复合材料绪论

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1、复合材料（玻璃钢）成型工艺绪论一、复合材料（玻璃钢）概述：玻璃钢其实是一种复合材料，在咱国内俗称为“玻璃钢”实际称为玻璃纤维增强塑料：它是一种由两种或两种以上的材料（树脂为基体，以玻纤为增强材料）经一定成型工艺复合成的一种复合材料。复合材料也可以这么讲：用两种或两种上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组分材料的主要特性，又通过复合效应而获得原组分所不具备的特性。可以通过设计使各组分的性能相互补充并彼此关联，从而

2、获得新的优越性能，与一般材料简单混合不可相比的。复合材料的组成分两大部分：基体与增强材料。复合材料中的树脂就是基体，玻璃纤维是增强材料。玻璃钢：英文名称FRPF纤维ClassFibreR增强ReinforcedP塑料Plastic玻璃钢三大因素及作用：三大因素合成树脂、增强材料、界面a、合成树脂作用：把松散的增强材料粘接成整体，起传递功的作用，对玻璃钢起防腐性能、耐老化性等都有直接或间接影响。b、增强材料作用：玻纤制品承受力的作用，不仅能够提高其制品强度和弹性模量，而且还能够减少收缩变形，提高其热变性温度。C、界面作用：两者之间的分界面

3、。玻璃钢性能不仅与增强材料和基体树脂有关，而且与两者之间界面处粘接的好坏及耐久性有很大的关系。复合材料中的基体与增强材料之间的相互作用是通过所形成界面的性质和强度而表现出来的。基体与增强材料之间的结合可分为以下几种：1、机械结合基体与增强材料之间没有发生化学反应，纯粹是机械连接，这种复合是靠粗糙的纤维表面与基体产生磨擦力而实现的，只能在平行纤维方向上承受载荷。2、润湿与扩散复合过程中液态的基体在增强材料的表面铺展、润湿，然后发生相互原子或分子的扩散、渗透从而形成界面。3、反应结合基体与增强材料间发生化学反应，在界面形成新的化合物。4、混

4、合结合是总合上述几种组合的结合，是一种最普遍的结合方式。基体与增强材料的相互作用与界面的性质和完善程度对复合材料的力学性能和其它性能有着重要的影响。总希望界面粘接牢固、完善，从而复合材料的刚度和强度是有利的。可明显提高横向和层间的拉伸强度和剪切强度、也可使弹性模量和剪切模量提高。二、复合材料分三大复合材料：a聚合物基复合材料：英文名称PMC，采用聚合物为基体（聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等），玻璃纤维、碳纤维、芳纶等增强材料的复合材料。b金属基复合材料：MMC，以金属（如铝、镁）为基体，以纤维（碳化硅纤维）为增强材料的复合材料。其特点：

5、其性能即优于金属材料也优于树脂基复合材料，它既具有金属的性能，也有树脂基复合材料无法达到的使用温度高（500—600℃）、剪切强度高、阻燃、不老化、不吸湿、不放气、耐磨损、导电、导热等金属性能。如航天、航空、汽车发电机配件已有应用。c无机非金属复合材料（如陶瓷基复合材料：CMC）：以陶瓷为基体，以短纤维或晶须（如碳化硅和碳化硼纤维或晶须）为增强材料的复合材料。其特点：陶瓷其本身强度高27、硬度大、耐高温、抗氧化、有很好的耐磨性和耐化学腐蚀性、热膨胀系数小、密度小，这些优异性能是一般金属、高分子材料和他们的复合材料所不具备的。其领域主要是

6、高温结构如航空发电机这种热结构，其温度在1650℃。纤维增强水泥基复合材料：英文FRC原材料：水泥一般425#硅酸盐水泥、普通水泥、粗集料、细集料、水、刚纤维、减水剂、活性矿物掺合料等等。三种复合材料中，以树脂基复合材料用量最大，占整个复合材料用量的90%以上。树脂基复合材料中，又以玻璃纤维增强塑料（俗称“玻璃钢”）用量最大，占树脂基复合材料用量的90%以上。主要讲树脂基复合材料。三、树脂基复合材料分类1.按聚合物（树脂）分①热固性树脂复合材料；②热塑性树脂复合材料。2.按聚合物（树脂种类）分③聚酯树脂基复合材料；④环氧树脂基复合材料；

7、⑤酚醛树脂基复合材料；⑥呋喃、乙烯基酯树脂…….等等。3.按纤维种类分中碱、无碱、碳纤维、硼纤维基复合材料等等。四、树脂基复合材料的特性1.优点⑴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。玻璃钢的比重是1.5—2.0是钢材的1/4，但模量不算高；碳纤维增强复合材料的比强度可以达钛的4.9倍，比模量可达铝的5.7倍。这对要求自重轻的产品意义颇大。如飞机尾翼、起落架、舱门、机翼、机舱过渡段外缘、驾驶舱窗框等等均为树脂基复合材料，光飞机复合材料占整机结构重量15%。表1几种常用材料与复合材料的比强

8、度比模量材料名称密度g/cm3拉伸模量104×MPa弹性模量106MPa比强度×106cm比模量×109cm钢7.810.1020.590.130.27铝2.84.617.350.170.26钛4.59.4