『壹』 碳纤维树脂复合材料用途有哪些缺点介绍
虽然我们周围可以选择的基础材料有很多,但是各种材料都有本身难以替代的优势以及缺点,因此有一些厂家就开始寻求多种材料复合而成的复合材料,比如今天为大家举例的碳纤维树脂复合材料,顾名思义就是综合了碳纤维以及树脂这两者优势的一款材料产品,它经过热处理和多种多样的工序和步骤加工而成,是一种力学性能十分出色的新型材料。一方面具有碳材料本身的稳定牢靠特点,另外一方面又具有纺织纤维柔软可以加工的表现,所以应用在日常生活中的许多领域。
一、碳纤维树脂复合材料用途
1.航空航天,飞机的外壳和内部装备都可以用碳纤维来完成,同等强度,轻于合金,省燃料。
2.风力发电,发电机的叶片由碳纤维+玻纤制作,电力环保,未来能源的方向之一。
3.体育市场,高尔夫球杆身、网羽球拍、登山杖、自行车、滑雪板、溜冰鞋、钓竿、潜水气瓶等等高档产品都由碳纤维制作。
4.汽车配件,外壳、车架、空气动力学配件、座椅、内饰甚至轮毂都可以由碳纤维制作,同样属于高端市场。
5.建筑加固,碳纤维短切丝可以用于混凝土内,加强加固的作用
6.流行市场,由于碳纤维可以制作出高档感的外观,在鞋底、袖扣、皮带扣、高档烟酒包装、电子产品外壳等领域也被青睐,但用量少,都为高档产品。
7.音乐领域,提琴、吉他、笛、等乐器以及音箱由碳纤维制作的效果非常令人惊叹。
8.其他:头盔、鼠标垫、眼镜架、三脚架、手表等领域亦有应用。
二、碳纤维复合材料缺点
成本高——尽管CFRP复合材料性能优异,为什么碳纤维没有广泛地应用于产品生产呢?目前,CFRP复合材料生产成本过高。根据当前的市场情况(供给和需求),碳纤维的种类(航天VS商品级),纤维束的大小不同,纤维的价格也判若云泥。每磅碳纤维原材料的价格,可达5-25倍玻璃纤维价格不等。而相比于钢材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。
导电性——这既可以作为碳纤维复合材料的优势,也可能成为实际应用中的一个缺陷。碳纤维导电性极强,而玻璃纤维是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维,而不能用碳纤维或金属替代,是因为其要求具备严格的绝缘性。
在公用设施生产中,许多产品都需要使用玻璃纤维。例如,梯子的生产使用玻璃纤维作为梯架,原因在于:当玻璃纤维梯子与电力线接触时,触电的可能性会降低许多。而碳纤维梯子导电性极强,后果则不可想象。
今天为大家介绍的碳纤维复合材料是一种新型的复合产品,它不仅仅力学性能优异,而且一方面具有碳材料本身的稳定性,另外一方面有纺织纤维柔软,可以加工的优点表现。算是新一代的增强纤维。我们在日常生活中的很多地方都可以看见它所扮演着的关键角色,因为碳纤维复合材料耐高温耐摩擦,而且导电导热和耐腐蚀,经过长久的使用,也不会出现性能方面的损耗,除此之外,还可以发现一款合格的碳纤维复合材料,既可以用来制作某些精密仪器,还可以用在飞机结构或者是电工领域。
『贰』 纤维i增强树脂基复合材料属于哪个自然科学的学科
纤维增强树脂基复合材料常用的树脂为环氧树脂和不饱和聚酯树脂。目前常用的有:专热固性树脂、热属塑性树脂,以及各种各样改性或共混基体。热塑性树脂可以溶解在溶剂中,也可以在加热时软化和熔融变成粘性液体,冷却后又变硬。热固性树脂只能一次加热和成型,在加工过程中发生固化,形成不熔和不溶解的网状交联型高分子化合物,因此不能再生。复合材料的树脂基体,以热固性树脂为主。早在40年代,在战斗机、轰炸机上就开始采用玻璃纤维增强塑料作雷达罩。60年代美国在F—4、F—111等军用飞机上采用了硼纤维增强环氧树脂作方向舵、水平安定面、机翼后缘、舵门等。在导弹制造方面,50年代后期美国中程潜地导弹“北极星A—2”第二级固体火箭发动机壳体上就采用了玻璃纤维增强环氧树脂的缠绕制件,较钢质壳体轻27%;后来采用高性能的玻璃纤维代替普通玻璃纤维造“北极星A—3”,使壳体重量较钢制壳体轻50%,从而使“北极星A—3”导弹的射程由2700千米增加到4500千米。70年代后采用芳香聚酰胺纤维代替玻璃纤维增强环氧树脂,强度又大幅度提高,而重量减轻。碳纤维增强环氧树脂复合材料在飞机、导弹、卫星等结构上得到越来越广泛的应用。
