高中化学 4.3 复合材料的制造先进复合材料主要生产工艺介绍素材1 苏教版选修2

合集下载

苏教版高中化学选修化学与技术-4.3 复合材料的制造-教案设计

苏教版高中化学选修化学与技术-4.3 复合材料的制造-教案设计

复合材料的制造【教学目标】1.了解高分子材料的一般分类方法,认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。

2.知道塑料的组成和分类,了解各种塑料的性能和在生产生活中的应用。

3.掌握加聚反应和缩聚反应两大基本聚合反应类型。

【教学重难点】1.了解高分子材料的一般分类方法,认识塑料、纤维、橡胶、功能高分子材料的区别。

2.知道塑料的组成和分类,了解各种塑料的性能和在生产生活中的应用。

3.掌握加聚反应和缩聚反应两大基本聚合反应类型。

【教学过程】 【第一课时】[导入]高速发展的现代科技把性能各异的有机高分子合成材料带到我们日常生活中来,为我们创造了更为完美的生活条件。

[投影]各种有机高分子材料的图片 [板书]第三单元 高分子材料和复合材料 一、有机高分子材料的分类天然高分子:自然界中存在的高分子。

如淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛、天然橡胶等,人体中的蛋白质、糖类、核酸等。

合成高分子:用化学方法合成的高分子。

如合成纤维、塑料、合成纤维。

塑料 有机高分子材料 纤维 橡胶 功能高分子塑料:在常温下有一定形状,强度较大,在加热、加压的条件下,可塑制成一定形状的高分子。

纤维:在室温下分子的轴向强度很大,受力后形变较小,在较宽的受力范围内强度很大的高分子。

有机高分子按性能和用途橡胶:在常温下具有高弹性,去除外力后又很快恢复原状的高分子。

功能高分子:在高分子主链上或侧链上带有反应性功能基团的一类新型高分子材料。

实际上,塑料、合成纤维、橡胶这三类高分子材料并无严格的界限。

日常生活中我们接触到的塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料,简称合成材料。

随着社会的发展和科技的进步,合成材料的运用越来越广泛,它们在社会生活中起了越来越重要的作用。

可以说人工合成材料的出现是材料史上的一次飞跃,推动人类社会的进步。

今天,我们将来学习合成材料的三大主要成员:塑料、 合成纤维、合成橡胶。

[学生阅读]“塑料”部分第一、二自然段 [回答]根据阅读提纲讨论回答:塑料的主要成分是_____ ,具有_____ 、_______ 、 _____ 、 _____ 、 ________ 等优点;塑料按性能和用途可分为 _______ 、____ 、 ______ ;按受热情况可分为 ______ 、 ________ 。

先进复合材料的制造工艺

先进复合材料的制造工艺

先进复合材料的制造工艺哎,大家好呀!今天咱们聊聊一个挺酷的话题——先进复合材料的制造工艺。

听起来是不是有点儿高大上?别担心,咱们用最简单的方式来讲,保证你听了之后恨不得立马去了解更多。

复合材料是什么呢?简单说,就是把两种或两种以上的材料结合起来,发挥各自的优点,做出更牛的东西。

想想看,像咱们平常喝的果汁,加点儿冰块和其他水果,那味道不就是比单独的好得多嘛!复合材料也是这个道理,结合不同材料的特性,得到一种新的、更强的材料。

制造这些复合材料需要啥工艺呢?首先得有个合适的基础材料,通常是纤维,比如碳纤维、玻璃纤维之类的。

这些纤维可不是随便找的哦,得精挑细选,确保它们的强度和轻量化。

再说了,这些纤维可轻易地给整个材料增添不少强度,简直就是材料界的小钢炮。

你得准备个树脂,这东西可是复合材料的粘合剂,像是胶水一样把各种材料粘在一起。

这树脂可不是随便找的,得有好的性能,才能在高温和潮湿环境下也不出岔子。

听到这里,是不是觉得这过程有点儿像做饭?挑材料、调配比例,最后还得细心地把它们组合在一起,真是妙不可言。

好啦,咱们接下来讲讲具体的制造流程。

得把纤维按一定的方式铺好。

这可是一个艺术活,不仅要有耐心,还得有点儿创意。

然后,把混合好的树脂均匀地涂在纤维上,像是在给它们涂上美美的“外衣”。

这个过程得特别注意,不能多也不能少,正好合适才行。

要是树脂涂得不均匀,那可就糟了,最后成品可不一定如你所愿。

之后,就要进行固化了,哎,这可不是催促材料快点儿的意思哦,而是让树脂和纤维一起变得更牢固。

通常用热压或者真空等方法,保证材料在高温下保持稳定。

固化的过程就像是一场变魔术,材料在高温的“洗礼”下,变得坚不可摧。

经过这一系列的步骤,嘿,咱们就得到了强度和韧性兼备的复合材料。

听着是不是很激动?制造完了这些材料,接下来的检验也很重要。

得看这些材料能不能经得住各种考验,像是拉伸、压缩、耐热等各种测试。

就像考试一样,咱们的复合材料得确保在各种环境下都能“考得好”。

苏教版高中化学选修:化学与技术 复合材料的制造-全国优质课一等奖

苏教版高中化学选修:化学与技术  复合材料的制造-全国优质课一等奖

化学与技术专题4《材料加工与性能优化》第三单元《复合材料的制造》教案宁海县知恩中学王煊睿一、教学目标二、教学过程环节一:了解复合材料①依据复合材料具有的性质推测水泥板和混凝土何者硬度强度大②根据电化学腐蚀原理科学探究与创新意识科学精神与社会责任①运用电化学腐蚀知识分析搪瓷杯破碎处腐蚀原因①查找有关复合材料的资料②发现日常生活中的复合材料③查阅资料简单设计制①由复合材料看我国科技发展之迅速②认识到学习化学对国家发展的重【介绍】把复合材料定义为:由两种或两种以上异性、异形、异质的材料通过合理组合形成的新型材料。

