树脂基复合材料的粘弹性研究进展
含树脂基复合材料构件连接技术的研究进展
含树脂基复合材料构件连接技术的研究进展摘要:由于汽车与航空工业节能减排等需求,含树脂基复合材料在结构轻量化设计中的应用比例逐步提高。
国内外学者针对树脂基复合材料构件连接技术的研究开展了大量研究工作。
本文从机械连接、胶接、混合连接与焊接四个方面,阐述了各种连接技术在连接工艺、失效机制与力学性能等方面的研究成果,并展望了与含树脂基复合材料构件连接技术相关的研究热点与方向。
关键词:树脂;复合材料;连接技术;热塑性0引言含树脂基复合材料构件连接技术是一种用于将树脂基复合材料构件连接在一起的方法。
树脂基复合材料是一类由增强纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)与树脂基体(如环氧树脂、聚酰亚胺树脂等)组成的高性能材料,具有优异的轻质高强度和耐腐蚀性能。
在连接树脂基复合材料构件时,通常需要考虑以下几个关键问题:表面处理:树脂基复合材料的表面往往具有光滑且低表面能的特点,这使得其粘结性能较差。
因此,在连接之前,需要对连接面进行适当的表面处理,如研磨、划伤或化学处理,以提高粘结性能。
粘接剂选择:选择适合树脂基复合材料的粘接剂至关重要。
常见的粘接剂包括环氧树脂胶、丙烯酸酯胶、聚氨酯胶等。
粘接剂的选择应该考虑到材料的性能需求、环境条件和使用寿命等因素。
结构设计:连接部位的设计对连接的强度和性能有着直接影响。
因此,需要合理设计连接结构,考虑到受力分布和力的传递。
总的来说,含树脂基复合材料构件连接技术需要综合考虑材料性能、粘接剂特性、结构设计和加工工艺等因素,以确保连接的强度、可靠性和使用寿命。
这些技术在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域都有广泛的应用。
2研究进展2.1机械连接机械连接具有安全可靠、技术成熟等特点,适用于传递高载荷与高可靠性要求的应用场所。
机械连接方式主要包括螺栓连接与铆接。
螺栓连接技术相对成熟,应用范围广。
早期制造螺栓的材料以金属为主。
随着复合材料应用技术的成熟及其优异的综合性能,开发出了适用于极端服役环境的复合材料螺栓,如C-SiC复合材料螺栓被广泛应用到新型高超音速航空航天飞行器中[4]。
树脂基复合材料
树脂基复合材料的研究进展摘要:树脂基复合材料具有良好的成型工艺性、高的比强度、高的比模量、低的密度、抗疲劳性、减震性、耐腐蚀性、良好的介电性能、较低的热导率等特点,广泛应用于各种武器装备,在军事工业中,对促进武器装备的轻量化、小型化和高性能化起到了至关重要的作用。
由于与许多材料相比具有独特的性能,树脂基复合材料在航空航天、汽车、电子、电器、医药、建材等行业得到广泛的应用。
目前,随着复合材料工业的迅速发展,树脂基复合材料正凭借它本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐蚀、质感美观等优点,越来越受到人们的青睐。
关键字:树脂基复合材料,材料性能,应用领域一、前言复合材料在国民经济发展中占有极其重要的地位,以至于人们把一个国家和地区的复合材料工业水平看成衡量其科技与经济实力的标志之一[1]。
树脂基复合材料是以纤维为增强剂、以树脂为基体的复合材料,所用的纤维有碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯纤维等,所采用的基体主要有环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等有机材料。
其中热固性树脂是以不饱和聚脂、环氧树脂、酚醛树脂等为主;热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物。
树脂基复合材料的特点:各向异性(短切纤维复合材料等显各向同性);不均质或结构组织质地的不连续性;呈粘弹性;纤维体积含量不同,材料的物理性能差异;影响质量因素多,材料性能多呈分散性。
树脂基复合材料的优点如下:(1)密度小,约为钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度和比模量高。
这类材料既可制作结构件,又可用于功能件及结构功能件。
(2)抗疲劳性好:一般情况下,金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的20~50%,CF增强树脂基复合材料的疲劳极限是其拉伸强度的70~80%;(3)减震性好;(4)过载安全性好;(5)具有多种功能,如:耐烧蚀性好、有良好的耐摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、有特殊的光学、电学、磁学性能等;(6)成型工艺简单;(7)材料结构、性能具有可设计性。
磁性树脂基复合材料的研究进展_黄丽 (1)
磁性树脂基复合材料的研究进展黄 丽,郑旖旎,李效玉*,张金生(北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)摘要:综合磁性树脂基复合材料的研究现状,着重介绍了磁性树脂基复合材料的三大类:粘结磁体、磁性高分子微球和磁性离子交换树脂的最新发展和研究状况。
关键词:磁性树脂基复合材料;粘结磁体;磁性高分子微球;磁性离子交换树脂在现代科学技术迅猛发展中,特别是在电子技术方面,磁性材料得到了广泛的应用。
研究物质的磁性,开发新型磁性材料具有十分重要的意义。
