《产业用纺织》ppt课件

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1、新兴的学科第三章产业用纺织品的加工技术纺织结构复合材料第二节复合材料的性能特点复合材料的最大特点是其性能具有可设计性。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、含量及分布状况；基体材料的性能和含量；以及它们之间的界面结合情况等。因此，不论那一类复合材料，就是同一类复合材料的性能也不是一个定值。根据所选择的工艺和材料设计，性能往往差异很大。例如手糊聚酯玻璃钢（玻璃纤维/聚酯树脂复合材料）的密度可在1.4~2.2g/cm范围变化，拉伸强度可以在70~350MPa范围变动。这就是说复合材料的性能是根据使用要

2、求进行设计的。但在使用温度和材料硬度方面，三类复合材料有明显的区别。如树脂基复合材料的使用温度一般60~250℃；金属基复合材料为400~600℃；陶瓷基复合材为1000~1500℃。复合材料的硬度主要取决于基体材料性能，一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料，金属基复合材料大于树脂基复合材料。复合材料主要性能种类树脂基复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料性能热塑性热固性轻金属复合材料陶瓷基粘胶剂基密度1.1~1.61.6~2.21.9~4.51.9~4.03.0~5.51.8~2.1使用温度(℃)80

3、~25080~200200~400400~6001000~1500200~400燃烧性能燃燃不燃不燃不燃不燃拉伸强度(MPa)65~300140~130068~1200530~140070~90040~150具体表现为：1、比强度、比模量大：就力学性能而言，复合材料力学性能取决于增强材料的性能、含量和分布，基体材料的性能和含量。它是可以根据使用条件进行设计，从强度方面来讲，三类复合材料都可以获得较高的强度。2、耐疲劳性能好：纤维增强复合材料在疲劳过程中，裂纹先在纤维或基体薄弱处出现，扩展到结合面，损伤逐渐积累，导

4、致破坏。表明纤维增强复合材料具有较好的损伤容限和疲劳寿命。3、力学性能的可设计性：选择性能不同的纤维和基体，以及它们的体积百分比，设计纤维铺设方向、叠层，甚至立体结构，以及结构的形状和几何尺寸，以使结构在性能、重量和成本诸方面的指标达到最优化。4、减震性好：复合材料的比刚度高，因此它的构件具有很高的自振频率，可防止共振的发生。纤维增强聚合物复合材料的界面或层间存在内摩擦，聚合物基体又具有粘弹性，因此这种复合材料具有比金属大得多的内阻尼，减振效率高。5、安全性能好：复合材料中有大量的增强纤维，过载时先是薄弱环节部分

5、的纤维发生断裂，使得应力重新分布，然后通过基体传给未破断纤维，因此不影响整体结构继续承载，仍能安全使用。6、高温或低温和热稳定性好：碳纤维增强聚酰亚胺等复合材料，可在250℃~300℃条件下使用，高温蠕变变形小。碳——碳复合材料具有良好的耐热冲击性能，其短时间使用温度可达3000℃，且仍保持一定的机械性能。7、成型工艺性能好：复合材料可采用低压手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等各种方法制成各种形状的产品，加工量小，节省材料和能源，减少模夹具，加工周期短。8、生物相容性好：碳纤维复合材料与人体组织、

6、骨骼和血液的相容性比金属好，可用以制造人工韧带、骨骼、假肢、心脏瓣膜和体外循环的血液过滤器。9、其它特性——（1）耐烧蚀性好；——（2）良好的摩擦性能；——（3）高度的电绝缘性能；——（4）优良的化学稳定性和耐腐蚀性；——（5）功能复合材料还有特殊的光、电、磁特性；——（6）复合材料的耐老化性能，取决于基体材料性能和与增强材料的界面粘接。一般来讲，其耐老化的优劣次序为：陶瓷基复合材料大于金属基复合材料，金属基复合材料大于树脂基复合材料。树脂基复合材料的耐老化性能也可通过改进树脂配方、增加表面防护层等方法来提高和改

7、善。——（7）三类复合材料的导热性能和优劣比较为：金属基复合材料——50~65W/m·K；陶瓷基复合材料——0.7~3.5W/m·K；树脂基复合材料——0.35~0.45W/m·K。第三节复合材料的应用复合材料范围广、产品多，在国防工业和国民经济各部门中都有广泛的应用。1、石油化工方面应用：不饱和聚酯树脂基复合材料（玻璃钢）具有耐酸、碱、油、有机溶剂等腐蚀性能，耐腐蚀性大大优于钢材、铜、铅、硬木等，因此用作各种化工管道、阀门、泵、贮槽、塔器及反应器内衬等，现已成为石油化工设备防腐蚀重要材料。2、交通运输方面应用：

8、纤维增强的复合材料具有重量轻、比强度高，抗微生物作用以及制造工艺简单等优点，已在轮船、汽车、铁路车辆、飞机、宇航设备等制造工业有了日益广泛应用。例如，制造小型船艇的船体，巡逻艇、扫雷艇、赛艇、鱼船，还有深水探测器等。在汽车工业上已用SMC复合材料制成轿车外壳及配件。铁路车辆上已制成车身、窗门、窗框、水箱等。在飞机上的应用如机翼、尾翼、操纵面的蒙皮、喷嘴、油箱、螺旋桨等。3