复合材料的应用PPT课件
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复合材料及其在飞机结构中的应用 ppt课件
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CC22643020.ppt
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13
CC22643020.ppt
远程轰炸机
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B2轰炸机复合材料38%
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RTM整体 CoRTM整体
尾翼
进气道
三维编织 π型加筋
进气道 纤维铺放
Z-pin X-Cor
π型连接前机
设备
身整体结构
大型整体机翼蒙皮
F-35战斗机复p合pt课材件料用量36%
Systems
CP-07 CP-08
Propulsion CP-06
CP-01
CP-05 CP-04
CP-02
CP-03
Airframe
开展性能演化和疲 劳机理研究,为结 构可靠性奠定基础
Composites
Workforce by Challenge Problem
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计划指出:由于缺
乏对材料蜕变、损 伤演化和疲劳等内 在物理机制的理解, 不能有效预测服役 环境下结构可靠性。 导致复合材料部件 设计依赖经验和安 全系数过大等方法
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CC22643020.ppt
装袋与固化 (13%)
修边 (6%)
模具 (12%)
铺贴 (46%)
NDI (15%) 铺层切割
(8%)
制造成本
材料和制造 50%
降低成本的潜力
紧固件和装配 50%
总成本
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降低成本的途径
制造方法
低成本高质量的铺贴 (特别是大型复合材料制件) 和高精度可重现
60年代 70年代
85%
复合材料应用PPT课件
基体材料增强材料金属基复合材料聚合物基复合材料无机非金属基复合材料种类外形碳纤维复合材料玻璃纤维复合材料芳纶纤维复合材料连续纤维短纤维复合材料片状粒状材料增强复合材料金属基复合材料一方面具有一系列与金属性能相似的优点另一方面增强相的加入又赋予材料一些特殊性能这样不同金属与合金基体及不同增强体的优化组合就使金属基复合材料具有各种特殊性能和优异的综合性能
石墨烯/铜 复合材料
石墨烯/银 复合材料
石墨烯是目前发现的唯一存在的一种由碳原子致密堆积而成的二维蜂窝状晶格结构的环 保型碳质新材料,具有超大比表面积(2630 m 2/g),是目前已知强度最高的材料(达130 gpa)。
美国科学家研发了一 种全新的金属材料,能够 漂浮在水面上。在设计上, 这种镁合金基复合材料利 用中空碳化硅颗粒进行加 固,密度只有每立方厘米 0.92克,相比之下,水的 密度为每立方厘米1克。 无论是制造船只甲板、汽 车零部件、浮力模块还是 车辆装甲,这种新材料都 拥有广阔的应用前景
应力工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下的耐高温材料。
陶瓷基复合材料(CMC)由于其本身耐温高、密度低的优势,在航空发动机上的应用 呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。 CMC材料具有耐温 高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等优异性能,有望取 代高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用,不仅有利于大幅减重,而且还可以节约 甚至无须冷气,从而提高总压比,实现在高温合金耐温基础上进一步提升工作温度400~ 500℃,结构减重50%~70%,成为航空发动机升级换代的关键热结构用材。
树脂基复合材料在国外先进航空发动机冷端上的主要应用部位
树脂基复合材料在短舱的主要应用部位
树脂基复合材料由于其优异的比强度和比刚度,最初应用于航空航 天领域,目前正在快速商业化到其他行业,如汽车和体育用品行业。树 脂基复合材料通过成分设计和结构设计,实现特殊应用,这种功能定制 设计能实现许多其他功能,如电、热、光和/或磁性性能。MGI列出了 树脂基复合材料的9个重点发展方向。
石墨烯/铜 复合材料
石墨烯/银 复合材料
石墨烯是目前发现的唯一存在的一种由碳原子致密堆积而成的二维蜂窝状晶格结构的环 保型碳质新材料,具有超大比表面积(2630 m 2/g),是目前已知强度最高的材料(达130 gpa)。
美国科学家研发了一 种全新的金属材料,能够 漂浮在水面上。在设计上, 这种镁合金基复合材料利 用中空碳化硅颗粒进行加 固,密度只有每立方厘米 0.92克,相比之下,水的 密度为每立方厘米1克。 无论是制造船只甲板、汽 车零部件、浮力模块还是 车辆装甲,这种新材料都 拥有广阔的应用前景
应力工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下的耐高温材料。