将磁粉混炼于塑料或橡胶中,获得的高分子磁性材料相对密度轻,且易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,克服了原有磁性材料铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁硬而脆、加工性差,无法制成复杂、精细形状制品的缺陷[1],在吴培熙、沈健主编的特种性能树脂基复合材料一书中做了较详尽的阐述。
高分子磁性材料分为结构型和复合型两种。
结构型磁性材料是指本身具有强磁性的高分子材料。
复合型高分子材料是指由高分子物与磁性材料按不同方法复合而成的一类复合材料,可分为粘结磁铁、磁性高分子微球和磁性离子交换树脂等不同类别,从复合材料概念出发,通称为磁性树脂基复合材料。
本文主要介绍并讨论了磁性树脂基复合材料的最新研究及发展状况。
1 粘结磁铁[1]所谓粘结磁铁,是指以塑料或橡胶为粘结剂与磁粉按所需形状结合而成的磁铁。
按所用粘结剂不同,分为橡胶型和合成树脂型两种,前者为磁性橡胶,后者为磁性塑料。
粘结磁体的特性主要取决于磁粉材料,并与所用的粘结剂、磁粉的填充量及成型方法有密切的关系,评价粘结磁铁的技术指标有剩余磁通密度B r,矫顽力B H c,内禀矫顽力i H c和最大磁能积(B H)max。
1 1 磁性橡胶磁性橡胶所用的磁粉主要为铁氧体磁粉,Jahn等[2]采用SmCo5磁粉可以获得较高磁性能的磁性橡胶。
将氧化铁和碳酸钡或碳酸锶,在有钡或锶的氯化物存在条件下加热,使其反应,适当控制氯化物用量、原料氧化铁的粒度、冷却速度、时间等晶体生长条件,可以获得六角平板状磁铅石型钡铁氧体或锶铁氧体单晶。
树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展
树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展树脂基复合材料在桥梁工程中的应用,真是个热门话题!你知道吗?近年来,随着科技的发展,这种材料在建设领域的地位逐渐上升。
先说说树脂基复合材料吧,它是一种把树脂和增强材料结合在一起的高科技产物,像是将面团和果仁揉成了美味的饼干。
它的轻量化、耐腐蚀、抗压强度高等特点,让工程师们对它爱不释手。
想象一下,传统的桥梁建设就像是一场大规模的体力劳动,工人们搬运重重的钢材,像打仗一样。
而现在,有了树脂基复合材料,桥梁的搭建就轻松多了,简直像是在拼积木。
用这种材料,桥梁不仅能轻盈飞过河面,还能抵抗风雨,真是让人拍手叫绝。
你看看,现在很多新建的桥梁,都是用这种材料做的,走在上面心里真是踏实,仿佛在走云端。
当然了,树脂基复合材料的应用可不仅限于桥梁。
它在修复老旧桥梁方面也大显身手。
老桥往往年岁已高,承载能力下降,这时候,树脂基复合材料就像是给老桥打了“强心针”。
通过加固和修复,老桥焕发新生,继续为过路的车辆和行人提供服务。
想想看,那种看着老桥重新焕发活力的感觉,简直是太美好了。
说到这里,有必要提一提这个材料的制造过程。
树脂基复合材料的制作可不简单,得经过一系列精密的工艺。
制造商像是魔法师一样,将树脂、纤维和添加剂混合,经过浇铸、固化等多个步骤,最终呈现出强度与韧性兼具的优质材料。
每一步都需要细心,毕竟,只有完美的材料,才能承载起沉重的桥梁。
不过,咱们也得说说挑战。
虽然树脂基复合材料有诸多优点,但在施工中也可能碰到一些小麻烦。
比如,温度变化可能影响材料的性能,这就像天气无常,今天是阳光明媚,明天却可能下雨雪。
因此,施工团队需要有敏锐的判断力,才能确保每一步都稳妥无误。
此外,树脂基复合材料的成本相对较高,这让一些预算紧张的项目有点“捉襟见肘”。
然而,长远来看,树脂基复合材料的耐用性和低维护成本,能够在日后的使用中省下不少“银子”。
所以,投入与回报之间的权衡,还是值得好好考虑一下的。
树脂基复合材料研究进展
先进树脂基复合材料研究进展摘要:本文介绍了颗粒增强、无机盐晶须增强、光固化等类型的树脂基复合材料,亦指出热固性、环氧树脂基复合材料,并简述了制备方法和新技术的应用。
关键词:树脂基复合材料,颗粒增强,无机盐晶须增强,光固化,制备方法,新技术ADVANCE THE RESEARCH OF POLYMER MATRIX COMPOSITESABSTRACT: The particulate reinforced、inorganic salt whisker, light-cured of resin matrix composites were introduced in this paper,the thermosetting and thermoplastic resin matrix composites was also show in the paper.This paper also discussed the application of new preparation method and technology.Keywords: resin matrix composites,particulate reinforced,inorganic salt whisker, light-cured,preparation method,new technology先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成,并具有明显优于原组分性能的一类新型材料。
目前航空航天领域广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酞亚胺基复合材料[1]。
