复合材料
复合材料是什么意思

复合材料是什么意思
复合材料是指由两种以上的不同材料组合而成,其性能比单一材料好的一种新型材料。
根据组合方式的不同,可以分为层状复合材料、颗粒复合材料等。
复合材料结构复杂,可以根据需要进行设计和制造,具有很高的机械性能、物理性能、化学性能和耐腐蚀性能,同时还具有很好的导热、绝缘、声学、热学、光学等特性,是一种理想的结构材料。
复合材料的组成部分主要有增强体和基体。
增强体是指在复合材料中起增强作用的成分,如纤维、颗粒、片、膜等;基体是指增强体所嵌入的材料,如塑料、金属、陶瓷等。
增强体和基体的组合可以根据需要进行选择,以达到最佳的性能要求。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育用品、电子产品等领域。
在航空航天领域,复合材料因其轻质高强、耐腐蚀等优势被广泛应用于飞机、导弹等部件的制造;在汽车领域,复合材料可以减轻车重、提高燃油效率;在建筑领域,复合材料可以提供更好的保温、隔热等性能。
然而,与传统材料相比,复合材料的制造过程更加复杂,成本更高。
同时,复合材料也存在着可回收性、耐久性等方面的问题,需要进一步的研发和改进。
综上所述,复合材料是一种由两种以上不同材料组合而成的新
型材料。
其具备优异的性能和特性,广泛应用于各个领域,但也面临着一些挑战,需要不断地进行研究和改进。
复合材料名词解释

复合材料名词解释复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有合成材料和传统材料的特点和优势。
复合材料的优点主要包括轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等。
复合材料由两种或以上的材料组成,其中一种称为基体(matrix),另一种或其他几种材料则是增强体(reinforcement)或填充物。
基体材料的主要作用是提供整体结构的支撑和连续性,而增强体则起到增加复合材料强度和刚性的作用。
常用的基体材料有塑料、树脂、金属等,而增强体则包括纤维、颗粒、薄膜等。
复合材料的制备过程主要包括预制部分、成型部分和固化部分。
在预制部分,根据所需材料和形状,将基体材料和增强材料等按一定比例混合、搅拌、形成复合材料的原料。
在成型部分,将预制的原料放入模具中,常见的成型方式包括压力成型、注塑成型、挤出成型等。
在固化部分,通过热固化或化学反应等方式使复合材料成型,得到最终的复合材料制品。
复合材料具有许多优点。
首先,由于增强体的加入,复合材料具有很高的强度和刚性,远远超过单一材料的强度。
其次,复合材料的密度相对较低,可以做到轻质化,便于携带和使用。
再次,复合材料的导热性能好,具有较高的绝缘性能,可以用于电子、电气和航空航天等领域。
此外,复合材料的耐腐蚀性能好、耐磨损性能好,可以提高材料使用寿命。
最后,由于复合材料可以灵活设计,成型性好,可以根据需要制作出各种形状和尺寸的制品。
复合材料在许多领域有着广泛应用。
在航天航空领域,复合材料被用于飞机、火箭、导弹的制造,可以减轻重量、提高载荷能力和提高耐用性。
在汽车工业中,复合材料被用于汽车车身和零部件的制造,可以减轻整车重量,提高燃油经济性和安全性能。
在建筑领域,复合材料被用于建筑结构、钢材替代、建筑保温材料等,可以提高建筑品质和节能效果。
在体育用品领域,复合材料被用于制作高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等,可以提高运动器材的性能。
总之,复合材料是一种由两种或两种以上材料组合而成的材料,具有轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等优点。
复合材料的特点及应用

复合材料的特点及应用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,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育器材、电子等领域。
复合材料的特点和应用领域有着极其丰富的内容,以下将详细介绍。
一、复合材料的特点1. 高强度和高刚度:复合材料是由不同材料组合而成,可以充分发挥各材料的优点,因此具有很高的强度和刚度。
相较于传统材料,复合材料的强度可以达到甚至超过金属材料,而密度却较低。
2. 轻量化:由于复合材料的密度较低,本身重量很轻,可以有效降低整体产品的重量,对于航空航天、汽车等领域来说,可以减少燃料消耗、提高载重能力。