陶瓷基复合材料(CMC)由于其本身耐温高、密度低的优势,在航空发动机上的应用 呈现出从低温向高温、从冷端向热端部件、从静子向转子的发展趋势。 CMC材料具有耐温 高、密度低、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感、不发生灾难性损毁等优异性能,有望取 代高温合金满足热端部件在更高温度环境下的使用,不仅有利于大幅减重,而且还可以节约 甚至无须冷气,从而提高总压比,实现在高温合金耐温基础上进一步提升工作温度400~ 500℃,结构减重50%~70%,成为航空发动机升级换代的关键热结构用材。
树脂基复合材料在国外先进航空发动机冷端上的主要应用部位
树脂基复合材料在短舱的主要应用部位
树脂基复合材料由于其优异的比强度和比刚度,最初应用于航空航 天领域,目前正在快速商业化到其他行业,如汽车和体育用品行业。树 脂基复合材料通过成分设计和结构设计,实现特殊应用,这种功能定制 设计能实现许多其他功能,如电、热、光和/或磁性性能。MGI列出了 树脂基复合材料的9个重点发展方向。
复合材料pdfPPT课件
复合材料的热膨胀系数通常低于单一材料,使其在温度变化时能保 持较好的尺寸稳定性。
良好的热导性
某些复合材料具有良好的热导性,适用于需要散热或传热的场合。
耐高温性能
通过选择合适的基体和增强材料,复合材料可以在高温环境下保持 较好的力学性能。
电学性能
绝缘性能
大多数复合材料具有良好的绝缘性能,适用于电气 和电子设备中。
后处理与加工
固化处理
对成型的复合材料进行加热或自然固化,使其达到所需的物理和化 学性能。
机械加工
对固化后的复合材料进行切割、钻孔、打磨等机械加工,以满足产 品形状和尺寸的要求。
表面处理
对复合材料表面进行喷漆、电镀、阳极氧化等处理,以提高其耐腐蚀 性、装饰性等性能。
04
复合材料的性能特点
力学性能
成型工艺
手糊成型
在模具上涂刷脱模剂,然后铺贴一层纤 维布或毡,再涂刷一层树脂,如此反复
直至达到所需厚度。
模压成型
将预浸料或纤维与树脂混合物放入模 具中,在加热和加压的条件下固化成
型。
喷射成型
将树脂和固化剂分别通过喷嘴喷到模 具上,同时用喷枪将纤维切断并喷到 树脂中,形成复合材料层。
注射成型
将树脂和固化剂混合后注入到装有纤 维的模具中,然后在一定温度和压力 下固化成型。
复合材料的组成与结构
基体材料
聚合物基体
如环氧树脂、聚酰亚胺等,具有良好的可加工性和韧 性。
金属基体
如铝、镁、钛等合金,具有高比强度和优异的导电导 热性能。
陶瓷基体
如氧化铝、氮化硅等,具有高温稳定性和耐磨损性。
增强材料
纤维增强材料
如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,具有高比 强度和模量。
良好的热导性
某些复合材料具有良好的热导性,适用于需要散热或传热的场合。
耐高温性能
通过选择合适的基体和增强材料,复合材料可以在高温环境下保持 较好的力学性能。
电学性能
绝缘性能
大多数复合材料具有良好的绝缘性能,适用于电气 和电子设备中。
后处理与加工
固化处理
对成型的复合材料进行加热或自然固化,使其达到所需的物理和化 学性能。
机械加工
对固化后的复合材料进行切割、钻孔、打磨等机械加工,以满足产 品形状和尺寸的要求。
表面处理
对复合材料表面进行喷漆、电镀、阳极氧化等处理,以提高其耐腐蚀 性、装饰性等性能。
04
复合材料的性能特点
力学性能
成型工艺
手糊成型
在模具上涂刷脱模剂,然后铺贴一层纤 维布或毡,再涂刷一层树脂,如此反复
直至达到所需厚度。
模压成型
将预浸料或纤维与树脂混合物放入模 具中,在加热和加压的条件下固化成
型。
喷射成型
将树脂和固化剂分别通过喷嘴喷到模 具上,同时用喷枪将纤维切断并喷到 树脂中,形成复合材料层。
注射成型
将树脂和固化剂混合后注入到装有纤 维的模具中,然后在一定温度和压力 下固化成型。
复合材料的组成与结构
基体材料
聚合物基体
如环氧树脂、聚酰亚胺等,具有良好的可加工性和韧 性。
金属基体
如铝、镁、钛等合金,具有高比强度和优异的导电导 热性能。
陶瓷基体
如氧化铝、氮化硅等,具有高温稳定性和耐磨损性。
增强材料
纤维增强材料
如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,具有高比 强度和模量。
高分子纳米复合材料课件.ppt
最重要的是界面组元。界面组元具有以下两个特点:首先是原
子密度相对较低,其次是邻近原子配位数有变化。因为界面在
纳米结构材料中所占的比例较高,以至于对材料性能产生较大
影响。
高分子纳米复合材料课件
五、纳米复合材料(nanocomposites)
1、纳米复合材料的分类
复合材料的复合方式可以分为四大类:
①、0-0型复合
利用宏观量子隧道效应,可以解释纳米镍粒子在低温下继续 保持超顺磁性的现象。这种纳米颗粒的宏观量子隧道效应和量子 尺寸效应,将会是未来微电子器件发展的基础,它们确定了微电 子器件进一步微型化的极限。
高分子纳米复合材料课件
三、纳米材料的制备方法
可分为物理法和化学法两大类。 1、物理方法 ①、真空冷凝法
例如,纳米颗粒具有高的光学非线性及特异的催化性能均属 此列。
高分子纳米复合材料课件
4、宏观量子隧道效应 微观粒子(电子、原子)具有穿越势垒的能力称之为隧道效