异形——不同的形状异性——不同的性质异质——不同的材质【板书】1.多物混合【板书】2.人造材料【板书】3.可设计性【过渡】前面讲了复合材料是由至少两种材料组合形成,其中的连续相称为基体材料,连续相指的是在一个分散体系中分散其他物质的物质,另一材料被称作增强材料,它是分散相,分散于基体材料之中。

分散相、连续相可比作葡萄干面包。

【引导】葡萄干面包中分散相是葡萄干连续相是面包,若把葡萄干面包比作一块复合材料,则基体材料是面包,增强材料是葡萄干。

【过渡】复合材料中的增强材料增强了什么?【问题】首先我要问大家一个常识,常用的建筑材料有哪些?【学生】“水泥,钢筋,混凝土,钢筋混凝土”【问题】水泥和混凝土有什么区别?和钢筋混凝土又有什么区别。

【引导】但是建筑工地中往往不是只有一袋一袋地水泥堆积在那,往往还有其他的材料堆在一旁,大家知道是什么吗?堆了砂子石头,工人们往搅拌机里面加水泥然后再加入砂石,他们其实是为了制造混凝土。

【介绍】混凝土是在水泥的基础上加了砂子和小石块,然后进行混合搅拌形成的物质。

环节二:实验演示复合材料制作以及性能上的优越【实验演示】1.制作一份普通水泥板和混凝土板,强调:使用相同水泥制成的两块材料,保持厚度大小相同,当用相同的力去破坏两块材料2.用锤子检验两者强度【结论】“混凝土比水泥强度更大”【引导】事实上混凝土就是一种复合材料,“水泥是基体材料,砂石是增强材料”【过渡】虽然只是简单地将砂石分散于水泥之中,但是增强了这块材料的性能,使其具有更高的强度和硬度。

高中化学总目录(苏教版)

高中化学总目录(苏教版)

高中化学总目录(苏教版)高中化学总目录(苏教版) (1)必修一苏教版 (1)必修二苏教版 (1)选修一化学与生活 (2)选修二化学与技术 (2)选修三物质结构与性质 (3)选修四化学反应原理 (4)选修五有机化学基础 (4)选修六实验化学 (4)高考 (5)高中竞赛 (5)高中化学总目录(苏教版)必修一苏教版专题一化学家眼中的物质世界第一单元丰富多彩的化学物质第二单元研究物质的实验方法第三单元人类对原子结构的认识复习与测试专题二从海水中获得的化学物质第一单元氯、溴、碘及其化合物第二单元钠、镁及其化合物复习与测试专题三从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金第二单元铁、铜的获取及应用第三单元含硅矿物与信息材料复习与测试专题四硫、氮和可持续发展第一单元含硫化合物的性质和应用第二单元生产生活中的含氮化合物复习与测试综合内容与测试必修二苏教版专题一微观结构与物质的多样性第一单元原子核外电子排布与元素周期律第二单元微粒之间的相互作用力第三单元从微观结构看物质的多样性复习与测试专题二化学反应与能量转化第二单元化学反应中的热量第三单元化学能与电能的转化第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用复习与测试专题三有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物第二单元食品中的有机化合物第三单元人工合成有机化合物复习与测试专题四化学科学与人类文明第一单元化学是认识和创造物质的科学第二单元化学是社会可持续发展的基础复习与测试综合内容与测试选修一化学与生活专题一洁净安全的生存环境第一单元空气质量的改善第二单元水资源的合理利用第三单元生活垃圾的分类处理第四单元化学品的安全使用复习与测试专题二营养均衡与人体健康第一单元摄取人体必需的化学元素第二单元提供能量与营养的食物第三单元优化食物品质的添加剂第四单元造福人类健康的化学药物复习与测试专题三丰富多彩的生活材料第一单元应用广泛的金属材料第二单元功能各异的无机非金属材料第三单元高分子材料和复合材料复习与测试综合内容与测试选修二化学与技术专题一多样化的水处理技术第一单元水的净化与污水处理第二单元硬水软化第三单元海水淡化复习与测试专题二从自然资源到化学品第一单元氨的合成第二单元氯碱生产第四单元镁和铝的冶炼复习与测试专题三让有机反应为人类造福第一单元有机药物制备第二单元合成洗涤剂的生产第三单元纤维素的化学加工第四单元有机高分子合成复习与测试专题四材料加工与性能优化第一单元材料的加工处理第二单元材料组成的优化第三单元复合材料的制造复习与测试专题五为现代农业技术添翼第一单元土壤酸碱性的改良第二单元化肥的生产与合理使用第三单元无土栽培技术第四单元化学农药的发展复习与测试专题六从污染防治到绿色化学第一单元环境污染的化学防治第二单元绿色化学与可持续发展复习与测试综合内容与测试选修三物质结构与性质专题一揭示物质结构的奥秘专题二原子结构与元素的性质第一单元原子核外电子的运动第二单元元素性质的递变规律复习与测试专题三微粒间作用力与物质性质第一单元金属键金属晶体第二单元离子键离子晶体第三单元共价键原子晶体第四单元分子间作用力分子晶体复习与测试专题四分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质第二单元配合物的形成和应用复习与测试专题五物质结构的探索无止境综合内容与测试选修四化学反应原理专题一化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第二单元化学能与电能的转化第三单元金属的腐蚀与防护复习与测试专题二化学反应速率与化学平衡第一单元化学反应速率第二单元化学反应的方向和限度第三单元化学平衡的移动复习与测试专题三溶液中的离子反应第一单元弱电解质的电离平衡第二单元溶液的酸碱性第三单元盐类的水解第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡复习与测试综合内容与测试,选修五有机化学基础专题一认识有机化合物第一单元有机化学的发展与应用第二单元科学家怎样研究有机物复习与测试专题二有机物的结构与分类第一单元有机化合物的结构第二单元有机化合物的分类和命名复习与测试专题三常见的烃第一单元脂肪烃第二单元芳香烃复习与测试专题四烃的衍生物第一单元卤代烃第二单元醇酚第三单元醛羧酸复习与测试专题五生命活动的物质基础第一单元糖类油脂第二单元氨基酸蛋白质核酸复习与测试综合内容与测试,选修六实验化学课题 1 海带中碘元素的分离及检验课题 2 用纸层析法分离铁离子和铜离子课题 3 硝酸钾晶体的制备复习与测试专题二物质性质的探究课题 1 铝及其化合物的性质课题 2 乙醇和苯酚的性质复习与测试专题三物质的检验与鉴别课题 1 牙膏和火柴头中某些成分的检验课题 2 亚硝酸钠和食盐的鉴别复习与测试专题四化学反应条件的控制课题 1 硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素课题 2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响课题 3 反应条件对化学平衡的影响复习与测试专题五电化学问题研究课题 1 原电池课题 2 电解与电镀复习与测试专题六物质的定量分析课题 1 食醋总酸含量的测定课题 1 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定复习与测试专题七物质的制备与合成课题 1 硫酸亚铁铵的制备课题 2 阿司匹林的合成复习与测试综合内容与测试高考备考策略一轮复习二轮复习三轮冲刺高考真题高中竞赛教学指导各类试题其他资料。