3. 耐腐蚀性能:复合材料对化学腐蚀和电化学腐蚀具有很好的抵抗能力,能够在恶劣环境下长时间使用,比如在海水中的应用。
4. 自由设计性:复合材料可以通过改变组合材料的种类、布局和结构,实现对材料性能的调控,从而满足不同工程应用的要求。
5. 热性能和隔热性能:复合材料具有较好的耐高温性能和隔热性能,能够在高温环境下保持稳定性能。
6. 高成型性:复合材料可以通过模压、注塑等成型工艺制成各种复杂形状的产品,成型性能很好,可以满足复杂结构产品的需求。
二、复合材料的应用1. 航空航天领域:复合材料在航空航天领域得到了广泛的应用,如飞机机身、翼面、动力部件等。
由于其轻量化和高强度的特点,可以有效降低飞机的自重,提高机身结构的强度和刚度,使飞机更节能、更安全。
2. 汽车工业:随着对汽车轻量化和节能化要求的提高,复合材料在汽车制造领域得到了越来越多的应用。
碳纤维复合材料在汽车制造中尤为突出,可以用于汽车车身、悬挂系统、发动机零部件等,能够提高汽车的整体性能和安全性。
3. 建筑领域:复合材料在建筑领域的应用包括建筑结构、装饰材料等,如玻璃钢、碳纤维等材料广泛用于桥梁、楼梯、管道等建筑结构部件中,其轻量化、耐腐蚀和耐久性能得到了充分发挥。
4. 体育器材:复合材料在体育器材领域应用广泛,如高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等,这些产品因为采用了复合材料,具有轻量化、高强度和高刚度等优点,在提高运动员表现的也增加了器材的耐用性。
复合材料包括什么

复合材料包括什么复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,具有明显界面的复合材料。
它是由增强材料和基体材料组成的,增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、有机纤维等,基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳、设计自由度高等优点,因此在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域得到了广泛的应用。
首先,复合材料包括增强材料。
增强材料是复合材料中起到增强作用的材料,其种类繁多。
常见的增强材料有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
这些增强材料具有高强度、高模量、耐疲劳等特点,能够有效地提高复合材料的强度和刚度,使其具有更好的性能。
其次,复合材料包括基体材料。
基体材料是复合材料中起到粘结作用的材料,其种类也非常丰富。
常用的基体材料有环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯、金属、陶瓷等。
这些基体材料具有良好的粘结性能和耐腐蚀性能,能够有效地固定增强材料,使其形成整体。
另外,复合材料还包括界面剂。
界面剂是用来提高增强材料和基体材料之间粘结强度的物质,常见的界面剂有硅烷偶联剂、聚氨酯树脂等。
界面剂能够有效地提高复合材料的界面结合强度,防止增强材料和基体材料之间的剥离和开裂,从而提高复合材料的整体性能。
此外,复合材料还包括填料和添加剂。
填料是用来改善复合材料性能的材料,常见的填料有碳黑、纳米粒子等。
添加剂是用来改善复合材料加工性能和使用性能的物质,常见的添加剂有抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂等。
填料和添加剂能够有效地改善复合材料的力学性能、耐老化性能和阻燃性能,使其更加适用于不同的工程领域。
综上所述,复合材料包括增强材料、基体材料、界面剂、填料和添加剂等多个组成部分。
这些组成部分相互作用,共同发挥作用,使复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优良性能,广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域。
复合材料的不断发展和应用将为人类社会带来更多的创新和进步。
复合材料的定义以及修复的方法

复合材料的定义以及修复的方法复合材料是指由两种或更多种不同性质的材料组合而成的新材料,具有优良的综合性能。
它通常由增强材料和基体材料组成,增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、Kevlar纤维等,而基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
