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復(fù)合材料在飛行器制造中的應(yīng)用(編輯修改稿)

2026-05-26 05:36 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】最廣泛的方法是坩堝法拉絲和池窯漏板法拉絲兩種。玻璃纖維制品主要有纖維布、纖維氈和纖維帶等。玻璃纖維布可分為平紋布、斜紋布、無捻粗紗布（方格布）、單向布、無紡布等。玻璃纖維氈又分為短切纖維氈、表面氈及連續(xù)纖維氈等。 58 坩堝爐 59 池窯拉絲是國際上普遍采用的玻璃纖維生產(chǎn)新工藝，該技術(shù)特點(diǎn)是，采用重油或燃?xì)饧訜釂卧G，粉料直接熔化成玻璃，經(jīng)燃?xì)饧訜岬某尚屯罚啥嗯_(tái)（數(shù)十到上百臺(tái)）漏板同時(shí)拉制各種規(guī)格的玻璃纖維原絲。具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng) 800至 4000孔大漏板拉絲成型的要求，是生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本玻璃纖維材料的最佳方法。 60 玻璃池窯 61 池窯拉絲 62 濕法氈生產(chǎn)線 63 連續(xù)原絲氈生產(chǎn)線 64 短切原絲氈生產(chǎn)線 65 離心棉生產(chǎn)線 66 玻璃纖維過濾布生產(chǎn)線 67 復(fù)合纖維的生產(chǎn)方法主要有復(fù)合紡絲法和共混紡絲法。復(fù)合紡絲法是將兩種性質(zhì)不同的高聚物，用兩根螺桿分別熔融、計(jì)量后，共同進(jìn)入特殊設(shè)計(jì)的紡絲組件，經(jīng)噴絲孔噴出冷卻成形。復(fù)合紡絲采用專用的復(fù)合紡絲機(jī)生產(chǎn)。共混紡絲是將兩種或兩種以上的具有相容性的聚合物混合在一起進(jìn)行紡絲的方法。這種方法可以用普通紡絲設(shè)備。 69 基體材料樹脂復(fù)合材料是由增強(qiáng)材料和基體材料組成的。基體的三種主要作用是：把纖維粘在一起；分配纖維間的載荷；保護(hù)纖維不受環(huán)境影響。在復(fù)合材料的成形過程中，基體經(jīng)過一系列物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的復(fù)雜變化過程，與增強(qiáng)纖維復(fù)合成具有一定形狀的整體。因此，基體材料的性能直接影響復(fù)合材料的性能，而它的工藝性則直接影響復(fù)合材料的成形方法與工藝參數(shù)的選擇。 70 聚合物基復(fù)合材料的基體材料是樹脂。用作基材的樹脂首先要具有較高的力學(xué)性能、介電性能、耐熱性能和耐老化性能，并且要施工簡便，有良好的工藝性能。樹脂大致可分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂兩類。前者有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等；后者有聚酰胺、聚砜、聚酰亞胺、聚脂等。這兩類基體材料在使用方法上有很大的不同。 71 72 復(fù)合材料的組成基體 Matrix 增強(qiáng)體 Reinforcement 界面 Interface 73 a是玻纖增強(qiáng) PP的沖擊試樣的斷口掃描電鏡照片，（ a）是加入 MPP相容劑的玻纖增強(qiáng)體系， ( a）中玻璃纖維與基體的結(jié)合較好，纖維拔出較少 . 74 （ b）是未加相容劑的玻纖增強(qiáng)體系。從中可以看出，而（ b）中有大量的玻纖從基體中拔出，證明與基體的粘接性較差，因而體系的力學(xué)性能不高。 75 復(fù)合效應(yīng) 復(fù)合效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互補(bǔ)充的結(jié)果。復(fù)合材料具有特殊的復(fù)合效應(yīng)，使得復(fù)合材料不但基本保持了原有組分的性能，還增添了原有組分沒有的性能。它表現(xiàn)為樹脂基復(fù)合材料的性能是其組分材料基礎(chǔ)上的線性和非線性的綜合。復(fù)合效應(yīng)有正有負(fù)，性能的提高總是人們所期望的，但有些材料在復(fù)合之后某些方面的性能出現(xiàn)抵消甚至降低的現(xiàn)象是不可避免的。 