复合材料综述
复合材料文献综述

复合材料文献综述复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的一种新材料,通常由增强材料和基体材料组成。
增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,而基体材料可以是金属、塑料、陶瓷或其他材料。
复合材料具有轻、强、刚、耐腐蚀等特点,广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、电子等领域。
本文将从复合材料的制备、性能和应用三个方面综述相关文献。
一、复合材料的制备制备复合材料的方法包括层压法、注塑法、浸渍法、压缩成型法等。
其中,层压法是最常用的方法之一。
通过将增强材料和基体材料交替叠加,再进行高温高压处理,使两种材料相互融合,形成一体化的材料。
注塑法是将增强材料和基体材料混合后注入模具中进行成型,适用于复杂形状的材料制备。
浸渍法是将增强材料浸泡在基体材料中,使其充分吸收基体材料,形成复合材料。
压缩成型法是将增强材料和基体材料混合后,通过压缩成型的方式进行制备。
以上几种方法各有优缺点,需要根据具体情况选择适合的方法。
二、复合材料的性能复合材料具有轻、强、刚、耐腐蚀等特点,其主要性能取决于增强材料和基体材料的选择及其比例。
例如,碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度、低密度等优点,适用于航空、航天和汽车等领域。
玻璃纤维增强复合材料则具有低成本、良好的电绝缘性和耐腐蚀性等特点,适用于建筑、电子等领域。
复合材料的热膨胀系数和热导率也是其性能考虑的重要因素。
热膨胀系数低的复合材料具有良好的热稳定性,适用于高温环境下的应用。
热导率低的复合材料则适用于需要绝缘的场合。
三、复合材料的应用复合材料在航空、航天、汽车、建筑、电子等领域都有广泛应用。
在航空航天领域,碳纤维增强复合材料被广泛应用于飞机和火箭等结构件的制造中,以提高其强度和刚度,降低重量。
在汽车领域,玻璃纤维增强复合材料被用于制造汽车外壳和底盘等部件,以提高其耐腐蚀性和减轻重量。
在建筑领域,复合材料被用于制造墙板、地板、屋顶等结构件,以提高其抗震性和防火性。
在电子领域,复合材料被用于制造电路板、电容器等部件,以提高其绝缘性和耐高温性。
复合材料表面处理方法综述

复合材料表面处理方法综述专业:材料科学与工程学号:2012000186姓名:杨彪摘要:界面是复合材料极为重要的微观结构,它作为增强体与基体连接的“桥梁”,对复合材料的物理机械性能有至关重要的影响。
复合材料的界面层及其优化设计,即复合材料界面工程,是复合材料研究的一个重要领域。
界面问题,在复合材料制备中起很大的作用,界面结合的好坏,直接影响复合材料的整体性能。
现针对国内外增强树脂用玻璃纤维、碳纤维以及芳纶纤维的表面处理方法,以强调界面问题的重要性。
关键词:界面,玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维Abstract:The interface is the microscopic structure of the composite material is extremely important, as a "bridge" to enhance and matrix connected, have a crucial impact on the physical and mechanical properties of the composites. The composite interface layer and its optimized design, the composite interface engineering, is an important area of research in the composite. Interface problems play a significant role