『叁』 复合材料树脂加纤维成型的时候很黏模具,用什么脱膜剂比较好
你所说的玻璃纤维-环氧树脂复合材料一般指的是玻璃纤维增强塑料,专俗称玻璃钢,英文缩属写为FRP或GRP,如果我理解的没有问题,那么是这样的,玻璃纤维是这种复合材料中的增强材料,而环氧树脂是这种复合材料的基体材料,那么在固化过程中,是基体材料-树脂由液态经过化学反应后变成固态的一种转变形式,在这个反应过程中要放出化学反应热,那么反应完成后还有一定的非固态树脂存在,那么就要进行后加热处理,使其固体含量增加。你所说的固化温度应该是在反应过程中的温度,而玻璃化温度是反应完成后树脂已经形成固态后,再经过加热使其无论是强度,还是性能均发生了改变,尤其是强度损失非常大。那么玻璃化温度是指树脂在完全固态下经过加热后达到玻璃熔融态时的温度。应该说固化温度是一个化学指标,而玻璃化温度是一个物理指标,它俩不是一个概念。常温下玻纤-树脂复合材料的基体是完全固态的,并不是玻璃态,否则要力学上就没有强度了!
『肆』 碳纤维复合材料成型方法及工艺
复合材料加工工艺是在同一基础上根据不同材料的特性及应用目的而不断衍生发展的。碳纤维复合材料在发挥质轻、强度大的基础上,也会根据应用对象的差异而采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。下面小编针对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用以及碳纤维复合材料的成型方法。希望能够给大家带来帮助。
一、碳纤维复合材料的成型方法
1、模压法。这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中,加压后使多余的胶液溢出来,然后高温固化成型,脱膜后成品就出来了,这种方法最适合用来制作汽车零件。
22、手糊压层法。将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层,或是以便铺层一边刷上树脂,再热压成型。这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度,被广泛使用。注意的是铺层后的形状要小于模具的形状,这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。
33、真空袋热压法。在模具山叠层,并覆上耐热薄膜,利用柔软的口袋向叠层施加压力,并在热压灌中固化。
44、缠绕成型法。将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上,特别适用于制作圆柱体和空心器皿。
55、挤拉成型法。先将碳纤维完全浸润,通过挤拉除去树脂和空气,然后在炉子里固化成型。这种方法简单,适用于制备棒状、管状零件。
二、碳纤维复合材料成型工艺
1.手糊成型:
在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。
2.喷射成型:
属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
3.层压成型:
将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。
4.缠绕成型:
将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
5.拉挤成型:
将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材。
6.液态成型:
将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。
