复合材料学 教学课件 ppt 作者 张以河 主编第2章.ppt

第二章 复合材料增强体 一、玻璃纤维 （一）概述 （二）玻璃纤维的分类 1．以玻璃原料成分分类 （1）无碱纤维（通称E玻璃） （2）中碱纤维　 （3）高碱纤维 （4）特种玻璃纤维： 2．以单丝直径分类 　粗纤维：其单丝直径一般为30μm；初级纤维：其单丝直径大于20μm；中级纤维：单丝直径10~20μm；高级纤维：（亦称纺织纤维）其单丝直径3~10μm。对于单丝直径小于4μm的玻璃纤维又称为超细纤维。 3．以纤维外观分类 　　 连续纤维（又称纺织纤维），定长纤维玻璃棉 4．以纤维特性分类 　　高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维（指无碱及中碱玻璃纤维）、光学纤维、低介电常数玻璃纤维、导电纤维等 （三）玻璃纤维的结构及化学组成 1．玻璃纤维的结构 2．玻璃纤维的化学组成 （四）玻璃纤维的性能 1．外观和相对密度　 2．力学性能 3．玻璃纤维的耐磨性和耐折性 4．玻璃纤维的热性能 5．玻璃纤维的电性能 6．玻璃纤维的化学性能 （五）玻璃纤维制品 1．无捻粗纱 2．无捻粗纱织物 3．平纹布 4．斜纹布 5．单向布 6．缎纹布 7．无纺布 8．毡 9．缝编织物 （六）玻璃纤维的制造工艺 1．坩埚拉丝法 2．池窑拉丝法 3．玻璃纤维浸润剂 （七）玻璃纤维的应用 二、碳纤维 （一）概述 碳纤维是由有机纤维如粘胶纤维、聚丙烯晴纤维或沥青纤维在保护气氛下热处理碳化成为含碳量90%-99%的纤维。 （二）碳纤维的分类 1．按先驱体纤维原料类型分类 可分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、气相生长碳纤维。 2．按碳纤维的制造方法不同分类 2．按碳纤维的制造方法不同分类 可分为碳纤维(800~1600℃)、石墨纤维(2000~3000℃)、氧化纤维(预氧化丝200~300℃)、活性碳纤维和气相生长碳纤维。 3．按纤维力学性能分类 根据碳纤维的力学性能，可分为通用级碳纤维(GP)和高性能碳纤维(HP)；其中高性能纤维包括中强型(MT)、高强型(HT)、超高强型(UHT)、中模型(IM)、高模型(HM)、超高模型(UHM)，碳纤维的性能见表2-4。 4．按纤维的应用领域分类 5．按碳纤维的功能分类 可分为受力结构碳纤维、耐焰（火）碳纤维、活性碳纤维、导电用碳纤维、润滑用碳纤维、耐磨用碳纤维、耐腐蚀用碳纤维。 6．按碳纤维加工工艺分类 （三）碳纤维的结构 （四）碳纤维的性能 1．力学性能 2．物理性能 3．化学性能 （五）碳纤维的制备 1．聚丙烯腈基碳纤维 2．粘胶（纤维素）基碳纤维 3．沥青基碳纤维 （六）碳纤维的应用 1．纤维增强胶接层板 2. 碳纤维复合材料片 3．碳纤维增强混凝土 4．复合材料建材 三、陶瓷纤维 （一）陶瓷纤维的化学成分与结构 1. 陶瓷纤维的化学组成 2. 陶瓷纤维的结构性质 （二）陶瓷纤维制品的性能 （三）陶瓷纤维制备工艺 （四）陶瓷纤维的品种及应用 四、硼纤维 （一）硼纤维的性能 （二）硼纤维的制备技术 （三）硼纤维的应用 五、玄武岩纤维 （一）分类 1．以单丝直径分类 2．以纤维外观分类 （二）玄武岩纤维的结构及化学组成 （三）玄武岩纤维的性能 1．外观和相对密度 2．表面能 3．玄武岩纤维的力学性能 4．玄武岩纤维的热性能 5．玄武岩纤维的化学稳定性 6．玄武岩纤维的声绝缘性 7．高电绝缘性能以对电磁波的高透过性 8．吸湿率是玻璃纤维的12%~15% 9．与金属、塑料、碳纤维等材料的良好兼容性. 10．过滤净化特性及原料无毒副反应 （四）玄武岩纤维的制备工艺 （五）玄武岩纤维的用途 六、岩棉纤维 （一）岩棉纤维的化学成分及物化性能 （二）岩棉纤维的主要生产方法 （三）岩棉纤维的应用 第二节 有机纤维 一、芳纶纤维（一）概述 1．芳香族聚酰胺树脂 2．芳酰胺纤维的分类 （二）聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维 1．PPTA树脂和纤维的制备 2．PPTA的结构 3．芳纶纤维的性能 （三）聚对苯甲酰胺(PBA)纤维 1．PBA树脂和纤维的制备 2．PBA的结构 3．PBA纤维的性能 （四）芳纶纤维的应用 1．飞行器及太空上的应用 2．汽车工业上的应用 3．个人防护设备的应用 4．绳索和缆绳的应用 5．船舶工业的应用 （五）芳纶纤维的研究进展与发展趋势 二、超高分子量聚乙烯纤维 （一）概述 （二） 超高分子量聚乙烯纤维的制备 超高分子量聚乙烯纤维（ultra-high molecular weight polyethylene fiber，简记为UHMWPE纤维）是指平均分子量在106以上的聚乙烯所纺出的纤维。工业上多采用3×106左右分子量。超高分子量聚乙烯纤维的制造方法是凝