应。一些宏观的物理量,如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器件 中的磁通量以及电荷等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统 的势垒而产生性能变化,称为宏观量子隧道效应。
第一节 高分子纳米复合材料概述
一、纳米材料与纳米技术
1、纳米材料 是以纳米结构为基础的材料,或者以纳米结构为基本单元构
成的复合材料。 ①、纳米结构
以具有纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律构筑或营造 的一种新结构体系,称为纳高分米子纳结米构复合体材料系课件。
②、纳米材料 纳米材料是在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范 围的物质,或者由它们作为基本单元构成的复合材料。 从微观角度分类,纳米材料大致有以下两类:
衡合金固态分解、溶胶-凝胶法、气相沉积法、快速凝固法、晶晶 化法、深度塑性变形法等。
材料导论第十四章复合材料ppt课件
混凝土=水泥+砂+石
复合材料的种类
金属基
陶瓷基
按基体相分
聚合物基
水泥基
复 合 材
按增强相 的形态分
颗粒增强 纤维增强 晶须增强
碳纤维 玻璃纤维 有机纤维
复合纤维
料
编织物增强
按用途分
结构复合材料 承受载荷,作为承力结构使用
功能复合材料
电、磁、光、热、声、摩 擦、阻尼、化学分离性能
复合材料的特点
多相: 至少两相 复合效应:不仅保留了原组成材料的特色,而且
3、石墨/镁复合材料
这种材料密度低、线膨胀系数为零,尺寸的稳定性好,是金属基复合材料中具 有最高比强度和比弹性模量的复合材料。可在石墨纤维表面沉积TiB2,提高石 墨纤维的润湿性。
金属基复合材料
长纤维增强金属基复合材料
4、碳化硅/钛复合材料
碳化硅纤维比强度高、比模量高,高温强度高,耐热、耐氧化,与金属的反 应小,润湿性好。
主要应用于飞机发动机部件和涡轮叶片以及火箭发动机箱体材料。
5、氧化铝/铝复合材料
氧化铝纤维在氧化气氛中稳定,能在高温下保持其强度、刚度, 且硬度高,耐磨性好。这种复合材料具有高强度和高刚度,可用于 汽车发动机活塞和其他发动机零件。
金属基复合材料
1、氧化铝/铝复合材料
短纤维/晶须增强金属基复合材料 2、碳化硅/铝复合材料 3、氧化铝/镍复合材料
突出特点
性树脂基体—热塑性玻璃钢。
密度低:1.6~2.0g/cm3;
比强度高:较最高强度的合金钢还高3倍;
耐烧蚀
耐腐蚀
应用
航空航天工业:如雷达罩、机舱门、燃料箱、行李架和地板等。 火箭:发动机壳体、喷管。 汽车工业:如汽车车身、保险杠、车门、挡泥板、灯罩、内部装饰件等。 石油化工工业:如玻璃钢贮罐、容器、管道、洗涤器、冷却塔等
复合材料的种类
金属基
陶瓷基
按基体相分
聚合物基
水泥基
复 合 材
按增强相 的形态分
颗粒增强 纤维增强 晶须增强
碳纤维 玻璃纤维 有机纤维
复合纤维
料
编织物增强
按用途分
结构复合材料 承受载荷,作为承力结构使用
功能复合材料
电、磁、光、热、声、摩 擦、阻尼、化学分离性能
复合材料的特点
多相: 至少两相 复合效应:不仅保留了原组成材料的特色,而且
3、石墨/镁复合材料
这种材料密度低、线膨胀系数为零,尺寸的稳定性好,是金属基复合材料中具 有最高比强度和比弹性模量的复合材料。可在石墨纤维表面沉积TiB2,提高石 墨纤维的润湿性。
金属基复合材料
长纤维增强金属基复合材料
4、碳化硅/钛复合材料
碳化硅纤维比强度高、比模量高,高温强度高,耐热、耐氧化,与金属的反 应小,润湿性好。
主要应用于飞机发动机部件和涡轮叶片以及火箭发动机箱体材料。
5、氧化铝/铝复合材料
氧化铝纤维在氧化气氛中稳定,能在高温下保持其强度、刚度, 且硬度高,耐磨性好。这种复合材料具有高强度和高刚度,可用于 汽车发动机活塞和其他发动机零件。
金属基复合材料
1、氧化铝/铝复合材料
短纤维/晶须增强金属基复合材料 2、碳化硅/铝复合材料 3、氧化铝/镍复合材料
突出特点
性树脂基体—热塑性玻璃钢。
密度低:1.6~2.0g/cm3;
比强度高:较最高强度的合金钢还高3倍;
耐烧蚀
耐腐蚀
应用
航空航天工业:如雷达罩、机舱门、燃料箱、行李架和地板等。 火箭:发动机壳体、喷管。 汽车工业:如汽车车身、保险杠、车门、挡泥板、灯罩、内部装饰件等。 石油化工工业:如玻璃钢贮罐、容器、管道、洗涤器、冷却塔等
【大学课件】复合材料PPT
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③ 基体金属与增强物的相容性
金属基复合材料需要在高温下成型,制备 过程中,处于高温热力学非平衡状态下的纤维与 金属之间很容易发生化学反应,在界面形成反应 层。界面反应层大多是脆性的,当反应层达到一 定厚度后,材料受力时将会因界面层的断裂伸长 小而产生裂纹,并向周围纤维扩展,容易引起纤 维断裂,导致复合材料整体破坏。
• 仿照骨骼的组织特点,人们制造了类似结构的风力发电机和 直升飞机的旋翼,外层是刚度、强度高的碳纤维复合材料, 中层是玻璃纤维增强复合材料、内层是硬泡沫塑料。
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20
9.3 复合材料的基体材料
复合材料的原材料: • 基体材料
– 金属材料 – 陶瓷材料 – 聚合物材料
• 增强材料
– 纤维 – 晶须 – 颗粒
则、增韧机制和界面作用; • 了解复合材料的成型工艺。
.
