抗辐射复合材料PPT课件
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复合材料介绍课件(2024)
发展历程
复合材料的发展经历了从天然复合材料到人工合成复合材料的过程。随着科技的不断进步，复合材料的种类和性 能不断得到拓展和提升。
2024/1/28
4
主要类型与特点
主要类型
根据基体材料的不同，复合材料可分为树脂基复合材料 、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等 。
特点
复合材料具有以下特点
利用复合材料的高比强度 和比刚度特性，制造航天 器的承载结构，如卫星、 火箭等。
航空发动机部件
将复合材料应用于航空发 动机的叶片、机匣等部件 ，提高发动机的推力和效 率。
20
汽车轻量化解决方案探讨
车身覆盖件
采用碳纤维复合材料制造车身覆 盖件，如车门、车顶等，降低车 身重量并提高安全性。
底盘结构件
利用复合材料的高强度和耐疲劳 性能，制造汽车底盘的结构件， 如横梁、纵梁等。
数字化与仿真技术
利用数字化建模和仿真技术，对复合材料制品的设计、制 造和性能进行预测和优化，缩短研发周期，降低成本。
绿色制造与可持续发展
开发环保型树脂、可再生资源和生物基复合材料等绿色原 材料，推广清洁能源和低碳技术，实现复合材料的绿色制 造和可持续发展。
13
设备选型及参数设置
2024/1/28
设备选型
2024/1/28
市场前景
随着科技的不断进步和环保意识的提高，复 合材料的应用领域将不断扩大，市场需求也 将持续增长。未来，复合材料将在新能源、 智能制造、生物医疗等新兴领域发挥更大的 作用，同时也将面临更高的性能要求和更严
格的环保标准。
6
02
复合材料组成与结构
2024/1/28
7
基体材料选择与性能
《复合材料》PPT课件(2024)
优异的抗疲劳性能
复合材料能够抵抗循环载荷作用下的疲劳破坏，具有较长的疲劳寿命， 适用于承受交变应力的结构件。
2024/1/26
03
良好的减震性能
Hale Waihona Puke 复合材料具有较好的阻尼性能，能够吸收和分散振动能量，降低结构的
振动和噪音水平。
16
物理性能
耐高低温性能
复合材料能够在极端温度环境下保持稳定的性能，适用于高温或低 温工作条件。
2024/1/26
25
建筑领域应用
建筑结构
复合材料可用于制造建 筑结构部件，如梁、板 、柱和墙体等，具有轻 质、高强度和耐腐蚀等 优点。
2024/1/26
建筑材料
复合材料还可作为建筑 材料使用，如复合地板 、复合门窗和复合墙板 等，具有美观、环保和 耐用等特点。
装饰装修
复合材料也可用于建筑 装饰装修领域，如吊顶 、隔断和家具等，具有 多样化的外观和优良的 性能。
X射线衍射（XRD）
分析复合材料的晶体结构和相组成，确定增 强体和基体的晶体类型。
2024/1/26
透射电子显微镜（TEM）
揭示复合材料内部微观结构，如增强体的分 布、取向和缺陷等。
原子力显微镜（AFM）
研究复合材料表面纳米级形貌和力学性质。
20
宏观性能测试方法
拉伸试验
测定复合材料的拉伸强度、弹性模量 和断裂伸长率等力学性能指标。
性能变化。
疲劳试验
2024/1/26
研究复合材料在交变应力作用下的疲 劳性能，预测其疲劳寿命和疲劳强度
。
耐化学腐蚀试验
测试复合材料在不同化学介质中的耐 腐蚀性能，评估其耐酸、耐碱、耐盐 雾等能力。
加速老化试验
复合材料能够抵抗循环载荷作用下的疲劳破坏，具有较长的疲劳寿命， 适用于承受交变应力的结构件。
2024/1/26
03
良好的减震性能
Hale Waihona Puke 复合材料具有较好的阻尼性能，能够吸收和分散振动能量，降低结构的
振动和噪音水平。
16
物理性能
耐高低温性能
复合材料能够在极端温度环境下保持稳定的性能，适用于高温或低 温工作条件。
2024/1/26
25
建筑领域应用
建筑结构
复合材料可用于制造建 筑结构部件，如梁、板 、柱和墙体等，具有轻 质、高强度和耐腐蚀等 优点。
2024/1/26
建筑材料
复合材料还可作为建筑 材料使用，如复合地板 、复合门窗和复合墙板 等，具有美观、环保和 耐用等特点。