76 線性效應(yīng) 非線性效應(yīng) 界面效應(yīng) 尺寸效應(yīng) 各向異性效應(yīng) 復(fù)合效應(yīng) 線性效應(yīng)可細(xì)分為平均效應(yīng)、平行效應(yīng)、相補(bǔ)效應(yīng)、相抵效應(yīng)。非線性效應(yīng)可細(xì)分為乘積效應(yīng)、系統(tǒng)效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)、共振效應(yīng)。 77 線性效應(yīng) （ 1）平均效應(yīng)（混合效應(yīng)）復(fù)合材料的某項(xiàng)性能等于各組分的該項(xiàng)性能乘以該組分體積分?jǐn)?shù)之和。可用混合物定律描述： Kc = ΣKiφi （并聯(lián)模型） 1/Kc = Σφi/Ki （串聯(lián)模型）（ 2）平行效應(yīng) 復(fù)合材料的某項(xiàng)性能與其中某一組分的該項(xiàng)性能基本相當(dāng) 。 Kc ≌ Ki 78 （ 3）相補(bǔ)效應(yīng) 復(fù)合材料各組分復(fù)合后相互補(bǔ)充，彌補(bǔ)各自的弱點(diǎn)，產(chǎn)生優(yōu)異的綜合性能。 C = A B （ 4）相抵效應(yīng) 復(fù)合材料各組分之間出現(xiàn)性能相互制約，使其性能低于混合物定律預(yù)測(cè)值。 Kc ΣKiφi 79 以下舉例對(duì)其中的重要效應(yīng)簡單作一說明。平均效應(yīng)又可稱為加和效應(yīng) (Mean Properties)，反映在復(fù)合材料的混合定則 (Rule of Mixture)中。該定則通常用來計(jì)算增強(qiáng)材料和基體復(fù)合后對(duì)某一性質(zhì)產(chǎn)生的效果，即式中 p― 某一性質(zhì)，例如強(qiáng)度、模量、泊松比、熱導(dǎo)等 Pc― 復(fù)合材料的某一性質(zhì)； Pi― 原始 i材料的某一性質(zhì)； Φ― 體積分?jǐn)?shù)； Φi― N種原始材料中第 i種材料體積分?jǐn)?shù) n― 由實(shí)驗(yàn)確定，其范圍為 1≤ n ≤ 1 ? ????Niinic pp1?80 ? ????Niinic pp1?例題： p(PA66) =, p(GF)=3232MPa, p(CF)=3500 Φ1= , Φ2= n=1 Pc1= +3232 = (MPa) Pc2= +3500 = (MPa) 81 相補(bǔ)效應(yīng)和相抵效應(yīng) A B 82 非線性效應(yīng)中，乘積效應(yīng) (Product ProPMs＞又叫傳遞特性，交叉耦合效應(yīng)。例如對(duì)材料 X輸入時(shí)輸出為 Y，即一種轉(zhuǎn)換功能材料 Y/X(如磁場(chǎng)／壓力的換能材料 )；而 Y又作為另一種材料的第二次輸入，產(chǎn)生輸出 Z，即為另一種換能材料 Z／ Y(如電阻／磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換材料 )。兩種材料復(fù)合得出一新的機(jī)能材料，即 Y／ X． Z／ Y＝ Z／ X(即電阻／壓力轉(zhuǎn)換構(gòu)料 )。乘積效應(yīng)對(duì)開發(fā)新型功能材料指出了方向，因?yàn)檫@種效應(yīng)不僅僅比單一材料獲得很強(qiáng)的性能，甚至還可利用它創(chuàng)造出任何單一材料都不存在的新的功能效應(yīng)。 83 非線性效應(yīng) 相乘效應(yīng) （ X/Y） ?（ Y/Z） =X/Z A組元性質(zhì) X/Y B組元性質(zhì) Y/Z 相乘性質(zhì) X/Z 壓磁效應(yīng) 壓磁效應(yīng) 磁致伸縮熱致變形磁阻效應(yīng) 電磁效應(yīng) 壓阻效應(yīng) 壓敏效應(yīng) 壓阻效應(yīng) 壓電效應(yīng) 磁阻效應(yīng) 熱敏效應(yīng) 84 當(dāng)你在點(diǎn)燃煤氣灶或熱水器時(shí)，就有一種壓電陶瓷已悄悄地為你服務(wù)了一次。生產(chǎn)廠家在這類壓電點(diǎn)火裝置內(nèi)，藏著一塊壓電陶瓷，當(dāng)用戶按下點(diǎn)火裝置的彈簧時(shí)，傳動(dòng)裝置就把壓力施加在壓電陶瓷上，使它產(chǎn)生很高的電壓，進(jìn)而將電能引向燃?xì)獾某隹诜烹姡谑牵細(xì)饩捅浑娀鸹c(diǎn)燃了。壓電陶瓷的這種功能就叫做壓電效

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