3
参考书目
• 王荣国 主编,复合材料概论,哈尔滨工业大学 出版社,1999
• 闻荻江主编,复合材料原理,武汉理工大学出 版社,1998
• 鲁云,先进复合材料,机械工业出版社,2004 • ASM International, Engineered materials
– 基体主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物。较成熟 的是镍基、铁基高温合金,金属间化合物基复合材料尚处 于研究阶段。
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9.3.1.3 功能用金属基复合材料的基体
• 要求材料和器件具有优良的综合物理性能,如同时具 有高力学性能、高导热、低热膨胀、高导电率、高抗 电弧烧蚀性、高摩擦系数和耐磨性等。
Chapter 9 Composites
复合材料
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1
本章内容
1. 复合材料概述 2. 复合材料分类 3. 复合材料的基体 4. 复合材料的增强相 5. 复合材料的复合原理 6. 复合材料的成型工艺
复合材料PPT课件
2021/6/16
6
钢筋混凝土
• 是建筑的基本材料。
• 钢筋混凝土大体上是混凝土(沙砾、碎石、 水泥混合而成)嵌进钢筋骨架而构成的。
2021/6/16
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玻璃纤维强化塑料
• 玻璃又硬又脆,一敲即碎,在其中嵌入薄
金属箔可以得到强化玻璃。有时候玻璃纤
维也嵌在塑料里,称为玻璃纤维强化塑料。
快艇艇身就是用这种材料制成的。
2021/6/16
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什么是塑钢?
• 塑钢是以聚氯乙烯(PVC)树脂为主要原 料,加上一定比例的稳定剂、着色剂、填 充剂、紫外线吸收剂等,经挤出成型材, 同时为增强型材的刚性,超过一定长度的 型材空腔内需要填加钢衬(加强筋),这 样制成的材料称之为塑钢。
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三夹板
• 由薄木板胶合而成,各层的木纹(纤维) 方向互相交错,因此特别坚固,不易破裂。 常用于制造家具和装饰。
的 的目的,大大简化了衣物的清洗过程。
应
用
将纳米技术用于塑料工业,生产的纳米塑料可以代替人的 血管、骨骼,广泛用于各种医疗手术之中,有人比喻为这将 是医疗技术上的一场革命。
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纳米材料
• 所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、 导热、导电特性等等,往往不同于该物质 在整体状态时所表现的性质。
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学习重点
• 复合材料是由多种材料结合而成的材料。 它的强度高于组成它的材料,较能满足社 会的需要。
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• 木材 • 骨头
天然复合材料
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新材料
2021/6/16
《复合材料》PPT课件
纳米绘画艺术—— 纳米中国
这是中国科学院化学所的科技人员利用 纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制 出的世界上最小的中国地图。
碳纳米球(富勒稀)
The Nobel Prize i n Chemistry 1996 for discovery of fullerenes(C60).