装饰装修
复合材料也可用于建筑 装饰装修领域，如吊顶 、隔断和家具等，具有 多样化的外观和优良的 性能。
X射线衍射（XRD）
分析复合材料的晶体结构和相组成，确定增 强体和基体的晶体类型。
2024/1/26
透射电子显微镜（TEM）
揭示复合材料内部微观结构，如增强体的分 布、取向和缺陷等。
原子力显微镜（AFM）
研究复合材料表面纳米级形貌和力学性质。
20
宏观性能测试方法
拉伸试验
测定复合材料的拉伸强度、弹性模量 和断裂伸长率等力学性能指标。
性能变化。
疲劳试验
2024/1/26
研究复合材料在交变应力作用下的疲 劳性能，预测其疲劳寿命和疲劳强度
。
耐化学腐蚀试验
测试复合材料在不同化学介质中的耐 腐蚀性能，评估其耐酸、耐碱、耐盐 雾等能力。
加速老化试验
《复合材料的特性》课件
详细描述
复合材料是由两种或多种材料组合而成的，这些材料可以是金属、非金属、有机或无机材料，通过一定的工艺技 术，如挤压、铸造、热压等，将它们结合在一起，形成一个整体。这个整体具有各组分材料所不具备的特性，从 而满足各种不同的需求。
分类
要点一
总结词
复合材料可以根据不同的分类标准进行分类，如按组分类 型、形态、制造工艺等。
声学性能
通过调整复合材料的结构和组成，可 以控制其声学性能，如隔音、吸音效 果。
化学性能
耐腐蚀性
环境适应性
复合材料中的基体和纤维对各种化学环境 有很好的耐受性，不易被腐蚀。
某些复合材料能在极端环境中保持稳定， 如高温、高压、高湿或强辐射环境。
良好的密封性
可设计性强
复合材料的结构特性使其具有很好的气密 性和水密性，适用于需要密封的场合。
高性能化
随着科技的不断进步，对复合材料性能的要求也越来越高，高性能 复合材料将得到更广泛的应用。
智能化
随着物联网、传感器等技术的不断发展，复合材料将逐渐实现智能 化，提高其使用效率和安全性。
技术挑战
01
02
03
制造技术
复合材料的制造技术要求 高，需要精确控制各组分 的比例和分布，提高制造 效率和质量。
聚合物基复合材料的生产工艺主要包 括手糊成型、喷射成型、层压成型、 模压成型等。
喷射成型是通过将树脂和增强材料混 合后，通过喷枪喷射到模具表面，快 速固化形成复合材料制品。
金属基复合材料工艺
金属基复合材料是以金属或其 合金为基体，以纤维、晶须、 颗粒等为增强剂，通过复合工
艺制备而成的材料。
金属基复合材料的生产工艺主 要包括铸造、粉末冶金、扩散
可以根据特定的化学环境需求，设计复合 材料的组成和结构，以满足各种应用需求 。
复合材料是由两种或多种材料组合而成的，这些材料可以是金属、非金属、有机或无机材料，通过一定的工艺技 术，如挤压、铸造、热压等，将它们结合在一起，形成一个整体。这个整体具有各组分材料所不具备的特性，从 而满足各种不同的需求。
分类
要点一
总结词
复合材料可以根据不同的分类标准进行分类，如按组分类 型、形态、制造工艺等。
声学性能
通过调整复合材料的结构和组成，可 以控制其声学性能，如隔音、吸音效 果。
化学性能
耐腐蚀性
环境适应性
复合材料中的基体和纤维对各种化学环境 有很好的耐受性，不易被腐蚀。
某些复合材料能在极端环境中保持稳定， 如高温、高压、高湿或强辐射环境。
良好的密封性
可设计性强
复合材料的结构特性使其具有很好的气密 性和水密性，适用于需要密封的场合。
高性能化
随着科技的不断进步，对复合材料性能的要求也越来越高，高性能 复合材料将得到更广泛的应用。
智能化
随着物联网、传感器等技术的不断发展，复合材料将逐渐实现智能 化，提高其使用效率和安全性。
技术挑战
01
02
03
制造技术
复合材料的制造技术要求 高，需要精确控制各组分 的比例和分布，提高制造 效率和质量。
聚合物基复合材料的生产工艺主要包 括手糊成型、喷射成型、层压成型、 模压成型等。
喷射成型是通过将树脂和增强材料混 合后，通过喷枪喷射到模具表面，快 速固化形成复合材料制品。
金属基复合材料工艺
金属基复合材料是以金属或其 合金为基体，以纤维、晶须、 颗粒等为增强剂，通过复合工
艺制备而成的材料。
金属基复合材料的生产工艺主 要包括铸造、粉末冶金、扩散
可以根据特定的化学环境需求，设计复合 材料的组成和结构，以满足各种应用需求 。