in the preparation of composite materials, the interface combine the good and bad, a direct impact on the overall performance of the composite material. Now for domestic and reinforced resin with glass fibers, carbon fibers and aramid fibers of the surface treatment method, emphasizing the importance of the problem of the interface. Keywords: interface, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber1 前言界面是复合材料极为重要的微观结构,它作为增强体与基体连接的“桥梁”,对复合材料的物理机械性能有重要的影响[1]。
铜钢复合材料的应用与生产综述

铜/钢复合材料的应用与生产综述0 引言为了使金属材料最大限度地发挥出其所具有的性能,其方法之一就是把性能不同的材料加以组合制成复合材料。
金属复合板的研究最早是美国于1860年开始的,工业性生产始于20世纪30年代。
当时美国为了降低成本,提高强度,开始了镍复合钢板的生产,其后不断进行了旨在提高结合性能的制造技术开发。
20世纪30年代,苏联也对铝、锡、钢等金属与合金的复合材料进行了初步研究,所采用的生产工艺主要有轧制法、铸造法、爆炸法、扩散焊接法等。
其中,对冷轧复合法的工艺及力学性能研究较为深入,试生产了08F钢基体上复合18-8型不锈钢的三层耐蚀复合板。
20世纪50-60年代,英国伯明翰大学等单位对固相复合进行了较为系统的研究,取得了很大成就。
日本在复合材料方面的研究虽较晚,但进步迅速,近年来成为从事金属复合材料研究最多的国家之一。
我国的复合板研究始于20世纪60年代初,主要方法有爆炸焊接、爆炸焊接+轧制、热轧、冷轧等,主要研究单位有上海钢铁研究所、东北大学、北京科技大学、武汉大学等。
铜/钢复合材料(在钢表面复合铜或铜合金)由于具有防腐蚀、抗磨损、导电导热性优良、美观、成本低等优点, 在军工、电子、造币、炊具及建筑装饰等领域有着广阔的应用前景, 其研究也越来越引起国内外的关注。
本文主要介绍铜/钢复合材料的应用、生产方法的新进展。
1 铜/钢复合材料的应用1.1 民用方面铜/钢复合材料在民用方面的应用主要体现在炊具及建筑装饰领域。
为了保护食品, 日常使用不锈钢锅, 但不锈钢锅导热不良, 加热时容易产生局部高温而粘底, 通过复一层高导热材料铜制成铜/钢复合材料可很好地解决这个问题。
在建筑装饰领域使用铜/钢复合材料代替铜及铜合金做屋顶、门窗的框架及屋顶的气窗等, 不仅庄严美观, 而且强度高, 成本低;同时,由于内层的钢板导热率较低, 因此可使用较小的烙铁以较低的温度进行焊接, 进而可缩短焊接时间。
此外, 还使用钢复黄铜H62或H68制做标牌、扶手、家具等。
无人机结构用复合材料及制造技术综述

一、综述无人机是近年来发展迅速的新兴技术,它是一种无人驾驶的无人飞行器,具有自主导航、自动控制和自动跟踪功能,可以实现高空、远距离、长时间的飞行任务。
无人机结构的研究和制造技术是无人机发展的关键,复合材料是无人机结构制造的主要材料。
复合材料是指将两种或两种以上的材料结合在一起,以满足特定功能的新型材料。
复合材料的优点是具有较高的强度、轻重比、耐腐蚀性和耐热性等优点,可以满足无人机结构的高性能要求。
目前,复合材料已经成为无人机结构的主要材料,广泛应用于无人机的机身、机翼、尾翼和螺旋桨等部件的制造。
1、复合材料的分类复合材料可以分为两大类:有机复合材料和无机复合材料。
有机复合材料主要由碳纤维和树脂组成,具有较高的强度、轻重比和耐腐蚀性,可以用于制造无人机的机身、机翼、尾翼和螺旋桨等部件。
