品种有聚氯乙烯、聚乙烯、 聚丙烯和聚苯乙烯等。后者则可作为结构材料使用,通常在特殊的环境中 使用。一般具有优良的机械性能、耐磨性和尺寸稳定性、电性能,耐热性 和耐腐蚀性能,主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酯和聚碳酸酯等。 增强材料主要是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、SiC纤维、Al2O3纤维等。 对增强纤维的选择要根据结构和功能的需要进行选择。
9.离心浇注成形
将纤维和树脂置于旋转模的内表面,借助模具转动的离心力将物料 压紧,并排除其中的空气,固化后得到制件的方法。
第9章 复合材料及其制备
1.粉末冶金法
纤维增强复合材料的制备工艺
二、纤维增强金属基复合材料的制备方法
将金属粉末充满在排列规整的或无规则取向的短纤维或晶须间隙中, 然后进行烧结或挤压成型。
第9章 复合材料及其制备
纤维增强复合材料的制备工艺
三、纤维增强陶瓷基复合材料的制备方法
1.组分 (1)纤维增强体:SiC、Si3N4、Al2O3、SiO2、Mullite、硅酸盐纤维、 玻璃纤维、碳纤维。 (2)基体:SiC、Si3N4、Al2O3、SiO2、玻璃。 2.制造工艺 (1) 工艺:纤维处理(涂层)→纤维的编织和叠层→将基体物质充填到 纤维之间→压制和烧结等。 (2) 充填方法:化学气相沉积、化学气相渗透(如图)、高温熔融渗透、 室温浆料浸渍、反应烧结等。
第9章 复合材料及其制备
2.喷射成形工艺
纤维增强复合材料的制备工艺
(1)定义:通过喷射的树脂流与短纤维混匀,沉积在开模上,压实固 化成制件的方法。 (2)特点:生产效率高,劳动强度低,节省原材料,制品无搭接缝, 整体性好,制件的形状和尺寸不受限制;但场地污染大,制件的承受能 力低。
第9章 复合材料及其制备
第9章 复合材料及其制备
5. 电镀法
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