树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、力学性能可设计性强等一系列优点,是轻质高效结构设计最理想的材料[2]。
用复合材料设计的航空结构可实现20%一30%的结构减重;复合材料优异的抗疲劳和耐腐蚀性,能提高飞机结构的使用寿命,降低飞机结构的全寿命成本;复合材料结构有利于整体设计和制造,可在提高飞机结构效率和可靠性的同时,采用低成本整体制造工艺降低制造成本。
解析树脂基复合材料的性能及其有效应用
解析树脂基复合材料的性能及其有效应用树脂基复合材料是一种由树脂基体和增强材料组成的复合材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
下面将从力学性能、热性能、电性能和耐腐蚀性能四个方面,对树脂基复合材料的性能进行解析,并探讨其有效应用。
树脂基复合材料的力学性能主要表现为高强度和高刚度。
增强材料如纤维增强材料、碳纤维增强材料等可以有效地提高复合材料的强度。
树脂基体具有良好的黏合性和韧性,可以起到连接和吸能的作用。
树脂基复合材料具有优异的耐疲劳性能和抗冲击性能,可以在复杂的工作环境下长时间稳定工作。
树脂基复合材料的电性能表现为优异的电绝缘性能和耐电弧性能。
树脂基体具有良好的绝缘性能,可以在高电压下保持绝缘性能。
树脂基复合材料可具有较高的耐电弧性能,可用于高压开关设备等需要承受高电弧能力的场合。
树脂基复合材料的耐腐蚀性能主要表现为耐化学腐蚀和耐湿环境腐蚀。
树脂基体具有良好的耐化学腐蚀性能,可以在酸、碱等腐蚀性介质中长时间稳定工作。
树脂基复合材料还具有较好的耐湿环境腐蚀性能,可以在潮湿环境中长期使用。
树脂基复合材料的有效应用包括航空航天、汽车工业、电子工业等多个领域。
在航空航天领域,树脂基复合材料常用于制造飞机机身、发动机零部件等,在减轻重量、提高强度和刚度方面具有显著效果。
在汽车工业领域,树脂基复合材料可用于制造汽车车身、零部件等,可以提高车辆的燃油效率和安全性能。
在电子工业领域,树脂基复合材料可用于制造电子封装材料、电路板等,可以提供良好的绝缘和导热性能。
树脂基复合材料具有优异的性能,包括高强度、高刚度、低热导率、良好的电绝缘性能、耐化学腐蚀性能等。
在航空航天、汽车工业、电子工业等领域有着广泛的应用前景,可以有效提高产品的性能和降低产品的重量。
树脂粘弹性与力学响应特性研究
树脂粘弹性与力学响应特性研究树脂是一种常见的高分子材料,具有很强的粘性和弹性。
在工程领域中,树脂的粘弹性和力学响应特性研究具有重要的意义。
本文将探讨树脂粘弹性的基本原理、力学响应特性以及相关的研究进展。
一、树脂粘弹性的基本原理树脂的粘弹性是指其在受力作用下,既有粘性的流动性,又有弹性的恢复性。
这种特性是由树脂分子内部的结构决定的。
树脂分子通常由长链聚合物构成,这些聚合物之间通过化学键或物理键相互连接。
由于这种连接方式,树脂分子具有较高的粘性,使得树脂具有流动性。
同时,树脂分子之间的键能也赋予了树脂一定的弹性,使其能够恢复到原来的形态。
二、树脂的力学响应特性树脂在受力作用下表现出多种力学响应特性,包括弹性、塑性和粘性等。
弹性是指树脂在受力后能够恢复到原来的形态。
树脂的弹性模量是衡量其弹性特性的重要参数,它描述了树脂在受力后的变形程度。
塑性是指树脂在受力后会发生永久性变形的能力。
塑性行为主要取决于树脂的结构和分子间的相互作用力。
粘性是指树脂在受力后会发生流动的能力。
树脂的粘性主要取决于分子间的相互作用力和分子内部的结构。
三、树脂粘弹性研究的进展近年来,树脂粘弹性研究取得了一系列重要的进展。
首先,研究者们通过实验和理论模型的结合,深入探索了树脂分子内部的结构和力学响应特性之间的关系。
他们发现,树脂分子的结构对其粘弹性具有重要的影响。
其次,研究者们通过改变树脂的化学组成和加工工艺,成功地调控了树脂的粘弹性。
例如,通过添加适量的交联剂,可以增强树脂的弹性,提高其抗拉强度和硬度。
此外,研究者们还利用纳米技术和微观力学理论,研究了树脂在纳米尺度下的粘弹性行为。
他们发现,纳米尺度下的树脂表现出与宏观尺度下不同的力学响应特性,这为纳米材料的设计和应用提供了新的思路。
四、树脂粘弹性研究的应用树脂粘弹性研究在工程领域中具有广泛的应用前景。
首先,树脂的粘弹性特性对于材料的加工和成型具有重要意义。
了解树脂的粘弹性行为可以帮助工程师们选择合适的加工工艺和工艺参数,从而提高产品的质量和性能。
环氧树脂固化过程中的黏弹性分析
环氧树脂固化过程中的黏弹性分析李润明;田培;石家华【摘要】Epoxy resins form the matrix in filled plastics and fiber-reinforced composites used in a diversity of products.These range from consumer items and auto body panels to advanced composites for printed circuit boards (PCBs),aerospace structural components,and high-per-formance sports equipment.As the curing reaction progresses,the two moduli crossat the gel point,beyond which the storage modulus becomes larger than the loss modulus and the materi-al hardens.These techniques provide a greater understanding of traditionally complex thermo-set processes and effective quality control measures for these processes,and will reduce design and operating costs in associated industries.%环氧树脂在电子线路板、航空工业以及高性能运动器材行业有着广泛的应用,其成型工艺普遍采用反应注射浇铸成型技术,注射温度及时间、保温温度及时间对得到尺寸满意的制品具有重要意义。