无机复合材料主要由陶瓷纤维、玻璃纤维和金属纤维组成,具有较高的强度、耐热性和耐腐蚀性,可以用于制造无人机的发动机、燃料系统和控制系统等部件。
2、复合材料的制造技术复合材料的制造技术主要包括碳纤维增强塑料(CFRP)技术、玻璃纤维增强塑料(GFRP)技术和金属纤维增强塑料(MFRP)技术。
(1)碳纤维增强塑料(CFRP)技术碳纤维增强塑料(CFRP)技术是将碳纤维和树脂结合在一起制成的复合材料,具有较高的强度、轻重比、耐腐蚀性和耐热性等优点,可以用于制造无人机的机身、机翼、尾翼和螺旋桨等部件。
CFRP技术的制造过程主要包括碳纤维层压、树脂浇注、固化和表面处理等步骤。
(2)玻璃纤维增强塑料(GFRP)技术玻璃纤维增强塑料(GFRP)技术是将玻璃纤维和树脂结合在一起制成的复合材料,具有较高的强度、耐热性和耐腐蚀性,可以用于制造无人机的发动机、燃料系统和控制系统等部件。
GFRP技术的制造过程主要包括玻璃纤维层压、树脂浇注、固化和表面处理等步骤。
(3)金属纤维增强塑料(MFRP)技术金属纤维增强塑料(MFRP)技术是将金属纤维和树脂结合在一起制成的复合材料,具有较高的强度、耐热性和耐腐蚀性,可以用于制造无人机的发动机、燃料系统和控制系统等部件。
MOFs柔性复合材料综述

近20年来金属-有机框架材料(Metal-organic frameworks,MOFs)因其在气体储存、分离、催化、传感、过滤和能源等领域表现出优越的性能而备受各领域研究者的关注。
虽然MOFs具有众多优越的性能,但在MOFs的实际应用中仍旧具有很多困难。
绝大多数的MOFs具有脆性、易水解、耐酸碱性差、与其他材料的相容性较低等缺陷,通常难以加工成专用器件。
同时,MOFs材料通常为固体粉末,由于固态粉末的物理特性,导致其容易团聚,从而降低活性,阻碍应用。
解决以上问题是发展MOFs实际应用的先决条件。
针对MOFs的团聚现象,研究者们尝试了多种方法,主要思路是将MOFs负载于基底上,通过基底对其支撑作用,达到分散材料的目的。
基于以上背景,MOFs柔性复合材料应运而生。
柔性材料作为前沿热点,不仅可以为MOFs提供有效的支撑,并且其独特的柔性特征也为MOFs在多场景下的应用提供了可能。
摘要:金属-有机框架材料(MOFs)作为近年来的研究热点,在气体储存、分离、催化等多个领域表现出优越的性能。
但材料本身存在的缺陷和特性使得单一MOFs在实际应用中仍存在较多困难。
将MOFs与其他材料复合制备具有一定柔性的新型材料成为扩宽其实际应用的有效途径。
从制备方法角度出发,综述了前沿MOFs柔性复合材料的制备及其应用,并对MOFs复合材料的优势与存在的问题展开讨论,指出柔性基底材料为MOFs实际应用提供了支持。
进一步开发和研制新型MOFs复合材料,提高MOFs实际应用的可能性与多样性,仍是研究者们需要努力的方向。
结论MOFs作为一种新兴的多孔材料,在气体储存、催化、分离、传感和能源等多个领域展现出优异的性能。
然而,MOFs的粉体形式限制了其应用的进一步拓展。
MOFs通过与不同的基底材料相结合,制备的MOFs新型复合材料成为解决其实际应用的有效手段。
但发展中仍存在一些不足:(1)混合基质膜虽可以很好地包裹MOFs,一定程度上增加了MOFs材料的稳定性,但同时也牺牲了MOFs与目标物的接触,降低了有效成分的活性。
复合材料综述

复合材料综述复合材料姓名:鲁天阳学号:040204186班级:材料044复合材料综述前言材料是人类赖以生存和发展的物质基础。
20世纪70年代人们把信息、能源、材料作为社会文明的支柱;80年代以高科技群为代表的新技术革命,又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。
复合材料作为材料科学中一支独立的新的科学分支,已得到广泛重视,正日益发展,并在许多工业部门得到广泛应用,成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方向。
本综述对复合材料的发展、分类、基本性能进行了大概的介绍,并介绍了中国复合材料发展现状和前景。