复合材料的制备

复合材料的制备

复合材料的制备复合材料是由两种或两种以上的材料组成的新材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

复合材料的制备是一个复杂的过程,需要严格的工艺控制和精密的操作。

本文将介绍复合材料的制备过程及其相关技术要点。

首先,复合材料的制备需要选择合适的基体材料和增强材料。

基体材料通常是树脂,如环氧树脂、酚醛树脂等,而增强材料则可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

这两种材料的选择需要考虑到复合材料所需的性能和使用环境,以及制备工艺的要求。

其次,制备复合材料需要进行预处理工艺。

对于基体材料和增强材料,都需要进行表面处理,以提高其与树脂的粘接性能。

对于玻璃纤维和碳纤维等增强材料,通常需要进行表面处理,如打磨、涂覆分散剂等,以增加其表面粗糙度和活性基团的含量,从而提高其与树脂的结合强度。

接下来是复合材料的成型工艺。

成型工艺是制备复合材料的关键环节,包括手工层叠成型、压模成型、注塑成型等多种方法。

其中,压模成型是最常用的方法之一,通过在模具中施加压力,使树脂充分浸润增强材料,然后经过固化,最终得到复合材料制品。

最后是复合材料的固化工艺。

在成型完成后,需要对复合材料进行固化处理,以提高其力学性能和热性能。

固化工艺通常包括自然固化和热固化两种方法,其中热固化是最常用的方法。

通过在一定的温度和时间条件下对复合材料进行热处理,使树脂得到充分的交联,从而提高复合材料的强度和刚度。

综上所述,复合材料的制备是一个复杂的过程,需要严格的工艺控制和精密的操作。

只有在选材、预处理、成型和固化等各个环节都严格把关,才能制备出具有优良性能的复合材料制品。

希望本文能够对复合材料的制备过程有所帮助,为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。

高中化学4.3复合材料的制造学案1苏教版选修2

高中化学4.3复合材料的制造学案1苏教版选修2

复合材料的制造学习目标1 说出复合材料的概念,组成和优点。

2 了解复合材料的分类和主要用途。

一、自学反馈,交流完善1 复合材料的概念2.组成3.优点复合材料既保持了的特点,又使各组分之间,形成了原材料的特性。

4分类(1)按基体分类(2)按增强体形状分类5 玻璃钢是一种以做增强体、做基体的复合材料。

优点:强度、密度,且有较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能。

6 碳纤维增强复合材料是在的基体中加入了做增强体。

优点:具有、的特点。

7 飞机、火箭、导弹等用的复合材料,大多是以为增强体、为基体的复合材料。

优点:、、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等。

8 航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由和复合而成的材料制成的。

二自主检测1.下列说法错误的是( )A.玻璃钢是以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料C.制造网球拍所用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体D.航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的2 某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。

估计这种材料具有的性质或用途是( )①耐高温②不耐热③导电、导热④不导电、不导热⑤可用于飞机机翼⑥可用于导弹的壳体A .①③⑤⑥B .②③⑤⑥C .②③④D .③④⑤3.下列关于复合材料的说法正确的是( )A .合金就是复合材料B .复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C .复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料D .复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的4.下列哪些产品或材料属于复合材料( )①生物陶瓷 ②采用碳纤维增强复合材料制作的钓鱼竿 ③航天飞机隔热陶瓷瓦 ④ 飞机机身A .①B .②C .①②③D .②③④5.下列材料,可能是用玻璃钢制作的是( )①棉纱 ②玻璃 ③钢材 ④滑梯 ⑤游乐车 ⑥餐桌椅A .①②③B .①②④答案 1将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。