7.真空热压罐:
将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
8.真空导入:
简称VIP,在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。
总结:随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。同时碳纤维重量比铝轻,强度却高于钢,又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点,被称为“新兴材料之王”。碳纤维的产品在很多领域都有应用。希望以上的这些知识能够帮到大家,祝大家生活愉快。
『伍』 纤维增强树脂复合材料有哪几类,各有什么特点
纤维一般作为增强材料,树脂作为基体,主要提高材料强度及抗冲击强度。纤专维和树脂复合:纤维通属过树脂容器浸渍后固化,有很多工艺:缠绕;人工;拉挤等工艺,主要是根据产品来确定工艺。
纤维增强树脂使用树脂主要有两大类:热固包括,环氧、酚醛、不饱和聚酯等等;热塑包括,尼龙、聚乙烯、聚酯等等。所有都必须依据产品来定
『陆』 纤维和树脂复合的问题,在线等
纤维一般作为增强材料,树脂作为基体,主要提高材料强度及抗冲击强度内。纤维和树脂容复合:纤维通过树脂容器浸渍后固化,有很多工艺:缠绕;人工;拉挤等工艺,主要是根据产品来确定工艺。
纤维增强树脂使用树脂主要有两大类:热固包括,环氧、酚醛、不饱和聚酯等等;热塑包括,尼龙、聚乙烯、聚酯等等。所有都必须依据产品来定
『柒』 亚麻是什么面料
亚麻属于麻类产品,质地较棉来说稍微有点粗糙,但优点也有很多:
凉快。亚麻的散热性能是羊毛的5倍,丝绸的19倍,在炎热的天气条件下,穿着亚麻的衣服可以使人皮肤表面温度比穿着丝绸和棉面料服装低3-4摄氏度;
干爽。亚麻布可以吸收相当于自重20%的水分,同时可迅速释放所吸收的水分,出再多的汗也能保持干爽;
减少排汗。有助于保持人体电解质平衡。研究表明,亚麻服装可以使人体排汗量比穿着棉类服装减少1.5倍;
防辐射。穿上一条亚麻质地的裤子,可以大大减少辐射影响,例如辐射导致的男性精子数量下降;5
防静电。混纺织物中只含有10%的亚麻就足以起到防静电的作用了。能够有效的减轻在静电环境中产生的人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难;
抑制细菌。亚麻具有很好的抑制细菌和真菌的效果,可以有效地预防一些疾病。根据日本研究人员的研究表明,亚麻床单可以有防止长期卧床病人滋生褥疮,亚麻服装有助于防治某些皮肤,如普通的皮疹和慢性湿疹等;
防过敏。对于皮肤过敏的人,亚麻服饰无疑是一个福音,因为亚麻织物不但不会引起过敏反应,反而有助于治疗一些过敏疾病,亚麻可以减轻炎症,预防发热。
但是亚麻类的面料也有缺点:
容易皱。亚麻是天然纤维,这种材质韧性十足,但毫无弹力。其它布料在变形之后会慢慢恢复原形,但亚麻做不到,一旦变形就只能起皱了;
尺寸稳定性较差。这也是因为其容易皱导致的,所以它不好量尺寸,会有偏差出现;
贴身穿着会有刺硬感。众所周知,亚麻打的就是天然的特色,所以处理工序也会保留其特色为先,所以不可避免穿着会有不舒适感。
『捌』 特种树脂纤维复合材料属于什么行业
特种树脂纤维复合材料属于橡塑行业
树脂基复合材料是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料,通常使用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶等纤维增强体。树脂基复合材料在航空、汽车、海洋工业中有广泛的应用。
『玖』 什么是亚麻面料
亚麻也称鸦麻、胡麻,分纤用、油用,纤油两用三类,均为一年生草本植物。由于吸湿性好,导湿快,直径相对较细,是春夏季衣衫的主要纤维原料之一。通常,由亚麻纤维织成的布称之为亚麻面料。