通过升温测试,获得了树脂黏度和动态模量对温度的演变关系;通过一系列不同温度的保温测试,获得了凝胶化时间对温度的关系。
先进树脂基复合材料的发展和应用
先进树脂基复合材料的发展和应用一、概述先进树脂基复合材料是近年来在材料科学领域取得重要突破的一种新型材料。
它以树脂为基体,并掺入一定量的增强材料,通过复合工艺制备而成。
先进树脂基复合材料具有轻质、高强度、高刚度、耐热、耐腐蚀等优良性能,在航空航天、汽车工业、建筑工程等领域得到了广泛的应用。
二、发展历程2.1 早期研究早在20世纪60年代,学者们开始研究树脂基复合材料的制备方法和性能优化。
最早的树脂基复合材料是通过手工层叠或浸渍法制备的,虽然具有一定的强度和刚度,但工艺复杂、生产效率低,限制了该材料的进一步应用。
2.2 工艺改进随着技术的不断进步,研究者们开发了更高效、更稳定的制备工艺,如压缩成型、注射成型和浸渍成型等。
这些新的制备方法大大提高了树脂基复合材料的生产效率和质量稳定性,为其广泛应用奠定了基础。
三、树脂基复合材料的优势3.1 轻质高强树脂基复合材料由轻质增强材料与高性能树脂基体组成,具有较低的密度和优异的机械性能。
相比传统金属材料,树脂基复合材料的比强度和比刚度更高,能够大幅减少结构的自重。
3.2 耐热耐腐蚀树脂基复合材料具有优异的耐高温性能,能够在高温环境下稳定工作。
同时,树脂基复合材料也具有良好的耐腐蚀性能,能够抵抗酸、碱等腐蚀物质的侵蚀,提高材料的使用寿命。
3.3 界面改性树脂基复合材料的界面结构经过改性处理后,能够提升材料的性能。
界面改性可以增加增强材料与基体之间的黏合力,减少界面的剥离和裂纹扩展,提高材料的整体性能。
3.4 结构多样性树脂基复合材料可以根据实际需求设计不同的结构形式,满足复杂工程结构的要求。
通过改变增强材料的形状、层数和取向等参数,可以实现对材料性能的精确调控。
四、应用领域4.1 航空航天由于树脂基复合材料具有轻质高强的特点,被广泛应用于航空航天领域。
在飞机制造中,树脂基复合材料可以减轻飞机自重,提高燃油经济性和运载能力。
同时,它还可以用于导弹、卫星等宇航器件的制造,提高整体性能。
论粘结树脂的粘弹性及其对墨粉性能的影响
论粘结树脂的粘弹性及其对墨粉性能的影响
粘结树脂是一种具有粘弹性的材料,其粘弹性指的是在固定时间内,材料经过应力变形后,随着时间的流逝,塑性变形逐渐恢复的能力。
粘结树脂的粘弹性特性对其在墨粉中的应用性能起到了重要的影响。
粘结树脂在墨粉中的主要作用是作为固体颜料和细粉末粒子的粘合剂,使颜料和粉末均匀地分散在载体粒子中。
由于粘结树脂具有较强的粘弹性,可以有效地将粘结树脂与固体颜料和细粉末粒子粘合在一起。
同时,在印刷过程中,粘结树脂的粘弹性可以使墨粉更好地附着在纸张上,提高印刷质量和稳定性。
粘结树脂的粘弹性受到多种因素的影响,其中包括分子量、交联度、软化点、玻璃化转变温度等。
分子量和交联度的增加可以提高粘结树脂的强度和粘弹性,并增加其在墨粉中的分散性和粘合能力。
软化点和玻璃化转变温度的变化可以影响粘结树脂的流动性和固化速度,进而影响其在印刷过程中的性能表现。
结合新型粘合树脂的材料发展趋势,研究人员在粘结树脂中加入了一些应变敏感的材料,如聚合物形状记忆材料和液晶聚合物等,以增强其粘弹性和应变敏感性。
这些材料可以通过改变其形态和方向来改变其粘弹性和流变学性质,从而改善其在印刷过程中的表现。
总之,粘结树脂的粘弹性是影响其在印刷过程中的性能表现的主要因素之一。
随着粘合树脂材料的不断发展和改进,我们可以预计其在墨粉中的应用前景将会更加广泛和深远。
粘弹性复合材料的性能研究及其应用
粘弹性复合材料的性能研究及其应用近年来,粘弹性复合材料在工业上的应用越来越广泛。
它的复合结构和粘弹性能使得它在不同领域中有着广泛的应用。
今天,我们将从三个方面来探讨粘弹性复合材料的性能及其应用。
一、粘弹性复合材料的结构粘弹性复合材料是由粘弹性聚合物和纤维增强材料复合而成。
它主要包括两种类型:纤维增强粘弹性聚合物基复合材料和纤维增强粘弹性薄膜基复合材料。
前者是将聚合物涂覆在纤维增强材料的表面,形成一层连续的聚合物层,并通过纤维和聚合物之间的化学反应或机械固化形成复合材料。
后者是将聚合物涂覆在聚酰亚胺(PI)或聚碳酸酯(PC)等基薄膜卷材表面,形成一层连续的聚合物层,并通过吸附和化学键的形成形成复合材料。
二、粘弹性复合材料的性能粘弹性复合材料的性能可以分为以下几个方面:1、高强度、高刚度和高吸能性能纤维增强材料的高刚度和高强度与粘弹性聚合物的高吸能性能相结合,形成了一种高强度、高刚度和高吸能的材料。
纤维增强粘弹性薄膜基复合材料的吸能性能更优秀,是由于聚合物薄膜的弹性模量明显低于纤维增强基材。
2、高耐久性能粘弹性复合材料的高强度和高刚度使得它能够承受高强度的振动和应力,同时它也具有很好的耐久性能。
