复合材料工艺及设备(1).ppt

文库专用 复合材料工学 主讲人：王晓钧 材料科学与工程学院 目 录 1、绪论 6、夹层结构 2、玻璃纤维表面处理 7、模压成型 3、热固性树脂工艺性能 8、缠绕成型 4、手糊成型 9、挤出注射成型 5、喷射成型 10、连续成型 绪 论 金属基复合材料 树脂基复合材料 玻璃/酚醛 高硅氧/酚醛 涤纶/酚醛 碳/酚醛 碳/环氧 蜂窝夹层结构复合材料 经编复合材料 多维整体编织织物复合材料 耐高温树脂基复合材料 特种不燃防（隔）热材料 无机非金属基复合材料 碳基复合材料： 整体毡碳/碳 低密度碳/碳 多维整体编织碳/碳 陶瓷基复合材料： 石英织物增强复合材料 高硅氧织物增强复合材料 复合材料的发展概况 1932年 诞生于美国 42~45年 手糊军用雷达罩，远航飞机油箱材料 玻纤增强聚酯树脂。 44年 飞机机身、机翼 与上述改进：玻钢夹层结构 46年 纤维缠绕成型 50年 压制成型，直升机螺旋桨 49年 玻纤预混，对模压制成型 60年代 机械式，计算机缠绕 玻纤、聚酯树脂喷射成型 61年 德国，片状模塑料（SMC）问世 63年 FRP板材工业化生产，美、法、日 60年代中 美、日SMC汽车部件，浴盆，船上构件 60年代 棒材、细管、定型截面制品 70年代 拉挤，环向缠绕 树脂反应注射成型（RIM） 增强树脂反应注射成型（RRIM） 卫生器具，汽车零件 72年 美国PPG公司，热塑性片状模塑料 (SMTC) 80年 法国，湿法热塑性片状模塑料(GMT) 60~80年代 离心浇铸成型，瑞士 美国，大口负压管道 发展领域 军→民 美国 民→军 西欧 主要国家1990年CM产量 应用范围 建筑 轻型房屋（日本） 装饰（雕塑、装饰件） 卫生洁具（淋浴室） 冷却塔（中国可见） 贮水箱（中国上海可见） 波形瓦（样品） 塑钢门窗 落水系统（落水管、雨蓬） 地面，墙布，桌椅，卫生桶 化学工业 防腐管、泵、罐、槽、衬里、隔层架 交通 汽车构件、铁路客车、通讯器材、 高速公路格栅 造船 各种小艇、无磁性小艇、破障艇 电器 元器件、灯具（杯）、绝缘工具 军事航空 弹体件、雷达罩、飞机附件 体育 撑杆、弓箭、球拍、雪橇、赛车、 滑板、赛艇、 皮艇、划桨、渔杆、按摩舱 农业 温室（FILON板，透光率99%） 食品级设备 机械 机械零配件 中国复合材料的状况： 传统的福建漆器，漆雕 现代的“玻璃钢” 复合材料性能： 性能的可设计性 力学性能、热学性能、耐腐性能。 主要成型工艺 手糊、袋压、喷射、树脂注射、模压、缠绕、 连续、离心 手工 异形，小批量产品，投资低、效率低、 重复性差 机械自动化 外形不复杂，批量大产品，连续性、 投资高、效率高、重复性好、性能好 玻璃纤维表面处理 §1-1、概述 意义：纤维——基体界面的结构和性能对 复合材料的力学性能和物理性能起主要作 用。 如断裂、韧性、腐蚀、刚度、膨胀等。 §1-2、表面复合材料的结构 1、结构：数种弹性性能不同的材料薄片交 替铺叠而成。 如图所示： 2、决定因素： 纤维的原子排列，化学性能 高分子基体的分子结构和化学组成 例： 纤维的高模量、高强度性能使它成为理想的负荷 载体，但必须有一种模量较低的基体把它牢固地 粘结起来，使任何一根纤维的断裂，对整体的强 度影响不大。这就要求纤维对基体有良好的浸润 性，但玻纤和碳纤对树脂的浸润性是相当差的， 表现在