正文复合材料简介:定义:复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料具有以下几点含义:(1)复合材料的组分是人们有意选择和设计的。
(2)复合材料必须是人工制造的。
(3)复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
(4)复合材料既保持各组分材料性能的优点,又具有单一组元不具备的优良性能。
复合材料的发展概况:人类发展的历史证明,材料是社会进步的物质基础和先导,是人类进步的里程碑,纵观人类利用材料的历史,可以清楚的看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
当前以信息、生命和材料三大科学为基础的世界规模的新技术革命风涌兴起,它将人类的物质文明推向一个新的阶段。
在新型材料的研究、开发和应用,在特种性能的充分发挥以及传统材料的改性等诸多方面,材料学都肩负着重要历史使命。
近30年来,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,传统的单一材料不能满足实际需要,这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法,而向着按预定性能设计新材料的研究方向发展。
陶瓷基复合材料综述报告

陶瓷基复合材料综述报告陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料,具有优异的耐高温性能,主要用作高温及耐磨制品。
陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温结构陶瓷。
这些先进陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀等优异性能,而其致命的弱点是具有脆性,处于应力状态时,会产生裂纹,甚至断裂导致材料失效。
而采用高强度、高弹性的纤维与基体复合,则是提高陶瓷韧性和可靠性的一个有效的方法。
纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料。
迄今,陶瓷基复合材料已实用化或即将实用化的领域有刀具、滑动构件、发动机制件、能源构件等。
有些发达国家已将长纤维增强碳化硅复合材料应用于制造高速列车的制动件,显示出优异的摩擦磨损特性,取得了不错的使用效果[1]。
一、陶瓷基复合材料增强体用于复合材料的增强体品种很多,根据复合材料的性能要求,主要分为以下几种[2-4] :1.1纤维类增强体纤维类增强体有连续长纤维和短纤维。
连续长纤维的连续长度均超过数百。
纤维性能有方向性,一般沿轴向均有很高的强度和弹性模量。
1.2颗粒类增强体颗粒类增强体主要是一些具有高强度、高模量。
耐热、耐磨。
耐高温的陶瓷等无机非金属颗粒,主要有碳化硅、氧化铝、碳化钛、石墨。
细金刚石、高岭土、滑石、碳酸钙等。
主要还有一些金属和聚合物颗粒类增强体,后者主要有热塑性树脂粉末1.3晶须类增强体晶须是在人工条件下制造出的细小单晶,一般呈棒状,其直径为0.2~1微米,长度为几十微米,由于其具有细小组织结构,缺陷少,具有很高的强度和模量。
1.4金属丝用于复合材料的高强福、高模量金属丝增强物主要有铍丝、钢丝、不锈钢丝和钨丝等,金属丝一般用于金属基复合材料和水泥基复合材料的增强,但前者比较多见。
1.5片状物增强体用于复合材料的片状增强物主要是陶瓷薄片。
将陶瓷薄片叠压起来形成的陶瓷复合材料具有很高的韧性。
二、陶瓷基的界面及强韧化理论陶瓷基复合材料(CMC)具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能,被认为是推重比10以上航空发动机的理想耐高温结构材料。
无人机结构用复合材料及制造技术综述

无人机结构用复合材料及制造技术综述无人机结构的材料和制造技术对于无人机的性能和寿命具有重要影响。
复合材料由于具有重量轻、高强度、低热膨胀等特点,在无人机结构中得到了广泛应用。
本文综述了无人机结构的复合材料和制造技术。