在寿命测试中,它的力学性能不会明显下降,功能和性能不会受到明显影响。
3、高温性能粘弹性复合材料的聚合物具有极高的高温性能,是由于它们具有非常高的玻璃转换温度。
高温下,该材料的力学性能不会明显下降,这使得它在高温环境下仍然具有很好的性能。
三、粘弹性复合材料的应用粘弹性复合材料在航空、航天、军事、汽车、机械、建筑等多个领域都有广泛应用。
1、在航空航天领域中,粘弹性复合材料可以用于制造高强度、高刚度和高吸能的飞机主翼和前部机身结构。
2、在建筑领域中,粘弹性复合材料可以用于制造高耐久性能和高温性能的结构件,例如桥梁、隧道等。
3、在机械领域中,粘弹性复合材料可以用于制造具有高吸能性能的减震器和防爆包装材料。
总之,粘弹性复合材料具有非常优越的力学性能和高耐久性能,适用于多种不同领域。
树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展
树 脂 基 复合 材 料连 接 技术 研 究现 状 及在 桥 梁 工程 中的应 用 和发 展
马 毓 ,赵 启林 ,江 克斌
425 ) 05 1
( .解放军理工大学工程兵工程学 院,江苏南京 2 0 0 ; . 7 2 1 10 7 2 7 16部队 ,重庆
摘要 :为促进树 脂基 复合材料连接技 术的发展及其在桥 梁工程 中的应 用, 本文从连接接 头形式、 头制作工 艺、 头传 力 接 接 特 点和承载力影响因素等多个方面归纳总结 了树 脂基 复合 材料 连接技 术的研 究成果 , 分析 了其在桥梁工程 中的应 用现状及特 点, 认为连接技术是制约树脂基复合材料结构在桥 梁工程 中应 用的瓶颈 问题之 一。根据树脂基 复合材料 结构 的特点 , 借鉴航 空工业 中广泛应用的复合材料耳片接 头、 多向承插接 头及复合材料 桁 架结构 整体成型 工艺等研 究成 果, 出了解 决桥 梁 工程 提
1 复合材料 连接技术
树脂 基 复合材 料连接 技术 主要 可分 为胶 连 接 和 机 械连 接两类 。胶 连接 和机 械连接 组合 使 用 为混合 连 接 , 合连 接主 要 由胶 层 承受荷 载 , 加 机 械连 接 混 增
图 1 胶 连 接 接 头 基 本 类 型 Fg1 B s ye f o d g o t i ai tps n i i . c o b n jn
树脂 基复合 材料 因其 轻质 高强 、 良好 的抗疲 劳 、
架上 的合金 钢 接 头等 , 些 接 头 尽 管使 用 了 与 主体 这
抗腐蚀性能以及材料性能可设计等优点 , 广泛应用 于各 个 领 域 0 。复 合 材 料 结 构 设 计 力 求 整 体 成 J
型, 尽量 不用 或少 用 连 接 , 是 由于模 具 尺寸 、 工 但 加 设备 等 限制及 使 用 需 要 , 接 不 可避 免 。 同时 由于 连 复合 材料 使用 的 日益 广泛 , 对其 连 接 的 要 求 也越 来 越 高 。复合材 料 连 接技 术 要 考 虑 接 头形 式 、 载 能 承 力 、 劳寿命 和制 造工艺 等 一系列 问题 , 复合 材 料 疲 是
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料,已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。
本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析,并探讨其在各个领域的应用现状。
通过对国内外相关研究的综述,本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势,以及面临的挑战和机遇,以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。
在文章的结构上,本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述,为后续的研究奠定理论基础。
接着,文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程,分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。
在此基础上,文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状,包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。
文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战,如成本、性能优化、环保等问题,并提出相应的解决方案。
文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景,探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。
通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析,本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示,推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。
二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。
近年来,随着科技的不断进步,该领域取得了显著的突破和进展。