碳原子组成的小单元看起来和 足球一样。碳原子的活性差, 导电,非常稳定。绝佳的材料 和电性能
材料的创新:新材料的出现为产品设计提供更广阔 的前,由于其独
有的体积和表面效应,它从宏观上显示出许多奇妙 的特征。
制备纳米粒子的物理方法
1.球 磨
实施方法
2.振动 球磨
3.振动磨
4.搅拌磨
5.胶体磨
6.纳米气流粉碎 气流磨
球磨 (Milling)
新型日光温室复合材料 温室骨架和纵拉杆全部采用复合材料制成
绿可木,生态木塑 复合材料,木塑复
合材料吸音板
复合材料(玻璃 钢)制品
采用高分子复合材料制作浮雕和雕塑
碳纤维/树脂复合 材料
碳/碳复合材料
生物医学制品和体育运动
复合材料被用来预防受伤, 矫正生理机能,和帮助病人 复原。
生物医学制品和以体育运动器 材为主的碳纤维复合材料制品
• 台湾碳纤维约有3000吨/年的产能。
体育休闲用品应用
山地车
工业应用
这是一个覆盖甚广,内容甚多,也是一个发展最快, 前景最好的应用领域。
1、基础设施领域(混凝土结构加固补强)
基础设施(Infrastructure)系指建筑领域的房屋 、桥梁、隧道、涵洞、地铁及其相关的混凝土工程,其修 复、更新、加固已构成复合材料目前极重要的应用领域。
② 碳纤维增强复合材料 由碳纤维与酚醛、环氧、聚酯、聚四氧乙烯 等树脂组成的复合材料 特点:密度更低,比强度和比模量更高 具有优良的疲劳性能、耐冲击性能、自润滑 性能和耐磨、耐蚀、耐热性能
2024版《复合材料》PPT课件
基体材料选择
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等,具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤,以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上,通过手工涂刷或喷涂基体材料,形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面,形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件,具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等,具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点,如纤 维增强混凝土(FRC)在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等,提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件,具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点,如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件, 提高舒适性和美观度,如玻璃纤维增强塑料(GFRP)在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质, 具有隐身、光学存储等智能特性, 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等,具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤,以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上,通过手工涂刷或喷涂基体材料,形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面,形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件,具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等,具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点,如纤 维增强混凝土(FRC)在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等,提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件,具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点,如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件, 提高舒适性和美观度,如玻璃纤维增强塑料(GFRP)在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质, 具有隐身、光学存储等智能特性, 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
复合材料在现代汽车工业中的应用与发展.pptx
1.1 什么是复合材料?
再生树脂复合材料
第五代复合材料战机
复合材料电缆支架
verton复合材 料
pvd复合材料
印度复合材料 武装直升机
1.1 什么是复合材料?
复合材料的应用
①航空航天领域 可用于制造飞机机翼和前机身、卫星 天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载 火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。 ②汽车工业 可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、 发动机架及其内部构件。 ③化工、纺织和机械制造领域 可用于制造化工设备、 纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等 ④医学领域 可用于制造医用X光机和矫形支架等。也 用作生物医学材料。此外,还用于制造体育运动器件 和用作建筑材料等。