由于复合材料具有轻量、高强度、耐腐蚀、设计自由度大等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
复合材料与传统材料相比,具有很好的强度和韧性,可以满足不同工程领域的需求。
但是复合材料在使用过程中依然会遭受磕碰、挤压、拉伸等外力的影响,由此导致材料的损伤。
为了延长复合材料的使用寿命和保证其性能,需要进行修复。
复合材料修复常用的方法包括表面修复和结构修复两种。
表面修复是指对复合材料的表面进行简单的修补,一般用于处理轻微的表面划痕、凹坑等情况。
修复过程包括以下步骤:清洁表面、打磨、涂覆填料、光照固化。
需要清洁损坏的表面,清除杂质和油脂,以便填料能够充分粘附。
然后,对受损区域进行打磨处理,以便填料能够充分附着。
接着,涂覆填料,填平损伤表面。
使用紫外线照射或烤箱加热等方法进行固化,使填料与基材紧密结合,完成表面修复。
结构修复是指对复合材料的内部结构进行修复,通常用于处理较为严重的损伤,如层间剥离、穿孔、裂纹等。
结构修复的步骤相对复杂,需要先对损伤部位进行评估,确定损伤的类型和程度。
然后,根据具体情况选择合适的修复方法,如层间剥离可以采用注射修复法,穿孔可以采用布贴修复法,裂纹可以采用层压修复法。
修复过程中需要采用适当的树脂和增强材料,确保修复区域与原材料具有相似的力学性能。
进行固化处理,确保修复部位与基材紧密结合,恢复材料的整体性能。
复合材料的修复方法丰富多样,可以根据具体的损伤情况选择合适的修复策略,保证材料的完整性和性能,延长其使用寿命。
在未来,随着复合材料应用领域的不断扩大和深入,复合材料的修复技术也将不断发展和完善,为各行业提供更可靠、更经济的修复方案。
复合材料PPT课件

随着科技的不断进步和环保意识的提高,未来复合材料将 更加注重环保、可再生、高性能等方向的发展,同时其在 智能制造、新能源等领域的应用也将不断拓展。
02
CATALOGUE
复合材料的组成与结构
基体材料
01
02
03
定义
基体材料是复合材料中连 续相,起粘结、保护增强 材料并传递载荷到增强材 料上的作用。
生物相容性
某些复合材料具有良好的生物相容性 ,可用于医疗器械、人体植入物等领 域。
05
CATALOGUE
复合材料的应用实例
航空航天领域应用
飞机结构
复合材料用于制造飞机机翼、机身和尾翼等结构部件,具 有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点,可提高飞行器的性 能和燃油经济性。
航天器结构
复合材料在航天器结构中也有广泛应用,如卫星、火箭和 空间站等,其轻质高强的特性有助于减轻发射重量和提高 有效载荷。
美观、舒适、环保等特点。
03
动力系统
复合材料可用于制造汽车发动机罩、进气歧管等动力系统部件,具有优
异的耐高温性能和力学性能。
建筑领域应用
建筑结构
复合材料可用于制造建筑结构中的梁、板、柱等承重部件,具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲 劳等优点,有助于提高建筑物的抗震性能和耐久性。
建筑装饰
复合材料也可用于制造建筑装饰材料,如墙板、吊顶、隔断等,具有美观、环保、易安装 等特点。
某些复合材料在受到冲击时能 够吸收大量能量,表现出良好
的抗冲击性能。
物理性能
低密度
相对于金属材料,复合材料通常具有较低的 密度,有利于实现轻量化设计。
优异的电绝缘性
某些复合材料具有极佳的电绝缘性能,适用 于电气和电子设备。
复合材料的组成和结构

复合材料的组成和结构随着科技的不断发展,复合材料已经成为了现代工业领域不可或缺的一部分。
它们可以广泛应用于飞机、汽车、船舶、建筑、电子设备和医学器械等领域。
那么,什么是复合材料呢?复合材料的组成和结构是什么?下面将为您详细解答。
一、何为复合材料?复合材料(Composite Materials)是指由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料。
它的特点在于不同材料之间有更强的结合力,这种结合力可以使复合材料具有独特的性质和优良的性能。
二、复合材料的组成1. 基体材料基体材料通常是具有良好强度和刚度的聚合材料(如环氧树脂),金属(如铝、钛等)或陶瓷(如氧化铝)等。
基体材料形成了复合材料的主要骨架结构。
2. 增强材料增强材料通常是一种纤维材料,如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