辐射防护用品及使用方法 ppt课件
辐射防护用品及使用方法
讲者:
辐射防护用品及使用方法
1.缩短时间 2.增加距离 3.设置屏蔽
讲者:
1
辐射防护用品及使用方法
辐射屏蔽材料大致可以分为两类:
一类是高原子序数Z、高密度的金属材料，如： 铅、铁、钨、铀等。
另一类是通用的建筑材料，如：混凝土、实心砖等。
这些材料可以分别作为固定的防护屏蔽和移动的局部的屏蔽。
辐射防护用品及使用方法
在医用诊断X射线能量范围内，24厘米厚的实心粘土砖(1.65t/m3)大 于2mm铅当量，36厘米厚的实心粘土砖大于3mm铅当量；25厘米厚 混凝土(1.65t/m3)大于3mm铅当量。
辐射防护用品及使用方法
正当化 最优化 潜在危害正确告知义务与剂量约束
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
定期检测： 每年检测一次
注意事项： 尽量挂起或者平放
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
放射科机 房屏蔽门
工作人员 屏蔽门
手术室屏 蔽门
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
机房检测位置示意图
辐射防护用品及使用方法
剂使 量用 曝移 光动
床 边 最 大
辐射防护用品及使用方法
为便于比较各种防护材料的屏蔽性能，通常以铅为 参照物，把达到与一定厚度的某屏蔽材料相同的屏蔽效 果的铅层厚度，称为该屏蔽材料的铅当量，单位以 MMPB表示。用铅作为基准物质时以铅的厚度来表示 的衰减当量。
X线诊断机房的主防护应有2mm铅当量的厚度， 副防护应有1mm铅当量的厚度。主防护指对原发射线 照射的屏蔽防护
当心电离辐射
辐射防护用品及使用方法
铅玻璃
辐射防护用品及使用方法
讲者:
辐射防护用品及使用方法
1.缩短时间 2.增加距离 3.设置屏蔽
讲者:
1
辐射防护用品及使用方法
辐射屏蔽材料大致可以分为两类:
一类是高原子序数Z、高密度的金属材料，如： 铅、铁、钨、铀等。
另一类是通用的建筑材料，如：混凝土、实心砖等。
这些材料可以分别作为固定的防护屏蔽和移动的局部的屏蔽。
辐射防护用品及使用方法
在医用诊断X射线能量范围内，24厘米厚的实心粘土砖(1.65t/m3)大 于2mm铅当量，36厘米厚的实心粘土砖大于3mm铅当量；25厘米厚 混凝土(1.65t/m3)大于3mm铅当量。
辐射防护用品及使用方法
正当化 最优化 潜在危害正确告知义务与剂量约束
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
定期检测： 每年检测一次
注意事项： 尽量挂起或者平放
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
放射科机 房屏蔽门
工作人员 屏蔽门
手术室屏 蔽门
辐射防护用品及使用方法
辐射防护用品及使用方法
机房检测位置示意图
辐射防护用品及使用方法
剂使 量用 曝移 光动
床 边 最 大
辐射防护用品及使用方法
为便于比较各种防护材料的屏蔽性能，通常以铅为 参照物，把达到与一定厚度的某屏蔽材料相同的屏蔽效 果的铅层厚度，称为该屏蔽材料的铅当量，单位以 MMPB表示。用铅作为基准物质时以铅的厚度来表示 的衰减当量。
X线诊断机房的主防护应有2mm铅当量的厚度， 副防护应有1mm铅当量的厚度。主防护指对原发射线 照射的屏蔽防护
当心电离辐射
辐射防护用品及使用方法
铅玻璃
辐射防护用品及使用方法
复合材料聚酰亚胺树脂PPT课件
第8章 聚酰亚胺树脂
22
❖ 8.3.1 BMI 树脂
具有良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、模量高、吸 湿率低和热膨胀系数小等优良特性。
O
O
N
R'
N
O R'= CH2
，O
O ， SO4或其他基团
第8章 聚酰亚胺树脂
23
制备：以马来酸酐和二元胺为主要原料，经缩聚反应得到：
O O +H 2NRN H 2
O