不足之处:模具制造复杂,投 资较大。
1.3 复合材料著名生产企业
1麦格纳:加拿大汽车供应
商Magna公司与加拿大政府的 研发组织——国家研究委员会 (简称NRC)于2009年底结 成伙伴关系,旨在支持加拿大 汽车工业研发安全、经济、环 境友好和燃料效率高的“新一 代”车辆。双方将在加拿大安 大略省康科德创建一个 Magna-NRC复合材料优胜中 心,重点研发热塑性复合材料 汽车零部件。
图1 手糊成型工艺示意图
缺点:生产效率低,生产周期长,工作环境 差。生产的汽车零部件的质量往往不够稳定
图2 手糊成型工艺流 程
喷射成型
将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分 别从喷枪两侧喷出,同时将切断的玻 纤由喷枪中心喷出,使其与树脂在空 间均匀混合后沉积到模具上。沉积到 一定厚度时,用压辊滚压使纤维浸透 树脂,排除气泡,经常温固化后成型 为汽车复合材料制品。也被称为“半 机械手糊成型工艺” 缺点:产品的均匀度取决于操作人员的 熟练程度;制品强度较低;阴模成型 比阳模成型难度大,小型制品比大型 制品生产难度大;生产现场工作环境 恶劣,环境污染程度一般均大于其他 的工艺方法。
第五章复合材料PPT课件
增强的磨损比玻纤增强的约小10倍。碳纤维增强塑料
具有良好的自润性能,因此可用于制造无油润滑活塞
环、轴承和齿轮。如用石棉之类的材料与塑料复合,
则与上述情况相反,可得到摩擦系数大、制动效果好
的
摩
阻
材
料
。
[1] p为滑动轴承投影面的压强(MPa),v为滑动
线速度(m/s),各种塑料及其复合材料均有一个允
许最高承载能力的p值;与允许最高滑动线速度的v值。
金属基复合材料非金属基复合材料铝基复合材料钛基复合材料铜基复合材料塑料基复合材料橡胶基复合材料陶瓷基复合材料纤维增强塑料玻璃钢纤维增强橡胶轮胎纤维增强陶瓷纤维增强金属金属陶瓷弥散强化金属纤维增强复合材料颗粒增强复合材料叠层复合材料双层金属复合材料三层复合材料复合材料二复合材料的性能特点二复合材料的性能特点纤维增加材料的比强度及比模量远高于金属材料特别是碳纤维环氧树脂复合材纤维增强复合材料对缺口及应力集中的敏感性小纤维与基体界面能阻止疲劳裂纹的扩展改变裂纹扩展的方向
复合材料种类繁多,目前尚无统一的分类方法。
按
金属基复合材料
基
铝基复合材料
体
钛基复合材料
相
铜基复合材料
的
性
非金属基复合材料
质
塑料基复合材料
分
橡胶基复合材料
陶瓷基复合材料
第11页/共60页
纤维增强复合材料
按
纤维增强塑料(玻璃钢)
增
纤维增强橡胶(轮胎)
强
纤维增强陶瓷
相
纤维增强金属
的
颗粒增强复合材料
形
态 分
纤维增强复合材料对缺口及应力集中的敏感性小,纤维与基体界面能阻止 疲劳裂纹的扩展,改变裂纹扩展的方向。
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产品属于为外部发热式,彻 底克服了金属发热管和陶瓷 覆盖型发热体的热传导介质 前后存在温差问题,启动速 度得到大幅提高。
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10
浴缸在材质上,有FRP玻璃 纤维、CMC陶瓷基复合材料、 压克力等选择。样式上则有 独立式跟内嵌式两种,独立 式浴缸的挑选安装重点,除 浴室空间大小要足以容纳, 另外就是确定排水口与冷热 进水口都有管线连接即可使 用;内嵌式浴缸则在施工上需 比较注意,先看浴缸体有无 依墙,有的话先要完成地面 瓷砖铺设,再装上浴缸并于 缝隙填上Silicom即完成;无依 墙的浴缸则须砌砖墙做支撑, 比较费时麻烦。
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玻璃纤维材料
舒适的“飞溅的牛奶休闲椅”由Michael wendel设计。 灵感来自牛奶飞溅出的照片。采用洁白的颜色,由玻 璃纤维材料制成。
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Байду номын сангаас13
玻璃纤维材料
以中碱玻璃纤维为基材,单 丝涂覆PVC后经纺织整理而 成,产品具有较高的经纬向 拉力,良好的耐老化性能, 使用寿命长。安装在窗或门 口能有效防止户外的昆虫进 入。阻燃、拉力强、易清洗 不变形、耐老化、使用寿命 长、手感细腻。广泛用于高 档写字楼、住宅及各种建筑、 牧场、 果园中的各种换气 设施,是防昆虫、蚊蝇最好的 防护产品。
蓝晨BM-888采用类纳米工艺技术打造的复合金属 材质,可抗辐射、防电子频率干扰、环保,并且 具有超强金属光泽、质感,时尚感很强,质地高 档。有别于一般金属材质,具有不一般的特性。
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6
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7
纳米复合材料
美国通用汽车日前宣布将在新 款车“2004雪佛兰Impala”中采 用添加有纳米状(Nanometer Order)超细丝材的轻质、高刚 性热可塑树脂“纳米复合材料 (Nanocomposite)”。
头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维 原丝都有数百根甚至上千根单 丝组成,通常作为复材料中的 增强材料,电绝缘材料和绝热 保温材料,电路基板等,广泛
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2
碳纤维材料
碳纤维具有绝佳的韧性和抗 拉强度,且重量只有钢的1/4。 轻量、高强的特性正是高性 能车所需的,目前法拉利、 兰博基尼等超跑的车身由碳 纤维制成。不过碳纤维缺乏 延展性是其缺点,在受到超 出极限的冲击时碳纤维结构 会如同玻璃一样破碎。而且 碳纤维与其它材料的连接也 是个问题,使用传统的栓接, 连接孔周围很容易产生裂纹。 碳纤维材料的制造成本居高 不下也是限制其应用的一个 方面,即使是在航空领域碳 纤维的应用也比较有限。