复合材料的制备方法与工艺概述

复合材料的制备方法与工艺概述

复合材料的制备方法与工艺概述复合材料(composite material)是由两种或两种以上不同类型的材料组合而成的材料,具有比单一材料更优异的性能。

复合材料的制备方法与工艺可以分为以下几个步骤:首先,确定复合材料的纤维类型。

常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。

选择合适的纤维类型取决于复合材料所需的性能和应用场景。

其次,对纤维进行表面处理。

表面处理的目的是增加纤维与基体之间的粘合力,提高复合材料的强度和韧性。

常用的表面处理方法包括喷涂处理剂、化学处理等。

接下来,制备复合材料的基体。

基体通常由树脂或者金属制成。

树脂基体常用的有环氧树脂、聚酯树脂等,金属基体常用的有铝合金、钛合金等。

然后,将纤维与基体进行组合。

组合方法有多种,常用的有手工层叠法和机械叠放法。

手工层叠法是指将纤维一层层地放置在基体上,然后通过刷涂、挤压等方法使其充分浸润基体。

机械叠放法则是通过机器将纤维与基体进行叠放,并利用胶合剂将其固定在一起。

最后,进行固化和热处理。

固化是使树脂基体硬化的过程,可通过加热或加压等方式进行。

热处理则是将复合材料在高温下进行热处理,以提高其性能。

综上所述,复合材料的制备方法与工艺主要包括纤维的选择和表面处理、基体的制备、纤维与基体的组合、固化和热处理等步骤。

这些步骤的选择与操作将直接影响复合材料的性能和应用领域。

因此,在制备复合材料时需根据实际需求合理选择方法与工艺,以获得最佳的综合性能。

继续写相关内容,1500字:2.1 纤维的选择和表面处理在制备复合材料时,纤维的选择是非常重要的一步。

不同类型的纤维具有不同的性能特点和应用场景。

常用的纤维类型包括玻璃纤维、碳纤维、草木纤维等。

玻璃纤维是最常用的一种纤维,具有良好的抗拉强度和抗化学侵蚀性能。

它在电子、航空航天、建筑等领域得到广泛应用。

碳纤维具有良好的强度和刚度,同时具有重量轻、耐热性好等优点,主要用于航空航天、汽车和体育器材制造等领域。

草木纤维主要通过天然植物纤维,如棉花、麻、竹等,具有良好的生物降解性和可再生性,广泛应用于纺织和包装等领域。

先进复合材料制造技术

先进复合材料制造技术

先进复合材料制造技术在现代科技的发展中,先进复合材料制造技术一直以其出色的性能和广泛的应用领域而备受关注。

复合材料是由两种或两种以上的材料组成,以获得更好的机械性能、化学性能、热学性能和电学性能。

先进复合材料制造技术的发展,不仅在航空航天、汽车制造、建筑、医疗设备等领域具有广泛应用,还为环境保护和可持续发展做出了巨大贡献。

先进复合材料制造技术主要涉及多种制造工艺,包括预浸、压缩、注射、聚合等。

其中,预浸工艺是最常用的制造工艺之一、在预浸工艺中,纤维布料会被浸渍在树脂中,形成预浸体(prepregs),然后通过热固化或化学固化方式,将纤维和树脂固定在一起,形成复合材料。

