复合材料第二篇.ppt

第二篇：增强材料概述粘结在基体内以改进其机械强度、弹性模量等力学性能的高强度材料，称为增强材料(Reinforcement)，也称为增强体、增强相、增强剂等。在不同基体材料中加入性能不同的增强材料，其目的在于获得性能更为优异的复合材料。增强体材料：增强体按几何形状分：颗粒状（零维）纤维状（一维）薄片状（二维）纤维编织的三维立体结构纤维状增强材料的特点与同质地的块状材料相比，它的强度要高的多；纤维状材料具有较高的柔曲性；纤维状材料增强体具有较大的长径比。常见的纤维增强体有：玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和金属纤维等。它们有连续的长纤维、定长纤维、短纤维和晶须之分。玻璃纤维是树脂基复合材料最常用的增强体，有玻璃纤维增强的复合材料是现代复合材料的代表，但由于它的模量偏低，而且使用温度不高，通常不属于高级复合材料增强体。还有芳纶及其它高性能纤维增强体在复合材料中的作用对于结构复合材料：增强体的主要作用是承载。对于多功能复合材料：增强体的主要作用是吸波、隐身、防热、耐磨、耐腐蚀和抗热震等其中的一种或多种复合材料中的增强体：增强体按结构分：非晶纤维，如玻璃单晶纤维，如SiC晶须、Al2O3晶须多晶纤维，如C、B、SiC等复合多晶纤维，如W芯SiC纤维、B纤维、C芯SiC纤维高性能复合材料对纤维增强体的要求：高比强度高比模量高长径比与基体的相容性好成本较低工艺性好高温抗氧化性好不污染环境复合材料所用的增强材料主要有三类，即纤维及其织物、晶须和颗粒。其中玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、晶须以及芳纶(Kevlar)等纤维应用最为广泛。本章将一一介绍。2.玻璃纤维（GF）2.1玻璃纤维简述现代玻璃纤维开始于20世纪30年代1938年出现第一家玻璃纤维企业1940年美国发表最早的E玻璃纤维专利1951年美国杜邦公司制成沃兰1958－1959年美国建成了池窖拉丝工厂我国：开始于1958年1971年建成池窖拉丝工厂GF/乙烯基酯树脂的增强作用性能未增强增强拉伸强度/MPa80260弯曲强度/MPa120360冲击强度/(KJ/m2)10300玻璃纤维及其制品GlassFibre,GF或Gf玻璃纤维是由含有各种金属氧化物的硅酸盐类，经熔融后以极快的速度抽丝而成。由于它质地柔软，因此可以纺织成各种玻璃布、玻璃带等织物玻璃纤维最主要的产品是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢分类无碱纤维，金属氧化物含量在0.5％以下，具有优良的电绝缘性、耐老化性和耐水性；中碱玻璃纤维含碱量在2-6％，耐酸性好，适于用作耐腐蚀件和蓄电池套管等，但耐碱性不如E玻璃纤维，成本低；有碱纤维，含碱量大于10％，耐酸性不如C玻纤，耐水和耐老化性差，但价格便宜；高强玻璃纤维，拉伸强度比E玻璃纤维高35％，可用作结构材料；耐碱玻璃纤维，抗碱性能好，主要用以增强水泥制品；介电玻璃纤维，电绝缘性及透波性好，适于用作雷达装置的增强材料。分类超细玻璃纤维：直径为3.8-4.6um按单丝直径分中粗纤维：直径为5.3-7.4um粗纤维：直径为9.2-21.6um2.3制造方法坩埚法生产工艺示意图2.3.1制造方法-坩埚法坩埚法生产工艺流程图2.3.2制造方法－池窖法池窑拉丝生产工艺示意图2.3.2制造方法-池窖法池窖法生产工艺流程图池窑拉丝与坩埚拉丝的比较池窑拉丝与坩埚拉丝相比，具有如下优点：1.省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；2.一窑可安装10块到上百块漏板，熔量大，生产能力高；3.由于一窑多板拉丝，因此对窑温、液面、压力、流量和漏板温度可以集中自动控制，产品质量稳定，减少断头、飞丝，为高速拉丝生产自动化提供了有利条件；4.适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维；5.生产的废纱便于回炉。浸润剂浸润剂的作用：润滑作用粘接作用防止纤维表面