用的就是这种材料。另外,通
用的纳米复合材料年使用量为
24万5200kg以上。
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8
sQuba车体采用纳米复合材料制成的轻量级配件,同时还 配备一套车舱空气供应系统。sQuba在陆上是通过马达驱 动后轮的电动汽车;在水中通过车辆前部的两台喷水推进
器获得推动力。
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9
陶瓷基复合材料
热面点火器的发热体由 Si3N4等多层陶瓷基复合材 料组成,不仅具有极好的耐 酸、碱能力,不易粘附其它 物质,而且还具有良好的耐 烧蚀性、高温强度和抗热冲 击性的能力。
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11
我国自行研制的中推力推重比为十的涡轮风扇航空发动机---“唐古拉”航空发动机的设计验证机在台架运转试车时,性能达 到了设计指标。
采用的新技术主要有损伤容限和高效率的宽弦叶片、三维粘性 叶轮机设计方法、单晶气冷涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘、树脂 基复合材料外涵机匣、整体式加力燃烧室设计、陶瓷基复合材 料喷管调节片和余度式全权数字式电子控制系统。
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玻璃纤维复合材料
根据设计要求,幻影 2000相比起幻影以往的 型号,最大限度的减轻 结构重量。机身为全金 属半硬壳式结构,按面 积律设计。机头为玻璃 纤维复合材料雷达罩, 座舱旁电子设备舱盖板 是碳纤维/轻合金蜂窝夹 芯板。
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15
玻璃纤维材料
玻璃纤维是一种性能优异的无 机非金属材料。成分为二氧化 硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、 氧化镁、氧化钠等。它是以玻 璃球或废旧玻璃为原料经高温 熔制、拉丝、络纱、织布等工 艺。最后形成各类产品,玻璃 纤维单丝的直径从几个微米到 二十几米个微米,相当于一根
复合材料的应用
以及未来的发展
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1
Verton复合材料
KKL新推出的Gocycle®是世界 上最轻的批量生产电动自行车。 该车重量仅为16.2千克,但非 常坚固耐用,这在很大程度上 要归功于高性能的Verton复合 材料。Verton复合材料是一种 60%长玻璃纤维增强的尼龙复 合材料,它为获奖的Gocycle提 供了极高的刚度和抗冲击强度 以及出色的韧性和可靠性。这 款设计美观的新型自行车除了 可用来脚踏健身外,还可以使 用清洁的电力驱动,因此骑车 者既不用费力,也不会造成尾 气排放。这一环保的低成本城 市交通解决方案符合欧盟(EU) 及美国所有城市的自行车测试 标准。
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5
纳米复合材料
蓝晨数码新曝7.0英寸BM-888采用国际尖端工艺 技术打造的特殊材质——类纳米复合材料,在数 码领域,乃至整个IT领域都是一个新鲜的概念, 同时也是首次应用。纳米技术在目前科学界堪称 革命性技术,号称第四次科技革命的开端。据了 解,类纳米工艺技术,在原理和某些领域功效上, 和纳米技术有着异曲同工之妙。
Impala是通用汽车中销量最大 的车型,2003年在美国的销量 高达26万7882辆。通过使用纳 米复合材料,Side Mall的重量 减轻了7%。
通用以前就采用过纳米复合材
料,比如,2002年款的“通用游
猎(GMC Safari)”和“雪佛
兰星旅(Chevrolet Astro)”
的辅助台阶(Assist Step)采
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3
碳纤维材料
瑞士Laisr椅子设计瑞士巴塞尔的Laisr工作室主要设计以 非传统材料碳纤维生产家具而著称,这种牢固的轻型材料 这次也同样应用于他们的最新作品中。许多人都认为碳纤 维不是环保材料,而Laisr工作室认为,碳纤维相当牢固是 有其生产必要的。 瑞士Laisr椅子设计瑞士巴塞尔的Laisr 工作室主要设计以非传统材料碳纤维生产家具而著称,这 种牢固的轻型材料这次也同样应用于他们的最新作品中。 许多人都认为碳纤维不是环保材料,而Laisr工作室认为, 碳纤维相当牢固是有其生产必要的。
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浴缸在材质上,有FRP玻璃 纤维、CMC陶瓷基复合材料、 压克力等选择。样式上则有 独立式跟内嵌式两种,独立 式浴缸的挑选安装重点,除 浴室空间大小要足以容纳, 另外就是确定排水口与冷热 进水口都有管线连接即可使 用;内嵌式浴缸则在施工上需 比较注意,先看浴缸体有无 依墙,有的话先要完成地面 瓷砖铺设,再装上浴缸并于 缝隙填上Silicom即完成;无依 墙的浴缸则须砌砖墙做支撑, 比较费时麻烦。
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玻璃纤维材料
舒适的“飞溅的牛奶休闲椅”由Michael wendel设计。 灵感来自牛奶飞溅出的照片。采用洁白的颜色,由玻 璃纤维材料制成。
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玻璃纤维材料
以中碱玻璃纤维为基材,单 丝涂覆PVC后经纺织整理而 成,产品具有较高的经纬向 拉力,良好的耐老化性能, 使用寿命长。安装在窗或门 口能有效防止户外的昆虫进 入。阻燃、拉力强、易清洗 不变形、耐老化、使用寿命 长、手感细腻。广泛用于高 档写字楼、住宅及各种建筑、 牧场、 果园中的各种换气 设施,是防昆虫、蚊蝇最好的 防护产品。