预浸体制造工艺具有制造成本低、生产效率高、性能稳定等优点,适用于中小批量或大规模生产。

在先进复合材料制造技术中,纤维起着重要的作用。

常用的纤维材料包括碳纤维、玻璃纤维和聚酯纤维等。

碳纤维以其高强度、高模量和低密度等优点而备受推崇,广泛应用于航空航天和其他高端领域。

玻璃纤维具有良好的耐腐蚀性和电绝缘性能,广泛应用于建筑和汽车制造等领域。

聚酯纤维是一种常见的合成纤维材料,具有高强度、耐切割和延展性好等特点,广泛应用于包装和防护领域。

先进复合材料制造技术的应用也越来越广泛。

在航空航天领域,复合材料制造技术已经成为新一代飞机制造的核心技术。

使用复合材料可以减轻飞机的重量,提高燃油经济性和环境友好性。

在汽车制造领域,复合材料也被广泛应用于车身结构和零部件制造中。

与金属材料相比,复合材料具有更好的耐腐蚀性、减震性能和吸能能力,可以提高汽车的安全性和舒适性。

在建筑行业,先进复合材料制造技术也为建筑材料的创新和建筑结构的优化提供了可能。

使用复合材料可以减轻建筑的质量,提高抗震性能和隔音性能。

然而,先进复合材料制造技术仍然面临一些挑战。

首先,高成本是限制复合材料推广应用的主要因素之一,特别是碳纤维等高性能纤维材料的价格较高。

其次,复合材料与传统材料之间的接口问题也需要解决。

复合材料的制备工艺

复合材料的制备工艺

复合材料的制备工艺
复合材料的制备工艺主要包括预浸料法、层叠法和注塑法等。

1. 预浸料法:将纤维材料浸泡在树脂中,使其充分吸收树脂,并去除多余的气泡,形成预浸料,然后将预浸料堆叠在一起进行热压固化。

这种方法适用于制备复杂形状的复合材料,如飞机机翼等。

2. 层叠法:将预制的纤维层片和树脂层片按一定顺序堆叠在一起,形成复合材料的层叠结构,然后通过压力和温度的作用进行固化。

这种方法适用于制备平面形状的复合材料,如板材等。

3. 注塑法:将预先加热熔融的树脂注入模具中,然后在树脂中添加纤维材料,通过压力和温度的作用使树脂固化,形成复合材料制品。

这种方法适用于制备复杂形状的复合材料制品,如零件等。

此外,还有其他的制备工艺,如自动纺织工艺、自动纺织复合工艺和自动纺织注塑复合工艺等,根据不同的复合材料和不同的应用需求选择适合的制备工艺。

复合材料制造工艺

复合材料制造工艺

复合材料制造工艺复合材料制造工艺是将两种或两种以上完全不同的材料通过物理或化学方法结合在一起,形成具有新的物理和化学性质的材料的过程。

这种材料具有较优异的性能,广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。

下面将介绍几种常见的复合材料制造工艺。

首先是层叠法(Hand lay-up)。

这是一种最常用的制造复合材料的方法。

该方法的基本过程是将树脂涂抹在模具表面,然后将纤维材料放置在树脂上,在纤维上再涂一层树脂。

这样重复涂抹和覆盖几次形成板材。

层叠法制造简单、成本低,适用于制造较大薄板或简单形状的产品。

第二种是预浸法(Prepreg)。

这是一种将浸渍有树脂的纤维制成片材的方法。

首先将纤维材料放置在大致形状的模具上,然后将预浸有树脂的纤维材料覆盖在其上,再通过加热和加压使树脂部分固化。

此方法制造的复合材料具有较高的强度和抗冲击性能,适用于制造高性能的复材产品。

第三种是自动化纺织工艺(Automated fiber placement)。

这是一种最新的制造复合材料的方法。

该方法通过自动化系统将纤维在预定位置上进行穿插和摆放,形成复合材料的结构。

这种工艺可以在短时间内制造出具有复杂几何形状的产品,同时可以控制纤维的使用量和方向,使复合材料的性能达到最优。

此外,还有其他一些特殊的制造工艺,如注塑法、纺丝法等。

注塑法是将树脂材料注入模具内,与纤维材料结合形成复合材料的方法。

纺丝法是将高分子聚合物材料通过旋转器将其拉伸成纤维,再与纤维材料结合形成复合材料的方法。

总的来说,复合材料制造工艺多种多样,每种工艺都有其适用的场合和优势。

制造工艺的选择取决于产品的要求和成本效益。

随着技术的不断发展,制造工艺将继续创新,使复合材料的应用范围更加广泛。

复合材料制备

复合材料制备

复合材料制备复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。

复合材料制备是指将不同的材料结合在一起,通过一定的工艺手段形成具有特定性能的新材料。

复合材料制备的过程涉及到多种工艺和技术,下面将详细介绍复合材料制备的一般步骤和常见工艺。

首先,复合材料制备的第一步是材料的选择。

在复合材料的制备过程中,需要选择适合的树脂基体和增强材料。

常用的树脂基体有环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等,而增强材料则包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。