这些纤维具有高强度和高模量特性,经过加工可以将它们布置在基体材料的表面上,形成所谓的增强材料。
3. 界面材料由于基体材料和增强材料的化学和物理性质有很大的差异,所以界面材料的作用是防止它们之间的层间剥离,保证复合材料整体强度。
目前,界面改性技术已经成为大量研究的主要方向之一。
三、复合材料的结构复合材料结构是由增强材料和基体材料的交替叠加形成的。
正常情况下,复合材料的厚度都很小,只有几毫米到几十厘米不等。
其结构特点主要包括以下几个方面:1. 纤维结构复合材料中的纤维结构通常是由排列有序的纤维复合体构成的。
这样的排列方式可以使纤维之间相互贯通,在应力作用下相互支撑,提高复合材料的抗拉强度和抗剪强度。
2. 层间结构层间结构是由交替叠加的增强材料和基体材料构成的。
由于增强材料比基体材料更硬,所以在外力作用下,增强材料首先承受应力,从而优化整个结构的抗振性能。
3. 裂纹结构相对于单一材料的均质结构而言,复合材料内部有很多不同性质的材料组合而成,因此对外部应力有更强的韧性和耐久性。
裂纹结构是在复合材料发生破裂时形成的,通过层间叠加的结构来缓解应力并防止破碎。
复合材料基本概念

复合材料基本概念
复合材料是由两种或两种以上的成分组成的材料。
它们的成分可以是不同的材料,如金属和非金属,或者是相同的材料,但其结构或形式不同,如纤维增强树脂。
复合材料的基本概念包括以下几点:
1. 基体材料:复合材料中占主导地位的成分,决定了材料的整体性能。
例如,金属基质、陶瓷基质或聚合物基质等。
2. 增强材料:用来增加复合材料强度和刚度的成分。
常见的增强材料包括纤维、颗粒、片材等。
增强材料可以是连续的(如纤维增强材料)或离散的(如颗粒增强材料)。
3. 界面:基体材料和增强材料之间的接触面或过渡层。
界面的质量和结构对于复合材料的性能起着重要的影响。
4. 成份比例:复合材料中各成分的比例会直接影响到材料的性能。
调整增强材料和基体材料的比例可以改变复合材料的硬度、强度、刚度等性能。
5. 加工方法:复合材料的加工方法与成分有关,例如纤维增强材料可以通过布层和浸渍进行成型,而颗粒增强材料可以通过混合、压制等方法进行加工。
复合材料的基本概念可以帮助我们理解和设计复合材料的性能和制备方法。
复合材料在航空航天、汽车、建筑、电子等领域具有广泛的应用。
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Glass fiber reinforced materialsXianbo Zheng(Qiqihar University of Science and Technolog)Abstract:this article from the characteristics of glass fiber reinforced materials use, through the introduction of the current situation of the development of glass fiber at home and abroad, and in the production of glass fiber reinforced materials reflects the problems, and make prediction on the development of glass fiber reinforced materials关键词:玻璃纤维增强材料发展现状发展前景特点引言:玻璃纤维增强材料简称(GFRP)俗名玻璃钢。
它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。
复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的材料复合在一起.组成另一种能满足人们要求的材料,即复合材料。
单一种玻璃纤维,虽然强度很高,但纤维间是松散的,只能承受拉力.不能承受弯曲、剪切和压应力,还不做成固定的几何形状.是松软体。
如果用合成树脂把它们粘合在一起,就可以做成各种具有固定形状的坚硬制品.既能承受拉应力,又可承受弯曲、压缩和剪切应力这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。
根据合成树脂的不同玻璃钢主要有环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、聚酯玻璃钢。