树脂体系的创新:树脂作为复合材料的基体,其性能直接影响着复合材料的整体性能。
传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等,虽然在很多领域有广泛应用,但随着性能要求的提升,新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。
这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗,以及更好的机械性能,为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。
增强材料的多样化:增强材料是复合材料中的关键组成部分,其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。
芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究
成型 法制备 了AF /芳纶 纤维复合 材料 , I 并通 过测定 溶度参数 、 触角、 接 线膨胀 系数 、 间剪切 强度 (L S) 层 I S 和横 向拉 伸强度等方 法研 究了复合材料 的界 面粘结性能。结果表明 , R T树脂 浇注体与 芳纶 的溶度参数相近 , R_ AF _ AF _ T
o e s lblt a a tr c na ta ge o f ce t ft e a x a so nelmia h a te gh ( LS ft ou i yp rmee , o tc n l ,c e inso r le p n in,itra n rs e rsrn t I S)a d t n v re h i i hm n r s es a
纶纤维复合材料提 高了 2 . 和 3 .%, 5% 9 25 这表 明 AF T树 脂与芳纶纤维之间的浸润性 和界 面粘结性 能较好 。
关键 词 : 芳纶纤维 ; 复合材料 ; 面粘 结性 ; 界 接触 角; 间剪切强度 层
中 图 分 类 号 : B 2 T 33 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 0 13 3 (0 20 .0 30 1 0 .5 92 1 )30 7 —4
芳纶纤维增 强树脂 基复合材料 的界面粘 结性 能研 究
董超 亮 , 王耀 先 。 洁鹏 , 周 朱恒 。 树 军 程
( 东 理 工 大 学材 料 科 学 与 工程 学 院 , 种 功 能高 分 子 材 料及 相 关 技 术 教育 部 重 点 实 验室 , 海 华 特 上 203 0 2 7)
temo et grsn ( R_ h db e e eo e c odn olw fsmi r ta ou it n esr cu a h rceit so h r sti ei AF T) a e nd v lp d a c r igt a o l u l lbly a d t t tr l aa tr i f n i a mu s i h u c sc
热固性树脂基复合材料固化变形研究进展_寇哲君
( 1)式中的回弹角仅仅依赖于温差大小 , 但实
际上成型过程的化学收缩效应对回弹变形也有重要
影响 ,考虑这种因素 , ( 1)式扩展为 :
Δθ
=
θ·[
(αI
-
α T
)·ΔT
1 +αT·ΔT
+
<I 1+
<T <T
]
(2)
式中 , <I 和 <T 分别为成型过程中沿面内和厚度方
向的收缩大小 。一般来说 ,只考虑基体材料的收缩 ,
气孔率和纤维体积含量等的变化也会影响最终
宇航材料工艺 2006年 增刊 Ⅰ
产品的变形量 。纤维体积分数的梯度分布会导致对 称层合板产生不对称 ,从而使面内方向的应变和厚 度方向上的应变耦合 ,这使得平板或复杂形状的工 件都会产生变形 。
图 2 模具 /工件交互作用引起的变形 Fig. 2 D istortion caused by part/ tool interactions
Abstract The residual stresses that develop in fiber2reinforced composite structures during autoclave p rocess2 ing while the lam inate is confined to the p rocess tool often lead to dimensional changes of the workp iece such as re2 bound and warpage. A review over factors to affect shape distortions and residual stresses is p resented. The factors studied include therm al expansion, cure shrinkage, lam inate lay up , cure temperature, mould thermal expansion, void content, thermal gradients, fibre content gradients, cool2down rate, cure tim e, fibre content, mould surface treatment, mould corner radius and mould thermal conductivity.