选择合适的树脂基体和增强材料对于制备复合材料至关重要,它直接影响到复合材料的性能和应用范围。

其次,复合材料制备的第二步是成型。

成型是指将树脂基体和增强材料按照一定的配比混合均匀,并通过模具或成型工艺将其成型成所需的形状和尺寸。

成型工艺包括手工层叠成型、压缩成型、注射成型、挤出成型等多种方式,不同的成型工艺适用于不同类型的复合材料制备,需要根据具体情况进行选择。

然后,复合材料制备的第三步是固化。

固化是指将成型后的复合材料放置在一定的温度和压力下进行固化反应,使树脂基体和增强材料之间形成牢固的结合。

固化过程中需要控制好温度和压力的参数,以确保复合材料的固化质量和性能。

最后,复合材料制备的最后一步是加工和表面处理。

加工是指对固化后的复合材料进行切割、钻孔、研磨等加工工艺,将其加工成最终的产品形态。

表面处理则是通过涂覆、喷涂、抛光等方式对复合材料的表面进行处理,提高其外观质量和耐久性。

总之,复合材料制备是一个复杂而多步骤的过程,需要在材料选择、成型、固化和加工等方面进行精心设计和控制。

只有严格按照制备工艺要求进行操作,才能制备出质量优良、性能稳定的复合材料产品,满足不同领域的应用需求。

希望本文对复合材料制备过程有所帮助,谢谢阅读!。

先进复合材料制造技术

先进复合材料制造技术

先进复合材料制造技术随着工业化的发展,复合材料作为一种新型材料,在各个行业中得到了广泛应用。

复合材料的制造技术在过去几十年中也得到了显著的进步,从最早的手工层叠到现在的先进机器自动生产,为复合材料的应用提供了更高的效率和质量保证。

首先是预浸料制备。

预浸料是由树脂基体与纤维增强材料(如碳纤维、玻璃纤维等)预先浸渍制备而成的材料。

传统的预浸料制备方法需要手工浸渍,效率低且存在一定的浪费。

现在,可以使用机器自动浸渍设备,通过控制浸渍时间和浸渍速度等参数,实现预浸料的快速制备。

这种方法可以提高预浸料的均匀性和控制性,提高产品的质量。

其次是纤维层叠。

纤维层叠是将预浸料和纤维素基材料(如纤维布或纤维织物)叠加在一起,形成复合材料的过程。

传统的纤维层叠方法需要手工操作,工艺复杂且易产生误差。

现在,可以使用机器自动纤维层叠设备,通过控制叠层压力和层压速度等参数,实现纤维层叠的精度控制。

这种方法可以提高纤维层叠的质量和均匀性,减少生产过程中的浪费。

最后是固化。

固化是指预浸料中的树脂基体通过控制温度和压力等参数,实现树脂固化,复合材料形成的过程。

传统的固化方法需要在高温高压的条件下进行,工艺复杂且易产生缺陷。

现在,可以使用先进压缩成型设备和自动固化设备,通过控制固化温度和固化时间等参数,实现固化的精确控制。

这种方法可以提高复合材料的密实性和强度,在固化过程中减少缺陷的产生。

除了上述关键步骤外,还有一些其他的先进复合材料制造技术也值得关注。

例如,多轴编织技术可以制备出具有多向增强效果的复合材料,提高复合材料的机械性能。

微纳米复合材料制备技术可以制备出具有优异性能的复合材料,如高强度、高刚度、耐热等。

另外,还可以利用3D打印技术将复合材料制造带入一个全新的水平,实现个性化制造和革命性设计。

综上所述,随着先进复合材料制造技术的不断发展,复合材料的制造效率和质量得到了显著提高。

这些先进技术的应用使得复合材料具有更广泛的应用领域,为工程、航空航天、汽车等行业带来了许多新的机遇和挑战。

高中化学 4.3 复合材料的制造素材2 苏教版选修2

高中化学 4.3 复合材料的制造素材2 苏教版选修2

复合材料的制造新材料(一)材料是社会进步的物质基础和先导,材料工业对国民经济和国防建设起着关键的支撑作用。

新材料是高技术的重要组成部分,与信息、能源并列为现代文明和社会发展的三大支柱,因此,新材料技术和产业的发展将会有力的推动和促进我国基础产业、支柱产业以及其它高技术的发展。

2000年度,科技型中小企业技术创新基金将重点支持新材料领域下列四个方面的技术和产品:1、新型无机非金属材料;2、金属材料;3、有机及精细化工材料;生物医学材料。

(一) 新型无机非金属材料传统的无机非金属材料简称无机材料,包括日用陶瓷、工程陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等。

随着科学技术的发展、研究工作不断深入和制备技术的不断进步,出现许多具有优异性能的新型无机非金属材料,新型无机非金属材料包括先进陶瓷、新型玻璃、人工晶体、无机涂层等。

2000年度重点支持的技术创新项目如下:1. 先进陶瓷材料先进陶瓷是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术,制造出性能优异的产品。

根据工程技术对产品使用性能的要求,制造的产品可以分别具有压电、铁电、导电、半导体、磁性等或具有高强、高韧、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、高热导、绝热或良好生物相容性等优异性能。

广泛用于电子、计算机、通信、激光、机械、化工、纺织、汽车、能源、医疗及航空、航天等高新技术领域。

先进陶瓷的种类繁多,覆盖面很广,本年度重点支持:(1) 厚、薄膜电路用低成本、高导热率、高绝缘氧化铝和氮化铝基片;*(2) 高性能PTC陶瓷材料与制品。

(本项目采取招标)2. 人工晶体材料人工晶体又称合成晶体。

许多单晶体具有各种独特的物理性质,且能实现电、光、声、热、力等不同能量形式的交互作用和转换,在现代科学技术中应用十分广泛。

人工晶体按其物理性质可分为半导体晶体、压电晶体、铁电晶体、激光晶体、光学晶体、非线性光学晶体、电光晶体、磁光晶体、闪烁晶体等。

本年度重点支持:(1) 非线性光学晶体、激光晶体应用与开发;(2) 高机电耦合系数、高稳定性、铁电、压电晶体的研制及应用;(3) 具有高阻挡射线本领、高发光效率、高分辨率、高响应速率的闪烁晶体的研究与开发应用。

高中化学.复合材料的制造先进复合材料主要生产工艺介绍素材苏教版选修-精

高中化学.复合材料的制造先进复合材料主要生产工艺介绍素材苏教版选修-精

先进复合材料主要生产工艺介绍先进复合材料,具有轻质、高强、高模量、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性、可设计性突出、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空航天及工业结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。

复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。

一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。

本文着重介绍复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺。

复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后,主要取决于成型固化工艺。

所谓成型固化工艺包括两方面内容,一是成型,这就是将预浸料根据产品的要求,铺制成一定的形状,一般就是产品的形状。

二是进行固化,这就是使已经铺制成一定形状的叠层预浸料,在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来,并能达到预计的使用性能要求。

复合材料及其制件的成型方法,是根据产品的外形、结构与使用要求,结合材料的工艺性来确定的。

目前,已在生产中采用的成型方法有:1、手糊成型--湿法铺层成型 2 、真空袋压法成型3、压力袋成型4、树脂注射和树脂传递成型5、喷射成型6、真空辅助树脂注射成型7、夹层结构成型 8、模压成型9、注射成型 10、挤出成型11、纤维缠绕成形 12、拉挤成型13、连续板材成型 14、层压或卷制成型15热塑性片状模塑料热冲压成型 16离心浇注成型本文主要介绍几种常用的工艺方法1、手糊成型手糊成型是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。

其工艺过程是先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子挤压织物,使其均匀浸胶并排出气泡后,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度。

然后在一定压力和温度下加热固化成型,或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型,最后脱模得到复合材料制品。