第8章聚酰亚胺树脂49未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力ohochn1chpmr树脂第8章聚酰亚胺树脂50未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力pmr15第8章聚酰亚胺树脂51未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力2pmr的性能物理性能通过调节预聚物的分子量改变其玻璃化转变温度力学性能热氧化稳定性以及加工性能等
第8章 聚酰亚胺树脂
8
（2）由四元酸和二元胺反应生成PI
C O O H + H 2N
C O O H
O N
O
在高沸点溶剂中进行，先由四酸和二胺形成盐， 高温下脱水形成聚酰亚胺，也可以是四酸在高温下， 如150℃以上脱水成酐，再与二胺反应。
芳香四酸通常在100℃以上就会脱水成酐，所以 当以四酸为原料时，应保证四酸中没有二酐，也没 有水分，否则会由于四酸和二胺达不到等摩尔比而 得不到高分子量的聚合物。
（8）自熄性聚合物，发烟率低。 （9）极高的真空下放气量很少。 （10）无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消
《复合材料》PPT课件
纳米绘画艺术—— 纳米中国
这是中国科学院化学所的科技人员利用 纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制 出的世界上最小的中国地图。
碳纳米球（富勒稀）
The Nobel Prize i n Chemistry 1996 for discovery of fullerenes（C60).
碳原子组成的小单元看起来和 足球一样。碳原子的活性差， 导电，非常稳定。绝佳的材料 和电性能
材料的创新：新材料的出现为产品设计提供更广阔 的前，由于其独
有的体积和表面效应，它从宏观上显示出许多奇妙 的特征。
制备纳米粒子的物理方法
1．球 磨
实施方法
2．振动 球磨
3．振动磨
4．搅拌磨
5．胶体磨
6．纳米气流粉碎 气流磨
球磨 (Milling)
新型日光温室复合材料 温室骨架和纵拉杆全部采用复合材料制成
绿可木，生态木塑 复合材料，木塑复
合材料吸音板
复合材料（玻璃 钢）制品
采用高分子复合材料制作浮雕和雕塑
碳纤维/树脂复合 材料
碳/碳复合材料
生物医学制品和体育运动
复合材料被用来预防受伤， 矫正生理机能，和帮助病人 复原。
生物医学制品和以体育运动器 材为主的碳纤维复合材料制品
• 台湾碳纤维约有3000吨/年的产能。
体育休闲用品应用
山地车
工业应用
这是一个覆盖甚广，内容甚多，也是一个发展最快， 前景最好的应用领域。
1、基础设施领域（混凝土结构加固补强）
基础设施（Infrastructure）系指建筑领域的房屋 、桥梁、隧道、涵洞、地铁及其相关的混凝土工程，其修 复、更新、加固已构成复合材料目前极重要的应用领域。
② 碳纤维增强复合材料 由碳纤维与酚醛、环氧、聚酯、聚四氧乙烯 等树脂组成的复合材料 特点：密度更低，比强度和比模量更高 具有优良的疲劳性能、耐冲击性能、自润滑 性能和耐磨、耐蚀、耐热性能
2024版《复合材料》PPT课件
基体材料选择
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
材料辐照加工ppt课件
◆高分子聚合物的基本知识
高聚物广义结构——多层次
一级结构，即最基本的高分子结构
二级结构，主链价键内旋转和链段热运动产生的各种构象
三级结构，即聚集态结构，高分子链聚集时链段间的紧密和规 整程度不同，可分为无定形、介晶和结晶三类相态
高分子的链结构
HH
HH
HH
*
C
C n* *
C
C n*
*
C
C n*
HH
H CH3
.
MI对应的加工产品
加工方法
产品 管材
树脂的 MI
＜0.1
挤出成型 （Extruding）
片材、瓶
薄壁管 电线电缆
薄片
单丝（绳） 多股丝或
纤维
0.1～0.5 0.1～1 0.5～1
≈1
加工方法
产品
树脂的 MI
注射成型 （Injection）
涂布 （Coating）
瓶 （玻璃状物）
胶片 （流涎薄膜）
.