树脂基复合材料的力学性能
力学性能是材料最重要的性能。
树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好等优点,用于承力结构的树脂基复合材料利用的是它的这种优良的力学性能,而利用各种物理、化学和生物功能的功能复合材料,在制造和使用过程中,也必须考虑其力学性能,以保证产品的质量和使用寿命。
1、树脂基复合材料的刚度树脂基复合材料的刚度特性由组分材料的性质、增强材料的取向和所占的体积分数决定。
树脂基复合材料的力学研究表明,对于宏观均匀的树脂基复合材料,弹性特性复合是一种混合效应,表现为各种形式的混合律,它是组分材料刚性在某种意义上的平均,界面缺陷对它作用不是明显。
由于制造工艺、随机因素的影响,在实际复合材料中不可避免地存在各种不均匀性和不连续性,残余应力、空隙、裂纹、界面结合不完善等都会影响到材料的弹性性能。
此外,纤维(粒子)的外形、规整性、分布均匀性也会影响材料的弹性性能。
但总体而言,树脂基复合材料的刚度是相材料稳定的宏观反映。
对于树脂基复合材料的层合结构,基于单层的不同材质和性能及铺层的方向可出现耦合变形,使得刚度分析变得复杂。
另一方面,也可以通过对单层的弹性常数(包括弹性模量和泊松比)进行设计,进而选择铺层方向、层数及顺序对层合结构的刚度进行设计,以适应不同场合的应用要求。
2、树脂基复合材料的强度材料的强度首先和破坏联系在一起。
树脂基复合材料的破坏是一个动态的过程,且破坏模式复杂。
各组分性能对破坏的作用机理、各种缺陷对强度的影响,均有街于具体深入研究。
树脂基复合材强度的复合是一种协同效应,从组分材料的性能和树脂基复合材料本身的细观结构导出其强度性质。
对于最简单的情形,即单向树脂基复合材料的强度和破坏的细观力学研究,还不够成熟。
单向树脂基复合材料的轴向拉、压强度不等,轴向压缩问题比拉伸问题复杂。
其破坏机理也与拉伸不同,它伴随有纤维在基体中的局部屈曲。
实验得知:单向树脂基复合材料在轴向压缩下,碳纤维是剪切破坏的;凯芙拉(Kevlar)纤维的破坏模式是扭结;玻璃纤维一般是弯曲破坏。
论文——树脂基复合材料的发展和应用现状
先进树脂基复合材料的现状及应用1011010210孟庆伟先进树脂基复合材料的现状及应用1011010210 孟庆伟摘要:先进树脂基复合材料以其比强度比模量高、良好的耐疲劳性能、良好的抗腐蚀性能、成型工艺的多选择性等独特优点获得广泛应用和迅速发展。
本文简要介绍了先进树脂基复合材料的特性,并结合其特性从应用的角度总结了先进树脂基复合材料的应用和前景。
关键字:树脂基复合材料现状应用1 前言先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成,具有明显优于原组分性能的一类新型材料[ 1 ]。
先进树脂基复合材料具有比传统结构材料优越得多的力学性能,可设计性优良,还兼有耐化学腐蚀和耐候性优良、热性能良好、振动阻尼和吸收电磁波等功能。
目前,随着复合材料工业的迅速发展,树脂基复合材料正凭借其本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐蚀、质感美观等优点,越来越受到人们的青睐。
2 先进树脂基复合材料的现状据有关部门的统计,全世界树脂基复合材料制品共有4万多种,全球仅纤维增强复合材料产量目前达到750多万t,从业约45万人,年产值415亿欧元,其生产能力与市场分布情况为:北美32%、亚太地区35%、欧洲30%、其他地区3%[ 2 ]。
目前,全世界高性能树脂基复合材料的产量超过300万t,高性能热塑性复合材料的产量为120多万t,其应用领域主要为:汽车行业占23%、建筑业21%、航空业17%、体育运动领域11%[ 3 ]。
从全球发展趋势来看,近几年欧美复合材料生产均持续增长,亚洲的日本发展缓慢,而中国特别是中国内地的市场发展迅速。
我国树脂基复合材料研究,经过多年的发展,在生产技术、产品种类、生产规模等方面迈过了由小到大的台阶,产量已经仅次于美国,居世界第2位,其市场分布为:建筑40%、管罐24%、工业器材12%、交通6%、船艇4%、其他14%[ 4-6 ]。
我国高性能树脂基复合材料发展水平不高,所采用的基体主要有环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等。
树脂基复合材料成型工艺发展进程研究
树脂基复合材料成型工艺发展进程研究第一篇:树脂基复合材料成型工艺发展进程研究树脂基复合材料成型工艺发展进程研究摘要:本文介绍了树脂基复合材料成型工艺的发展进程及目前树脂基复合材料主要使用的成型工艺方法:手糊成型工艺、喷射成型工艺、模压成型工艺、RTM成型工艺、注射成型工艺、纤维缠绕成型工艺、拉挤成型工艺进行了介绍,并对主要的成型工艺方法进行了比较;对树脂基复合材料成型工艺的发展情况及趋势进行了叙述。
关键词:树脂基复合材料;成型工艺;发展进程背景介绍树脂基复合材料于1932年在美国诞生,至今已有80多年的发展历史。
二战期间,美国首次以玻璃纤维增强聚酯树脂,以手糊成型工艺制造军用雷达罩和远航飞机油箱,为树脂基复合材料在工业中的应用开辟了道路。
1950年,真空袋和压力袋压成型工艺研制成功,并试制成功直升飞机的螺旋桨;1949年,研制成果玻璃纤维预混料,利用传统的对模法压制成表面光洁的玻璃钢零件;60年代美国用纤维缠绕工艺研制成功“北斗星A”导弹发动机壳体,此后高压容器和压力管道相继问世。
为了提高手糊成型的生产率,在此期间,玻璃纤维聚酯树脂喷射成型工艺得到了发展和应用,使生产率提高了2~4倍。