手工铺贴方法的优点是可使蒙皮厚度有大的变化,进行局部加强,嵌入接头用的金属加强片,形成加强筋和蜂窝夹芯区等。

复合材料制造工艺

复合材料制造工艺

复合材料制造工艺复合材料制造工艺是一种将不同类型的材料结合在一起的过程,旨在获得具有特定性能和性质的材料。

这种制造工艺被广泛运用于航空航天、汽车工业、建筑领域等多个行业。

复合材料制造的第一步是选择合适的基础材料。

常用的基础材料包括纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等)和基体材料(如树脂、金属等)。

这些材料的选择会根据复合材料的特定要求和目的来进行。

接下来的制造过程是预处理。

首先,纤维材料需要进行表面处理,以去除杂质和增加表面活性,从而提高复合材料的粘接性能。

其次,基体材料需要进行调制和配制,确保其符合要求的性能。

然后是成型和固化。

成型过程将预处理好的纤维材料和基体材料按照设计要求进行层叠,并采用压力和温度等条件进行固化。

这一步骤通常分为手工成型和自动化成型两种方式,手工成型需要工人通过手工操作将纤维材料和基体材料进行层叠,而自动化成型则依靠机器和设备进行操作。

完成成型和固化之后,还需要进行后续的加工和表面处理。

这些步骤包括剪裁、打孔、切割、磨削、涂覆等,以及表面光洁度的处理。

这些步骤旨在进一步改善复合材料的性能和外观。

最后,复合材料制造工艺还包括质量检验和测试。

通过对成品的物理性能、化学性能、力学性能等进行测试和评估,以确保复合材料达到规定的要求和标准。

综上所述,复合材料制造工艺是一个多步骤、复杂的过程,需要选择适合的基础材料、进行预处理、成型和固化、后续加工和表面处理以及质量检验和测试。

这样才能获得具有特定性能和性质的复合材料,并满足各行业的需求。

复合材料制造工艺在不同行业中有着广泛的应用。

首先,我们来看一下航空航天领域。

航空航天行业对材料性能的要求非常高,需要材料具有高强度、高刚度、轻量化和耐高温等特性。

复合材料制造工艺能够满足这些要求。

例如,碳纤维复合材料在航空航天领域中广泛应用,可以用于制造机身、机翼和推进系统等部件,能够减轻飞机重量,提高燃油效率,增加航程和载荷能力。

汽车工业也是复合材料制造的主要应用领域之一。

复合材料的制造

复合材料的制造

复合材料的制造
复合材料是一种由两种或更多种不同材料组合而成的材料。

它们具有比单一材料更好的性能和功能,因此在许多领域得到广泛应用。

以下是有关复合材料制造的一些基本信息。

1. 材料选择
选择合适的材料是复合材料制造的第一步。

制造商通常会选择结构材料和增强材料。

结构材料通常由强度较高的材料组成,用于提供强度和刚度。

而增强材料则是用于增加复合材料的性能,如增加强度和耐热性。

2. 预处理
在进行复合材料制造之前,预处理是一个非常重要的步骤。

预处理过程中会对所使用的材料进行清洁和表面处理,以确保材料的表面没有污垢和杂质,从而提高粘合性和接触性。

3. 层叠
复合材料的制造过程中涉及到层叠,即将不同材料层层叠加并粘合在一起。

这一步骤需要精确的操作和控制,以确保每一层材料的正确位置和粘合。

4. 固化
在层叠完成后,复合材料需要进行固化。

固化过程中,通过提供热量或添加化学固化剂等方式,复合材料中的树脂或聚合物会发生化学反应,从而形成坚固的结构。

5. 后处理
完成固化后,复合材料需要进行后处理工序。

后处理可能包括修整边缘、钻孔、研磨或加工等步骤,以达到最终制品的要求。

6. 检验和质量控制
在复合材料制造过程中,检验和质量控制是至关重要的。

制造商需要对每一步骤进行严格监控和检验,以确保最终的复合材料符合质量标准和规范。

以上是关于复合材料制造的一些基本信息。

随着技术的不断发展,复合材料制造过程中的材料和工艺也在不断改进和创新,以满足不同领域的需求。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

先进复合材料主要生产工艺介绍
先进复合材料,具有轻质、高强、高模量、良好的抗疲劳性、耐腐蚀性、可设计性突出、成型工艺性好和成本低等特点,是理想的航空航天及工业结构材料,在航空产品上得到了广泛应用,已成为新一代飞机机体的主体结构材料。

复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能,从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。

一些大的飞机制造商在飞机设计制造中,正逐步减少传统金属加工的比例,优先发展复合材料制造。

本文着重介绍复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺。

复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后,主要取决于成型固化工艺。

所谓成型固化工艺包括两方面内容,一是成型,这就是将预浸料根据产品的要求,铺制成一定的形状,一般就是产品的形状。

二是进行固化,这就是使已经铺制成一定形状的叠层预浸料,在温度、时间和压力等因素下使形状固定下来,并能达到预计的使用性能要求。

复合材料及其制件的成型方法,是根据产品的外形、结构与使用要求,结合材料的工艺性来确定的。

目前,已在生产中采用的成型方法有:
1、手糊成型--湿法铺层成型 2 、真空袋压法成型
3、压力袋成型
4、树脂注射和树脂传递成型
5、喷射成型
6、真空辅助树脂注射成型
7、夹层结构成型 8、模压成型
9、注射成型 10、挤出成型
11、纤维缠绕成形 12、拉挤成型
13、连续板材成型 14、层压或卷制成型
15热塑性片状模塑料热冲压成型 16离心浇注成型
本文主要介绍几种常用的工艺方法
1、手糊成型
手糊成型是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简单的方法。

其工艺过程是先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物,再在其上贴一层按要求剪裁好的纤维织物,用刷子挤压织物,使其均匀浸胶并排出气泡后,再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所需厚度。

然后在一定压力和温度下加热固化成型,或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型,最后脱模得到复合材料制品。

手工铺贴方法的优点是可使蒙皮厚度有大的变化,进行局部加强,嵌入接头用的金属加强片,形成加强筋和蜂窝夹芯区等。

手工铺层的缺点是生产效率低、成本高,不适应大批量生产和大型复杂复合材料制件的生产要求。

目前,手工铺层使用了许多专用设备来控制和保证铺层的质量,如复合材料预浸料自动剪裁下料系统和铺层激光定位系统等,即采用专门的数控切割设备来进行预浸料和辅助材料的平面切割,从而将依赖于样板的制造过程转变为可根据复合材料设计软件产生的数据文件进行全面运作的制造过程。

2、挤出成型
挤出成型又称为挤塑,在加工中利用液压机压力在模具本身的挤出称压出。

是指物料通
过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热融化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。