亚麻纤维存在于麻茎的韧皮组织中,经沤浸脱胶去除部分胶质,使粘连纤维束得到部分松散,再经压轧、打麻加工成“打成麻”,为10~20根单纤维组成的工艺纤维。
纤维用亚麻收获后,捆成小把进行沤麻脱胶。温水沤麻水温宜控制在28~32℃之间,经100小时左右后捞出,将麻杆搭成伞形,露地晒干。雨露沤麻是将收获后的麻茎平铺在草地或亚麻地上,经雨淋、露浸,利用霉菌发酵沤制。在适宜湿度条件下,7~10天后,将沤好的干茎打碎,除去木质部和杂质,梳理纤维,再按质分号。被打掉的短麻称二粗麻。
基本信息
中文名
亚麻面料
别名
鸦麻,胡麻
性质
一年生草本植物
优点
调温、抗过敏、防静电,吸湿性好
优点
麻织物具有调温、抗过敏、防静电、抗菌的功能,由于亚麻的吸湿性好,能吸收相当于自身重量 20倍的水分,所以亚麻织物手感干爽,如今,防皱、免烫亚麻制品的诞生和混纺产品的出现,使亚麻产品的市场进一步拓展了。在国际上,亚麻的织造多为片梭织机和剑杆织机,产品包括细致优雅的亚麻手帕、衬衫衣料、绉绸、花式色纱产品、运动装以及麻毛混纺产品。家用产品则包括:窗帘、墙布、桌布、床上用品等。产业用产品则包括:画布、行李帐篷、绝缘布、滤布以及航空用产品。
亚麻可与毛、聚酯等纤维进行交织或混纺,形成风格独具、物美价廉的纺织产品。
毛麻交织凉爽织物:亚麻纤维用与毛纺织是实现毛织物的轻薄化、凉爽化的新途径。由于羊毛纤维和亚麻纤维在细度、弹性、伸长、卷曲等方面性质差异较大,混纺时工艺较难控制,如飞毛和绕皮辊严重、断头、落麻多,生产效率低、消耗大、纺纱支数低等,现在往往采用羊毛与亚麻进行交织,形成毛经麻纬的平纹产品,由于双经单纬的结构,布面轻薄滑爽,并且平整坚牢。这种毛麻产品采用的经向密度往往比硬挺的亚麻纱形成的纬纱密度大,呢面显现的大都是毛纤维,所以后整理重点针对毛纤维进行。毛麻交织凉爽织物兼具羊毛与亚麻的优点,再服用领域拥有良好的市场。
亚麻纤维非织造布复合材料:通过真空辅助树脂传递模压法(RTM)可以制作亚麻纤维非织造布/ 不饱和聚酯复合材料,由于亚麻价格较为低廉,密度比所有的无机纤维都小,而弹性模量和拉伸强度与无机纤维相近,在复合材料中可部分取代玻璃纤维等作为增强材料,亚麻纤维与玻璃纤维及碳纤维等相比,纤维柔软,通过对其进行适当的脱胶处理,选择合理的梳理工艺,用针刺加工方法可以生产定量、蓬松度符合要求的非织造布增强纤维毡,同时纤维损伤小,且增厚效果好,作为增强材料,其具有生产流程短、无需织造、加工成本低等优点,有利于节约能源,且环保。
『拾』 碳纤维复合材料加工特性表现为
1、刀具磨损情况严重、寿命较低
碳纤维具有高强度和高硬度(HRC53-65),作为切削硬质点直接与刀具刃口发生剧烈的摩擦,造成刀其磨损,未及时排出的切屑挤压填充在切削区域,与刀具表面发生研磨作用,加速刀具磨损。基体的剪切、纤维的断裂,及切削刃与切屑和己加工表面之间的摩擦都会伴随切削热的产生,而碳纤维增强复合材料的导热性差,切削热主要集中在刀具切削刃附近,烧蚀刀具表层材料,降低刀具的切削性能,因而对刀具的切削性能要求很高。
2、碳纤维增强复合材料产生分层、撕裂、毛边等缺陷
碳纤维增强复合材料的层间结合强度低,加工过程中垂直铺层方向的切削力如若超过层间结合强度就会引起分层缺陷,即使徽小的分层也可能导致整个零件的报废。碳纤维增强复合材料最外层在加工时处于自由状态,是层间破坏最集中的部位.钻孔时,在轴向力的作用下,最外层材料发生变形和退让,从而引起材料的分层、撕裂和隆起。加工自由表面的纤维在没有被切断的悄况下容易被拉出墓体形成毛边。
3、产生残余应力
由于碳纤维和基体树脂的热胀系数相差较大,在较高切削热的作用下,工件容易产生残余应力,影响加工表面的尺寸精度和表面粗糙度。
4、粉尘污染严重
加工碳纤维增强复合材料过程中,如若使用水性切削液,会对材料本身产生不利的影响,因此,碳纤维增强复合材料的加工多采用千式切削。黑色粉末状的切屑粉尘,以一种不均匀,无规则的运动状态飘散到周围的空间中。碳纤维粉尘刺激人体皮肤和呼吸道,不利于操作人员的健康,而导电的切屑易使机床电路发生短路故障。