典型辐射交联高分子材料配方
序号
材料名称
质量分数
功能
1
LDPE（MI1.5）
100 线缆屏蔽和绝缘保护的主材料
2 EVA（VA%=18，MI1） 5～20 补强剂、相容性和增韧成分
3 TMPTMA 或 TAIC 等
0～1
敏化剂，辐射可产生大量自由基，有助于交 联
4
抗氧剂 1010
0.5～2 抵御加工和使用时氧对高聚物的损害
.
增塑剂（Plasticizer）
• 增塑剂的作用是降低聚合物链间的相互作 用，非极性增塑剂溶于非极性聚合物时， 聚合物链间的距离增大，聚合物链间的作 用力减弱，链段间相对运动的摩擦力减小 ，链段更容易运动，从而使聚合物的玻璃 化温度和弹性模量降低，耐冲击性能提高 。（不迁移、降低性能）
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+2 2
γ射线 通过任何物质时，均与物质中的原子发生作用
.
3
γ射线
光电效应
低能γ射线，原子序数大的介质
电子对效应 高能γ射线，原子序数大的介质
被全部吸收
康普顿效应 中能γ射线，原子序数小的介质
.
4
应用1
大型超导磁铁线圈
辐 射
电绝缘性易受高 剂量辐射的影响
玻纤增强/环氧树脂
足够的电绝缘性 适当的低温机械性能 合理的制造成本
研制用于宇航，核电站，电磁杂波防护等的复合材料
抗辐射能力与材料组分有关 重金属化合物 纤维增强材料 稀土金属氧化物 陶瓷粉末
.
无机材料 树脂基体 分子主链上含有芳环
8
抗辐射性能的参数表达
吸收剂量（D）：单位质量的物质所吸收的电离辐射的平均能量
屏蔽率
D = dE/dm, Gy 戈瑞
光照射到物体上出现透射，反射，吸收
急剧升温
应力波
稀土元素的氧化物 塑料薄膜闪烁器
拉应力使防热材料失效
.
14
防中子辐射复合材料
中子具有很强的穿透力，在空气和其他物质中可以传播很远的 距离，对人体的危害远大于X射线和γ射线
能阻挡X射线和γ射线的材料，往往不能阻挡中子
快中子的散射和减速 慢中子被吸收后放出共化粒子或γ射线 防中子辐射纤维 聚合物基防中子辐射复合材料
树脂 类型
含胶量
聚丙稀
环氧树脂
聚氨酯树脂 低密度聚乙烯 交联聚异戊二烯
聚酯树脂 双马来酰亚胺树脂
聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂
过低 过高
树脂与纤维，纤维与纤维间的粘结性下降
与树脂粘结纤维数量增加，限制变形作用 树脂层变厚，易造成破坏，纤维作用不充分
.
21
面密度影响
弹速
V
面密度越大，弹道吸能越大 芳纶纤维复合材料的能量吸收增加
防辐射功能复合材料
.
1
抗辐射复合材料
在高剂量辐射能量照射下， 能长时间使用的复合材料
电离辐射 天然辐射
宇宙射线 地球放射性元素
人工辐射
核工业 医学治疗
.
2
核辐射
核能是能源可持续发展的 希望，核裂变与核聚变
放射性物质所放射出的α射线，β射线，γ射线和中子
α射线
β射线
氦核，质量大，电离作用强
β衰变产生，正电子流或负电子流
Al2O3，B4C，SiC，TiB2
.
18
防弹性能影响因素
纤维种类
弹击速度
树脂基体种类与含量
织物结构
面密度
防弹性能以材料对弹丸或弹片 动能吸收程度来衡量 防弹材料的能量吸收受材料的 结构形式与特性影响
.
19
纤维类型的影响
防弹性能主要由纤维决定，强度高，模量高，延伸率大，韧性好 在高应变率下性能好
尼龙 软化，破坏前呈大变形，可吸收一定能量
Kevlar纤维 破坏前发生塑性变形，沿纤维纵向有撕裂现象，可吸收大量冲击能
玻璃纤维 脆性断裂，破坏前延伸率较低，吸能较小
结 玻璃为凝固的过冷 芳纶纤维经液 超高分子量聚乙烯 构 液体，呈离子结构 晶纺丝，氢键 高取向，高结晶
.
20
树脂基体及含胶量
耐高温，高韧性，高强度，低模量，低成本
6
应用3
耐放射性辐射陶瓷材料
用于制作贮存放射性核废料的容器
萤石 抵抗放射性作用下的破坏过程
晶格中排列着柔性分子，在受辐照时， 使自身结构发生可逆的弯曲和移位， 有效阻止辐射引起的形变
等离子体面对材料 碳纤维复合材料
几百年内抵抗强辐射 保持密封隔绝性能
.
