树脂基复合材料特性 .pdfVIP

（1）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。玻璃钢的比强度可达刚才

的4倍，但（玻璃钢的比模量不算高）；碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度可达钛的4.9

倍，比模量可达铝的5.7倍多。这对要求自重轻的产品意义颇大。如A340空中客车型飞机

的尾翼、起落架、舱门、机翼与机舱过渡段外缘、驾驶舱窗框等均为树脂基复合材料，占整

架飞机结构件重量的15%。

从下表可见

几种常用材料与复合材料的比强度比模量

密度拉伸强度弹性模量比强度比模量

材料名称

34669

g/cm10XMPa10XMPaX10cmX10cm

钢7.810.1020.590.130.27

铝2.84.617.350.170.26

钛4.59.4111.180.210.25

玻璃钢2.010.403.920.530.21

Ⅱ碳纤维/环氧树脂1.4514.7113.730.21

Ⅰ碳纤维/环氧树脂1.610.4923.541.5

芳纶纤维/环氧树脂1.413.737.850.57

硼纤维/环氧树脂2.113.5320.591.0

硼纤维/铝2.659.8119.610.75

（2）抗疲劳性能好

疲劳破坏是材料在交变载荷作用下，由于微观裂缝的形成和扩展而造成的低应力破坏。金属

材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的，往往事先无征兆；而纤维复合材料中纤维与基体的

界面能阻止裂纹扩展，其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始，逐渐扩展，破坏前有明显的

征兆。大多数金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的40%—50%，碳纤维复合材料则达70%

—80%。纤维增强树脂基复合材料的抗声振疲劳性能亦甚佳。

（3）减振性好

复合材料中的纤维与树脂基体界面有吸振能力，故其振动阻尼甚高，可避免共振而至的破坏。

曾对形状、尺寸相同的轻金属合金及碳纤维复合材料所制的悬臂梁作过振动试验，前者需

9s才能停止振动，后者仅需2.5s。

（4）破损安全性好

纤维复合材料基体中有大量独立的纤维，每平方厘米上的纤维少则几千根，多则上万根。从

力学观点上看，是典型的静不定体系。当构建超载并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分

配在未破坏的纤维上。这样，在短期内不致于使整个构件丧失承载能力。

（5）耐化学腐蚀

常见的热固性玻璃钢一般都耐酸、稀碱、盐、有机溶剂、海水并耐湿。热塑性玻璃钢耐化学

腐蚀性一般较热固性为佳。一般而言，耐化学腐蚀性主要决定于基体。玻璃纤维不耐氢氟酸

等氟化物，生产适应氢氟酸等氟化物的复合材料产品时，接触氟化物表面的增强材料不能用

玻璃纤维，可采用饱和聚酯或丙纶纤维（薄毡），基体亦须采用耐氢氟酸的树脂，如乙烯基

脂树脂。

（6）可制得透明及各种色彩的产品；藉助加强肋、夹芯结构、波纹等可使制品获得所需的

强度和模量；各种组件、构件可在主体成型中一并嵌入成型，脱模后工时大为缩减；易于修

补与保养；隔磁、隔音。

（7）成型工艺性优越

可根据产品的结构与使用要求及生产数量，