一、复合材料在无人机结构中的应用复合材料是由两种或两种以上不同的材料经过化学或物理方法组合而成的新材料,其材料性能超过了单一材料的性能。
在无人机结构中,复合材料广泛应用于机身、机翼、舵面等部位。
1. 机身:无人机机身需要具备重量轻、高强度、耐腐蚀等特点,因此采用复合材料可以满足这些需求。
例如美国MQ-9猎鹰无人机采用复合材料制造机身,比同类无人机重量轻50%,飞行时间延长了数小时。
2. 机翼:无人机机翼需要具备高强度、刚度、疲劳寿命长等特点,因此采用复合材料可以提高机翼的性能。
例如美国RQ-4全球鹰无人机采用复合材料制造机翼,比同类无人机重量轻30%,飞行高度可以达到20000米以上。
3. 舵面:无人机舵面需要具备高强度、轻量化等特点,因此采用复合材料可以提高舵面的性能。
例如中国翼龙无人机采用复合材料制造舵面,比同类无人机重量轻25%,飞行时间延长了数小时。
二、复合材料制造技术在无人机结构中的应用无人机结构的制造技术对于无人机的性能和寿命具有重要影响。
复合材料制造技术由于具有高精度、高效益、低成本等特点,在无人机结构中得到了广泛应用。
常见的复合材料制造技术包括手工层压法、自动层压法、旋转成型法、注射成型法等。
1. 手工层压法:手工层压法是一种传统的复合材料制造技术,其工艺简单、成本低,但制造质量和效率较低。
手工层压法通常用于制造小批量或特殊形状的无人机结构部件。
2. 自动层压法:自动层压法是一种现代化的复合材料制造技术,其可以高效地制造大批量的无人机结构部件。
自动层压法可以采用单面模具或双面模具,可以实现复杂结构的无人机部件制造。
3. 旋转成型法:旋转成型法是一种旋转制造技术,其将预制的复合材料涂覆于旋转的模具上,通过热固化使其成型。
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复合材料综述
一、复合材料的定义与分类
由两个或两个以上独立的物理相,包括粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物称为复合材料。
复合材料的组成分为两大部分:基体与增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料。
如玻璃钢中的树脂就是基体。
增强材料:复合材料中不构成连续相的材料。
如玻璃钢中的玻璃纤维就是增强材料。
复合材料的分类方法颇多,通常按其基休不同,可分为三大类:
1.聚合物基复合材料。
通常说的树脂复合材料归属此类。
2.金属基复合材料。
3.无机非金属基复合材料。
三种复合材料中,以树脂基复合材料用量为大,占所有复合材料用量的90%以上。
树脂基复合材料中,又以玻璃纤维增塑料(俗称玻璃钢)用量最大,占树脂基复合材料用量的90%以上。
二、复合材料的最大特点
复合材料的最大特点是复合后的材料特性优于组成该复合材料的各单一材料之特性。
增强材料的性能随其组成材料含量及分布情况而变,基体材料的性能、含量,增强材料与基体材料间界面结合情况及其复合方式与工艺等决定复合材料性能的基本因素。
树脂基、金属基、无机非金属基这三大类复合材料都可达到或优于传统金属材料的强度与模量等力学指标。
尤其是其比强度、比模量特性更为突出。
复合材料的性能与其生产工艺关系颇大。
如树脂基复合材料中,采用纤维缠绕法制造的产品具有优异的力学性能;拉挤产品轴向强度高。
同一类复合材料,同一类生产工艺亦因材料选择、配比的不同,而导致产品性能上的差异。
对树脂基复合材料而言,其力学性能主要取决于增强材料。
如碳纤维增强塑料的弹性模量较玻璃纤维增强塑料高,盖因碳纤维弹性模量高之故。
而耐化学性与工作温度,则主要取决于所用的基体树脂。
三、树脂基复合材料的特性
与传统材料相比,在设计与制造上树脂基复合材料有3个明显的特点:
1)材料性能指标的自由设计性;
2)材料与结构的一致性;
3)产品型体设计的自由性。
树脂基复合材料的特性概括如下。
1.轻质高强——比强度、比模量高强度、模量分别除以密度之值,是衡量
材料承载能力的指标之一。