1961年德国研制成功片状模塑料(SMC),使模压成型工艺达到了新水平;1963年,玻璃钢板材开始工业化生产;1965年,美国和日本用SMC压制汽车部件、浴盆、船上构件等。
拉挤成型工艺始于50年代,60年代中期实现连续化生产;70年代,树脂反应注射成型(RIM)和增强树脂反应注射成型(RRIM)研究成功,产品俩面光,广泛用于卫生洁具和汽车零件的生产。
60年代,热塑性复合材料得到发展,其成型工艺主要是注射成型和挤出成型,并只用于生产短纤维增强塑料。
树脂基复合材料成型工艺发展现状目前,世界各国已经形成了从原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等较完整的工业体系,与其他工业相比,发展速度很快。
树脂基复合材料的成型工艺也从最初的手工操作工艺逐步向技术密集,高度自动化、高生产率、高稳定性的成型方法上发展,并随着应用领域的广泛开拓,出现了多种成型工艺并存,并不断衍生出新生工艺的发展态势。
高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展
综 述高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展陈 平 于 祺 孙 明 陆 春(大连理工大学化工学院高分子材料系,116012)摘 要 近些年来,纤维增强热塑性树脂基复合材料已逐步发展成为复合材料中一个高性能、低成本的新型材料家族。
本文主要介绍了各种高性能工程塑料和增强纤维的发展,连续纤维增强热塑性树脂的浸渍工艺及成型工艺,最后还介绍了热塑性纤维复合材料的发展趋势。
关键词 热塑性树脂;高性能;纤维增强;复合材料Advances in H igh Performance FRTP CompositesChen Ping Y u Qi Sun Ming Lu Chun(Department of P olymer Science and Material,Dalian University of T echnology,Dalian,116012) ABSTRACT In recent years,fiber rein forced therm oplastic com posite materials has become a new family member of com posites with high per formance and low cost materials.This paper mainly introduces the development of high per formance therm oplastic and rein forced fiber,the im pregnating process and forming techniques of the therm oplastic resin rein forced with the continuous fiber.At last,the developing trend of the therm oplastic com posites is als o introduced.KEY WORDS therm oplastic resin;high per formance,fiber rein forced;com posites1 前 言自50年代树脂基复合材料问世以后的几十年来,一直以热固性树脂基复合材料为主流发展着。
树脂复合材料的动力学特性分析
树脂复合材料的动力学特性分析树脂复合材料是一种由树脂基质和增强材料组成的复合材料,具有较高的强度、刚度和耐磨性,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
本文将针对树脂复合材料的动力学特性展开分析和探讨。
首先,树脂复合材料的动力学特性与其材料的成分和结构密切相关。
常见的树脂基质包括环氧树脂、酚醛树脂等,增强材料可选用碳纤维、玻璃纤维等。
这些材料的物理性质如弹性模量、泊松比等会直接影响复合材料的动力学性能。
其次,树脂复合材料在动载荷下的响应及其振动特性也是分析动力学特性的重要方面。
在动载荷作用下,树脂复合材料会发生振动或者共振现象。
通过对材料振动频率、共振频率等进行研究,可以得到材料的固有频率和振型,并进一步了解其动态特性。
此外,树脂复合材料的损伤动力学特性也是研究的热点之一。
由于树脂复合材料具有复杂的结构和微观损伤特性,材料在受外力作用下容易发生裂纹、层间剥离等损伤形式。
分析材料的损伤动力学特性可以帮助我们更好地预测材料的使用寿命和可靠性。
在研究树脂复合材料的动力学特性时,试验方法与数值模拟是两种常用的手段。
试验方法可以通过设计各类动力学试验台,如冲击试验台、振动试验台来对材料进行实验研究。
数值模拟则利用计算机软件对材料的动力学行为进行建模和模拟,可以更加直观地观察材料的响应和行为。
试验结果与数值模拟的对比分析可以相互验证,提高研究的可信度。
此外,树脂复合材料还存在一些与动力学特性相关的问题和挑战。
例如,在高温和湿度环境下,材料的动力学性能可能会发生变化。
此时,对材料动力学性能的研究需要考虑这些环境因素的影响。
同时,随着树脂复合材料在航空和航天领域的广泛应用,对于材料的耐疲劳性能和冲击性能也提出了更高的要求,这也成为当前研究的重点之一。
总之,树脂复合材料的动力学特性是一个复杂而广泛的研究课题。
通过分析材料的成分和结构、动载荷下的响应和振动特性、损伤动力学特性以及对其进行试验和数值模拟,可以深入了解树脂复合材料的动力学行为。