挤出成型技术采用有隔离衬纸的单向预浸带,其裁剪、定位、铺叠、辊压均采用数控技术自动完成,由自动铺带机实现。

多轴龙门式机械臂完成铺带位置的自动控制,铺带头上装有预浸带输送和切割系统,根据待铺放工件边界轮廓自动完成预浸带的铺放和特定形状位置的切割。

预浸带在加热状态时,在压辊的压力作用下铺叠到模具表面。

随着自动铺带设备、编程、计算机软件、铺带技术以及材料的进一步发展,自动铺带的效率变得更高,性能更可靠,操作性更友好。

与手工相比,先进铺带技术可降低制造成本的30%~50%,可成型超大尺寸和形状复杂的复合材料制件,而且质量稳定,缩短了铺层及装配时间,工件近净成型,切削加工及原材料耗费减少。

目前,最先进的第五代铺带机是带有双超声切割刀和缝隙光学探测器的十轴铺带机,铺带宽度最大可达到300mm,生产效率可达到手工铺叠的数十倍。

3、热压法固化成型。

热压罐固化成型是航空航天复合材料结构件传统的制造工艺,它有产品重复性好、纤维体积含量高、孔隙率低或无孔隙、力学性能可靠等优点。

热压罐固化的缺点主要是耗能高以及运行成本高等。

而目前大型复合材料构件必需在大型或超大型热压罐内固化,以保证制件的内部质量,因此热压罐的三维尺寸也在不断加大,以适应大尺寸复合材料制件的加工要求。

目前,热压罐都采用先进的加热控温系统和计算机控制系统,能够有效地保证在罐内工作区域的温度分布均匀,保证复合材料制件的内部质量和批次稳定性,如准确的树脂含量、低或无空隙率和无内部其他缺陷。

这也是热压罐一直沿用至今的主要原因。

4、RTM成型。

RTM成型已是十分普及的工艺,它是以树脂转移成型为主体,包括各种派生的RTM技术,大约有25~30种之多,其中,RTM、真空辅助RTM(VARTM)、真空辅助树脂注射成型(VARI)、树脂膜熔浸成型(RFI)和树脂浸渍成形(SCRIMP)被称为RTM的5大主要成型工艺,也是目前应用最多的RTM工艺。

RTM的优点是成品的损伤容限高,可成型精度高、孔隙率小的复杂构件及大型整体件。

RTM 成型的关键是,要有适当的增强预形件以及适当黏度的树脂或树脂膜。

RTM要求树脂在注射温度下的黏度值低,第一代环氧树脂的粘度要求在500cps(0.5Pa·s)以下,以前对于较大尺寸的构件要求树脂黏度低于250cps(0.25Pa·s),RTM工艺的主要设备是各种树脂注射机和整体密闭型模具。

随着新型增强材料结构的不断创新,编织技术和预成形体技术与RTM技术相结合,形成了新的工艺发展和应用方向。

如采用三维编织技术将增强材料预制成3D结构,然后再与RTM工艺复合,也可将纤维织物通过缝纫或粘结的方法,直接预制成制件形状,再采用RTM工艺成型复合材料。

5、模压成型
模压成型是一种对热固性树脂和热塑性树脂都实用的纤维复合材料成型方法。

将定量的
模塑料或颗粒状树脂与短纤维的混合物放入敞开的金属对模中,闭模后加热使其融化,并在压力作用下充满模腔,形成与模具形状一样的制品,再经加热使树脂进一步发生交联反应而固化,或者冷却使热塑性树脂硬化,脱模后得到复合材料制品。

主要优点:①生产效率高,便于实现专业化和自动化生产;②产品尺寸精度高,重复性好;③表面光洁,无需二次修饰;④能一次成型结构复杂的制品;⑤因为批量生产,价格相对低廉。

模压成型的不足之处在于模具制造复杂,投资较大,加上受压机限制,最适合于批量生产中小型复合材料制品。

随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展,压机吨位和台面尺寸不断增大,模压料的成型温度和压力也相对降低,使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展,目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。

6、复合材料数字化设计制造一体化。

复合材料零件成型独特的工艺特点决定了它在设计制造方面与金属零件有很大差异,而且更加复杂。

复合材料构件数字化设计制造以复合材料设计/制造平台和附和材料数字化制造设备为软硬件基础。

改变了传统复合材料的设计/制造方式,采用数字量形式对产品进行全面描述和数据传递,实现了设计与制造之间的无缝集成。

复合材料设计软件与现有CAD系统的集成为设计/制造复合材料构件提供了有力平台。

包括初步设计、工程详细设计、制造详细设计和制造输出4个阶段。

复合材料构件数字化制造过程包括预浸料下料、铺层铺放、固化等工序,目前复合材料构件数字化制造主要体现在预浸料自动下料、激光铺层定位和纤维自动铺放等方面。

复合材料构件数字化设计制造使实施并行工程成为可能,在设计早期阶段解决制造问题,大大减少了车间修改和重复工作。

设计和制造数据的无缝集成缩短了制造时间,减少了人工编程带来的误差,提高了构件质量。

结束语
综上所述,随着复合材料用量的递增,使复合材料制造业迅速成为飞机制造业的主要组成部分。

今后飞机50%以上的结构件将由金属转为复合材料,复合材料制造将成为飞机制造的基本手段。

复合材料制造工艺和专用设备是先进复合材料关键技术之一,值得我们投入大量的人力物力加以研发和应用。

掌握了先进复合材料制造技术,就掌握了未来科技的制胜法宝。

参考文献:
王荣国,武卫莉,谷万里.复合材料概论.哈尔滨工业大学出版社2004
刘雄亚,谢怀勤.复合材料工艺及设备.武汉工业大学出版社,1994
周祖福.复合材料学.武汉工业大学出版社,1995。

相关文档
最新文档