复合材料工艺及设备

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1、第一章1.复合材料定义：是指两种或两种以上不同材料，用适当的方法复合成一种新材料，其性能比单一材料性能优越。根据基体材料不同，分为金属基复合材料，非金属基复合材料，树脂基复合材料2.复合材料最大特点，是性能具有可设计性。影响复合材料性能的因素很多，主要取决于增强材料的性能，含量及分布情况，基体材料的性能和含量，以及它们之间的界面结合情况。3.树脂基复合材料的使用温度一般为60摄氏度到250摄氏度；金属基复合材料为400摄氏度到600摄氏度；陶瓷基复合材料为1000摄氏度到1500摄氏度。复合材料硬度主要取决于基体材料的性能，一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大

2、于树脂基复合材料4.就力学性能而言，复合材料的力学性能取决于增强材料的性能，含量和分布，以及基体材料的性能和含量。复合材料的耐自然老化性能，取决于基体材料的性能和与增强材料的界面粘结。一般优劣次序为，陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。导热性能的优劣比较为：金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。5.选择成型方法时应考虑：①产品外形构造和尺寸大小 ②材料性能和产品质量要求 ③生产批量大小及供应时间（允许的生产周期）要求 ④企业可能提供的设备条件及资金 ⑤综合经济效益，保证企业盈利 第二章1.手糊成型：又称接触成型。是用纤维增强材料和树脂胶液

3、在模具上铺敷成型，室温（或加热），无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。手糊成型按成型固化压力可分为两类：接触压和低压（接触压以上）。前者为手糊成型，喷射成型。后者包括对模成型，真空成型，袋压成型，热压釜成型，树脂传递模塑（RTM）和反应注射模塑（RIM）成型。2.聚合物基体的选择：能配置成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为200-500厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂，环氧树脂和辅助材料。其中，辅助材料包括稀释剂（分为活性稀释剂和非活性稀释剂），填料（在糊制垂直或倾斜面层时，为避免“流胶”，可在树脂中加入少量活性SiO2处变剂），色料。3.增强材料包

4、括玻璃纤维（E-玻璃纤维，也称无碱纤维；C-玻璃纤维；A-玻璃纤维，有碱纤维；S-玻璃纤维，高强纤维；M-高弹玻璃纤维；L-防辐射玻璃纤维），碳纤维（聚丙烯腈纤维，沥青纤维，粘胶纤维），Kevlar纤维。玻璃纤维制品：玻璃纤维无捻粗纱，短切纤维毡，无捻粗砂布，玻璃纤维细布，单向织物4.手糊成型模具分为单模和对模。单模分为阳模和阴模。玻璃钢高级模具：用玻璃钢制作，可获得“镜面效果”的，高光泽度，高平整度手糊制品的模具。高级模具的要求：（1）具有足够的强度、刚度。 （2）具有一定硬度、耐热性能承受树脂固化放热的收缩作用。 （3）工作面外形尺寸精确，表面平顺，无潜藏气泡和针

5、孔。（4）光泽度达到80-90光泽单位或者目测有清晰的镜面反光。（5）抛光后模具表面残留划痕度小于0.1μm。5.材料选择：（1）胶衣树脂：应具有收缩率低，延伸率高，耐磨耐热等优良性能。最理想的是专用模具胶衣树脂。（2）玻璃纤维表面毡和玻璃纤维短切毡：毡用来增强胶衣防止微裂纹；形成富树脂层，提高模具表面光洁度和耐腐蚀性能；消除玻璃布在模具表面产生的布纹痕迹。制造工艺：（1）过渡模（母模）制造（2）GFRP模具翻制（3）模具表面处理（4）模具表面质量检测6.脱模剂：为了使制品与模具分离而附于模具成型面的物质。主要分为：薄膜型脱模剂，混合溶液型脱模剂，蜡型脱模剂。脱模蜡的

6、使用温度在80摄氏度以下，使用方法：（1）将模具清洗干净（2）在模具表面均匀的涂一薄层脱模蜡，停2-3分钟后，用干净毛巾用力擦至照出人影，停2小时，让蜡层中的溶剂挥发掉，并使蜡模硬化，在模具表面形成一层坚硬光亮的模层。然后再用相同的方法继续涂脱模蜡，直到模具表面上形成的蜡模厚度足够反复多次使用。（3）制品脱模后，只需把模具表面揩干净，即可重复使用。7.表面层：制品表面需要特制的面层，称为表面层。一般采用加了颜料的胶衣树脂（俗称胶衣层）制作，也可用加入粉末填料的普通树脂制作，或直接用玻璃纤维表面毡。表面层树脂含量高，故也称富树脂层。 表面层的作用：不仅可以美化制品，而且

7、可以保护制品不受周围介质侵蚀，提高耐侵蚀、耐水、耐酸碱、耐候等性能，具有延长制品使用寿命的功能。8.铺层拼接的设计原则：制品强度损失小，不影响外观质量和尺寸精度，施工方便。拼接的形式有搭接和对接两种，以对接为宜。对接式铺层可保持纤维的平直性，产品外形不发生畸变，并且制品外观和质量分布的重要性好。为不致降低接缝区强度，各层的接缝必须错开，并在接缝区多加一层附加布。9.欲使不饱和聚酯树脂的线性分子与交联剂变成体型结构，必须加入引发剂。引发剂指活性较大含有共价键的化合物。在一定条件下，可以受热分解产生游离基。游离基是一种能量很高的活性物质，它能把双键打开，