玻璃钢的比强度可达钢材和4倍,但(玻璃钢的比模量不算高);碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度可达钛的
4.9倍,比模量可达铝的
5.7倍多。
这对要求自重轻的产品意义颇大。
2.抗疲劳性能好疲劳破坏是材料在交变载荷作用下,由于微观裂缝的
形成和扩展而造成的低应力破坏。
金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的,往往事先无征兆;而纤维复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹扩展,其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始,逐渐扩展,破坏前有明显的征兆。
大多数金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的40%~
50%,碳纤维复合材料则达70%~80%。
纤维增强树脂基复合材料的抗声振疲劳性能亦甚佳。
3.破损安全性好纤维复合材料基体中有大量独立的纤维,每平方厘米
上的纤维少则几根,多至上万根。
从力学观点上看,是典型的静不定体系。
当构件超载并有少量纤维断裂时,载荷会迅速重新分配在未破坏的纤维上。
这样,在短期内不至于使整个构件丧失承载能力。
4.耐化学腐蚀常见的热固性玻璃钢一般都耐酸、稀碱、盐、有机溶剂、
海水并耐湿。
热塑性玻璃钢耐化学腐蚀性一般较热固性为佳。
一般而言,耐化学腐蚀性主要决定于基体。
玻璃纤维不耐氢氟酸等氟化物,生产适应氢氟酸等氟化物的复合材料产品时,接触氟化物表面的增强材料不能用玻璃纤维,可采用饱和聚酯或丙纶纤维(薄毡),基体亦须采用耐氢氟酸的树脂,如乙烯基酯树脂。
5.电性能好绝缘性可达到甚高水平,但亦可做成防静电的或导电的。
在高频下能保持良好的介电性能。
不受电磁作用,不反射电磁波,能透过微波。
这些性能远非金属材料所能比拟。
6.热导率底、线膨胀系数小,在有温差时所产生的热应力比金属低得多。
有的玻璃钢(酚醛基体)耐瞬时高温(3800℃),是很好的耐烧蚀材料。
7.可制得透明及各种色彩的产品;藉助加强肋、夹芯结构、波纹等可使制
品获得所需的强度与模量;各种组件、构件可在主体成型中一并嵌入成型,脱模后工时大为缩减;易于修补与保养;隔磁、隔音。
8.成型工艺性优越可根据产品的结构与使用要求及生产数量,合理地
灵活选择原辅材料及成型工艺。
三、树脂基复合材料生产工艺分类
树脂基复合材料生产工艺可分为三大类。
1.对模成型
1)模压成型可以SMC(片状模塑料)、BMC(团状模塑料)、
预成型件等在一定温度与压力下成型。
2)树脂传递成型(RTM)将配有固化系统的树脂在一定压力下(或
伴有真空辅助)注入已铺覆增强材料的模具内(增强材料可用连续
玻璃纤维原丝毡、织物与短切原丝复合毡、方格布等,预覆于下模
内),经固化后脱模。
此法制品两面光、尺寸与树脂含量较稳定。
工艺设备投资少,劳动环境好。
3)注射成型与热塑性塑料相似,可以长纤维或短纤维的BMC料
注射之。
它包括热固性塑料,如BMC、ZMC、TMC等,热塑性塑
料,如增强PA、PP、PC、PBT等注塑。
此法生产效率高,劳动成
本低,产品力学性能好。
4)冷压成型不采用外加热,仅赖复合材料在室温下自身放热固
化。
5)结构反应注射成型(SRIM——structural reaction injection molding)
此法与RTM相似,但基体多用聚氨脂。
产品两面光,但不好作成A
级表面。
此法适于中到大量生产,要求韧性或弹性较好的高强度制
品。
2.接触成型
1)手糊成型
2)喷射成型
3)真空袋成型
4)压力袋成型
5)高压釜成型
3.其他重要的成型方法
1)纤维缠绕法;
2)拉挤成型法;
3)连续板材成型法;
4)离心铸型法。
不同的生产工艺,适应不同的制品性能与生产规模。
尽管机械化、自动化日益发展,手糊与喷射成型仍将作为基本的成型工艺而占有相当的比例。
不难发现,迄今除手糊、喷射、缠绕3种工艺为开模成型外,余均为闭模成型工艺。