7
辐射类型
紫外线
X射线
γ射线
中子辐射
波长逐渐变短
性能急剧降低
氰酸酯树脂复合材料
能在高温和低温工作 承受高辐射
.
5
应用2 陶瓷纤维增强复合材料
高抗辐射陶瓷+少量环氧树脂
SiC/SiC 复合材料
采用结晶的且配比更理想的纤维 改变纤维与基体间的界面 改变基体加工路线 改变纤维结构 尖晶石MgO•nAl2O3
.
聚合物浸渍和热解法
大规模生产 降低成本
SiC基体为无定型 含碳量过高
反射率和吸收率之和，即屏蔽率 = 1 – 透射率
线性衰减系数
单位体积内所有原子的微观截面之和为宏观截面，μ
.
9
防紫外线复合材料
原理
180 – 400 nm的电磁波
反射作用 选择吸收作用
防紫外线纤维
-CN
具有抗紫外线破坏能力的纤维
含有紫外线屏蔽剂的纤维
防紫外线织物
织物上施加一种能屏蔽紫外线的物质， 该物质对织物的使用性能影响小
后处理法：用含屏蔽剂的溶液或胶粘剂对成品纤维或 织物进行浸渍或涂覆处理
交联剂将屏蔽剂的分子与纤维大分子连接
O
胶粘剂将屏蔽剂机械的黏附在纤维上
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X射线
防X射线复合材料
一般为含铅的玻璃，有机玻璃以及橡胶等
X射线沉积在物质内
基体常用聚丙烯等，屏蔽剂为铅和钡等重金属化合物
防热-抗辐射复合材料
X射线
材料
防紫外线涂料
成膜树脂，高效紫外线吸收剂，自由基捕获剂
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防紫外线纤维
本身具有抗紫外线破坏能力，含紫外线屏蔽剂
紫外线屏蔽剂：具有吸收或反射紫外线作用的物质
无机：反射或散射作用，无光能的转化 高岭土，滑石粉，CaCO3，Fe2O3，ZnO，TiO2
颗粒达到纳米级分散时，比表面积增大，表面化学活性高
有机：具有强烈的，选择性吸收高能量紫外线的性质 通过光物理或光化学过程将吸收的能量转换
复合材料层合板
由树脂和纤维，织物复合而成 单独防护，全复合材料靶板 作为背板与陶瓷复合构成陶瓷/复合材料装甲
陶瓷/复合材料装甲 最有效的轻质复合
防弹装甲体系
复合材料背板
陶瓷板
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防弹复合材料组分
防弹纤维
尼龙纤维 玻璃纤维 芳纶纤维 超高分子量聚乙烯纤维 PBO纤维
防弹陶瓷
破碎弹体 阻挡和磨蚀弹体 改变弹体运动方向
玻璃纤维复合材料的能量吸收增加
DyneemaUD66复合 材料的能量吸收减小
弹道性能理论分析模型
物理模型面密度统计模型 Nhomakorabea能量分配模型
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自修复功能复合材料
一方面在现有加工条件下，材料内部不可避免地存在着微裂纹、 杂质、微孔隙等微观缺陷；另一方面在材料的使用过程中，也 经常受到外力冲击等破坏，使其在内部产生微裂纹。
分子间能量转移，分子内结构变化
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含紫外屏蔽剂纤维制备
将紫外屏蔽剂与单体一起共聚得到防紫外线聚合物
浸渍，印花，涂层等，直接黏附在纤维上
共混熔融纺丝
要求 屏蔽剂与纤维有良好的相容性，屏蔽剂不升华， 不分解，对人体安全，粒径小，对纤维质量影响小
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防紫外线织物
纤维法：利用具有防紫外线功能的纤维生产织物
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SiC
高分子弹性体 快中子慢化剂 慢中子吸收剂 γ射线屏蔽剂
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防弹复合材料
为阻挡弹丸，弹片和 射流等的侵彻而设计 制造的一类复合材料
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防弹复合材料装甲结构的类型与用途
单纯的纤维织物
不加树脂，只通过缝纫方法将多层平面织物缝合，或将 纤维经三维，多维编织而成，软装甲。 人体防护，手枪或软金属弹的防护，易内伤