蓝晨BM-888采用类纳米工艺技术打造的复合金属 材质,可抗辐射、防电子频率干扰、环保,并且 具有超强金属光泽、质感,时尚感很强,质地高 档。有别于一般金属材质,具有不一般的特性。
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纳米复合材料
美国通用汽车日前宣布将在新 款车“2004雪佛兰Impala”中采 用添加有纳米状(Nanometer Order)超细丝材的轻质、高刚 性热可塑树脂“纳米复合材料 (Nanocomposite)”。
头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维 原丝都有数百根甚至上千根单 丝组成,通常作为复材料中的 增强材料,电绝缘材料和绝热 保温材料,电路基板等,广泛
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碳纤维材料
碳纤维具有绝佳的韧性和抗 拉强度,且重量只有钢的1/4。 轻量、高强的特性正是高性 能车所需的,目前法拉利、 兰博基尼等超跑的车身由碳 纤维制成。不过碳纤维缺乏 延展性是其缺点,在受到超 出极限的冲击时碳纤维结构 会如同玻璃一样破碎。而且 碳纤维与其它材料的连接也 是个问题,使用传统的栓接, 连接孔周围很容易产生裂纹。 碳纤维材料的制造成本居高 不下也是限制其应用的一个 方面,即使是在航空领域碳 纤维的应用也比较有限。
用的就是这种材料。另外,通
用的纳米复合材料年使用量为
24万5200kg以上。
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8
sQuba车体采用纳米复合材料制成的轻量级配件,同时还 配备一套车舱空气供应系统。sQuba在陆上是通过马达驱 动后轮的电动汽车;在水中通过车辆前部的两台喷水推进
器获得推动力。
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陶瓷基复合材料
热面点火器的发热体由 Si3N4等多层陶瓷基复合材 料组成,不仅具有极好的耐 酸、碱能力,不易粘附其它 物质,而且还具有良好的耐 烧蚀性、高温强度和抗热冲 击性的能力。
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11
我国自行研制的中推力推重比为十的涡轮风扇航空发动机---“唐古拉”航空发动机的设计验证机在台架运转试车时,性能达 到了设计指标。
采用的新技术主要有损伤容限和高效率的宽弦叶片、三维粘性 叶轮机设计方法、单晶气冷涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘、树脂 基复合材料外涵机匣、整体式加力燃烧室设计、陶瓷基复合材 料喷管调节片和余度式全权数字式电子控制系统。
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玻璃纤维复合材料
根据设计要求,幻影 2000相比起幻影以往的 型号,最大限度的减轻 结构重量。机身为全金 属半硬壳式结构,按面 积律设计。机头为玻璃 纤维复合材料雷达罩, 座舱旁电子设备舱盖板 是碳纤维/轻合金蜂窝夹 芯板。
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玻璃纤维材料
玻璃纤维是一种性能优异的无 机非金属材料。成分为二氧化 硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、 氧化镁、氧化钠等。它是以玻 璃球或废旧玻璃为原料经高温 熔制、拉丝、络纱、织布等工 艺。最后形成各类产品,玻璃 纤维单丝的直径从几个微米到 二十几米个微米,相当于一根
复合材料的应用
以及未来的发展
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Verton复合材料
KKL新推出的Gocycle®是世界 上最轻的批量生产电动自行车。 该车重量仅为16.2千克,但非 常坚固耐用,这在很大程度上 要归功于高性能的Verton复合 材料。Verton复合材料是一种 60%长玻璃纤维增强的尼龙复 合材料,它为获奖的Gocycle提 供了极高的刚度和抗冲击强度 以及出色的韧性和可靠性。这 款设计美观的新型自行车除了 可用来脚踏健身外,还可以使 用清洁的电力驱动,因此骑车 者既不用费力,也不会造成尾 气排放。这一环保的低成本城 市交通解决方案符合欧盟(EU) 及美国所有城市的自行车测试 标准。
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纳米复合材料
蓝晨数码新曝7.0英寸BM-888采用国际尖端工艺 技术打造的特殊材质——类纳米复合材料,在数 码领域,乃至整个IT领域都是一个新鲜的概念, 同时也是首次应用。纳米技术在目前科学界堪称 革命性技术,号称第四次科技革命的开端。据了 解,类纳米工艺技术,在原理和某些领域功效上, 和纳米技术有着异曲同工之妙。
Impala是通用汽车中销量最大 的车型,2003年在美国的销量 高达26万7882辆。通过使用纳 米复合材料,Side Mall的重量 减轻了7%。
通用以前就采用过纳米复合材
料,比如,2002年款的“通用游
猎(GMC Safari)”和“雪佛
兰星旅(Chevrolet Astro)”
的辅助台阶(Assist Step)采
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碳纤维材料
瑞士Laisr椅子设计瑞士巴塞尔的Laisr工作室主要设计以 非传统材料碳纤维生产家具而著称,这种牢固的轻型材料 这次也同样应用于他们的最新作品中。许多人都认为碳纤 维不是环保材料,而Laisr工作室认为,碳纤维相当牢固是 有其生产必要的。 瑞士Laisr椅子设计瑞士巴塞尔的Laisr 工作室主要设计以非传统材料碳纤维生产家具而著称,这 种牢固的轻型材料这次也同样应用于他们的最新作品中。 许多人都认为碳纤维不是环保材料,而Laisr工作室认为, 碳纤维相当牢固是有其生产必要的。