1.玻璃纤维增强材料的特点、用途玻璃纤维增强复合材料强度高、质量轻,具有减震性、抗疲劳性、耐化学品腐蚀性等优点,并且具有优异的抗弹、降噪性能,而且是价格低廉[1]。
在汽车中应用玻璃纤维增强材料,可以提高汽车用材料的力学性能,降低汽车零部件的制造成本,加快汽车的装配速度,减轻汽车的重量,节省燃料. 随着汽车工业的迅速发展,对玻璃纤维及其复合材料的市场需求量将与日俱增,因此对玻璃纤维增强材料研究有很大的现实意义。
2.玻璃纤维增强材料成型工艺喷射成型技术是手糊成型的改进,半机械化程度。
喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大,如美国占9.1%,西欧占11.3%,日本占21%。
目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。
(1)喷射成型工艺原理及优缺点喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出,同时将切断的玻纤粗纱,由喷枪中心喷出,使其与树脂均匀混合,沉积到模具上,当沉积到一定厚度时,用辊轮压实,使纤维浸透树脂,排除气泡,固化后成制品。
喷射成型的优点:①用玻纤粗纱代替织物,可降低材料成本;②生产效率比手糊的高2~4倍;③产品整体性好,无接缝,层间剪切强度高,树脂含量高,抗腐蚀、耐渗漏性好;④可减少飞边,裁布屑及剩余胶液的消耗;⑤产品尺寸、形状不受限制。
其缺点为:①树脂含量高,制品强度低;②产品只能做到单面光滑;③污染环境,有害工人健康。
喷射成型效率达15kg/min,故适合于大型船体制造。
已广泛用于加工浴盆、机器外罩、整体卫生间,汽车车身构件及大型浮雕制品等。
(2)生产准备场地,喷射成型场地除满足手糊工艺要求外,要特别注意环境排风。
根据产品尺寸大小,操作间可建成密闭式,以节省能源。
材料准备,原材料主要是树脂(主要用不饱和聚酯树脂)和无捻玻纤粗纱。
模具准备,准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。
喷射成型设备,喷射成型机分压力罐式和泵供式两种:①泵式供胶喷射成型机,是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中,充分混合后再由喷枪喷出,称为枪内混合型。
其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。
树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接,调节助剂泵在摇臂上的位置,可保证配料比例。
在空压机作用下,树脂和助剂在混合器内均匀混合,经喷枪形成雾滴,与切断的纤维连续地喷射到模具表面。
这种喷射机只有一个胶液喷枪,结构简单,重量轻,引发剂浪费少,但因系内混合,使完后要立即清洗,以防止喷射堵塞。
②压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中,靠进入罐中的气体压力,使胶液进入喷枪连续喷出。
安是由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割喷射器、小车及支架组成。
工作时,接通压缩空气气源,使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪,使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷枪喷出,树脂雾化,玻纤分散,混合均匀后沉落到模具上。
这种喷射机是树脂在喷枪外混合,故不易堵塞喷枪嘴。
(3)喷射成型工艺控制喷射工艺参数选择: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0.2Pa²s,树脂罐压力为0.05~0.15MPa时,雾化压力为0.3~0.55MPa,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。
喷射成型应注意事项:①环境温度应控制在(25±5)℃,过高,易引起喷枪堵塞;过低,混合不均匀,固化慢;②喷射机系统内不允许有水分存在,否则会影响产品质量;③成型前,模具上先喷一层树脂,然后再喷树脂纤维混合层;④喷射成型前,先调整气压,控制树脂和玻纤含量;⑤喷枪要均匀移动,防止漏喷,不能走弧线,两行之间的重叠富庶小于1/3,要保证覆盖均匀和厚度均匀;⑥喷完一层后,立即用辊轮压实,要注意棱角和凹凸表面,保证每层压平,排出气泡,防止带起纤维造成毛刺;⑦每层喷完后,要进行检查,合格后再喷下一层;⑧最后一层要喷薄些,使表面光滑;⑨喷射机用完后要立即清洗,防止树脂固化,损坏设备。
3.玻璃纤维的发展现状国外情况:美国是世界上生产玻璃纤维及复合材料数量最多的国家。
它的玻璃纤维产量占全世界玻纤总产量的 32%(1992),1992年它所生产的复合材料包括热塑性及热固性玻璃钢为113万吨, 占全世界总产量的33.2%[2], 据国外最新报道,2003年全球玻璃纤维总产能已达到300万吨,实际生产总值为250万吨,其中地窑拉丝产量已占总产量85-90%,在250万吨总产量中用于增强热固性塑料的制品越有100万吨,热塑性的制品有70万吨。
其中纺织产品及湿法薄毡共80万吨,共占总产量的32%,玻璃纤维纺织纱及机织物针织物,网格织物,缝编织物,与多轴向织物,是玻璃纤维制品中品种最多的一类玻纤制品,发展速度很快,具有广阔的市场前景。
据国外专家预测,今后几年内,全球玻璃纤维总产量平均年递增速率将保持在5%左右,即全球玻纤总产量平均每年递增12-13万吨左右,其中美从2002年到2007年的年增长率为2.5%,欧洲为4%,亚洲为7%。
国外玻纤制品的分类主要有纺织制品,增强制品,其中增强制品包括增强用纱,增强用毡,增强用布,增强热固性热塑性材料等。
4.国内情况据我国玻璃纤维工业协会报道,2003年全国玻璃纤维总产量 47.3万吨,同比增长32.7%,其中池窑玻纤产量为27.8万吨,同比增长73.75%,纺织玻璃纤维占31.72%,增强玻璃纤维占68.28%。
按产品品种分类,则纺织玻璃纤维中有各种工业用布6万吨、电子电器布5万吨、各种纺织用纱2万吨等等。
我国玻璃纤维制品的应用领域包括电子电器领域,目前我国已经成为世界印制电路板生产中心,成为世界第二大印制电路生产国。
建筑防水应用领域,由于玻璃纤维具有耐水耐碱拉伸强度高化学性能未定等优点,可以通过表面处理方式,与树脂沥青等材料结合成为较为理想的的防水材料。
化工环保应用领域,由于玻璃纤维耐高温抗腐蚀,具有很高的抗拉强度,所以在化工及环保等工业部门得到了越来越广泛的应用。
航空航天及通讯领域,玻璃纤维作为一种新型功能材料和结构材料,目前已经成为航空航天通讯部门不可缺少的基础材料。
5.玻璃纤维增强材料的生产上存在的问题采用传统的切削方法加工纤维增强复合材料,还存在很多问题,普遍存在刀具磨损快、加工精度低、粉尘污染严重等问题。
对以GFRP材料的加工特性进行了研究分析,主要表现在以下几方面:(1)刀具磨损快,寿命低。
玻璃纤维材料含硅、铝等元素,易形成二氧化硅和三氧化二铝等高硬度、难切削的物质,由于摩擦(钻头、孔壁和切屑三者之间相互摩擦)的存在,这些物质不断变碎,排屑比较困难,未排出的切屑在孔内变成研磨料,研磨刀具表面,致使刀具急剧磨损;切削加工时产生的切削热随刀具、切屑、空气传散出去的很少,致使切削区域温度升高,而且大多集中在刃口部位,在这样的条件下进行切削加工,刀具刃口更容易被磨钝。
(2)加工质量差。
刀具的几何参数、刀具材料、切削工艺参数、操作方式、冷却方式等都会影响纤维增强复合材料的加工精度。
除孔尺寸误差、圆度误差、位置误差等几何缺陷外,孔壁周围经常出现材料抽丝、毛边、分层、撕裂、裂纹等加工缺陷,尤其是在孔的进口和出口处,由于没有外层材料的约束,纤维增强复合材料的最外侧(顶面层和底面层)材料刚度弱,抵抗变形能力差,在切削力和切削热的共同作用下,很容易发生由于变形和退让形成的孔口撕裂及分层现象;孔径收缩也很严重,甚至会卡住、咬死钻头,使得刀具无法退出己加工孔,破坏了孔的加工表面,深孔钻削时尤为严重:这些特有缺陷是GFRI钻孔技术研究的重点。
(3)粉尘污染严重,玻璃纤维增强复合材料切削形成的粉尘是以一种不均匀、无规则运动状态而存在的,具有一定的附着能力,无论是在机床上、工件表面上、操作者身上,还是除尘装置中,都可以看见一层附着物,对皮肤有一定的刺激性,有刺痒的感觉。
吸入大量粉尘还对呼吸系统造成损害,严重时可能会得矽肺,让人丧失劳动能力。
因此,在复合材料进行加工过程中一定要采取有效的除尘防护措施,避免粉尘污染环境和操作间的空气。
6.玻璃纤维增强材料的发展前景目前,美国复合材料的年平均增长率为4%,我国比美国的增长速度较快约为9%,是全球复合材料增长较快的国家。
在复合材料行业中,玻璃纤维增强材料中的热塑性塑料远远超过热固性塑料,其原因是热塑性材料的所具有的独特的可回收再利用的特性,可采用注射,挤出,压制,层压等各种方式,同时具有成型周期短,生产效率高等优点,其应用范围不断扩大。