[農(nóng)學(xué)]第一章 緒論-2學(xué)時(shí)-文庫(kù)吧
2024-11-22 23:05 本頁(yè)面
【正文】 表面處理等形式設(shè)計(jì)出滿足不同使用性能要求的構(gòu)件。 力學(xué)性能 與傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料一般具有優(yōu)異的力學(xué)性能，主要表現(xiàn)在 ? 各向異性； ? 比強(qiáng)度、比模量高； ? 耐磨性好（ MMC、 C/C復(fù)合材料）； ? 抗疲勞性能好，通常金屬材料的疲勞強(qiáng)度極限 /拉伸強(qiáng)度 =3050%，而CFRP的疲勞強(qiáng)度極限 /拉伸強(qiáng)度 =7080%； ? 抗沖擊能力強(qiáng)（如： RMC）； ? 高溫性能好（如： MMC、 C/C復(fù)合材料） 表 11 傳統(tǒng)金屬材料與復(fù)合材料性能比較 材料 密度 g/cm3 抗拉強(qiáng)度 MPa 拉伸模量 GPa 比強(qiáng)度 106/cm 比模量 108/cm 膨脹系數(shù) 106/K C/環(huán)氧 1800 128 8 芳綸 /環(huán)氧 1500 80 2 B/環(huán)氧 1600 220 碳化硅 /環(huán)氧 1500 130 石墨纖維 /鋁 800 231 鋼 1400 210 12 鋁合金 500 77 23 鈦合金 1000 110 物理性能 ? 密度小 ： CFRP 、 GFRP ； ? 膨脹系數(shù)小 ：熱穩(wěn)定性好 ,（如 CFRP、 KFRP可設(shè)計(jì)成零膨脹結(jié)構(gòu)）； ? 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性 ：導(dǎo)電和超導(dǎo)材料、散熱結(jié)構(gòu)； ? 抗沖刷、耐燒蝕 ： CMC、 C/C復(fù)合材料； ? 阻尼性能： 受力結(jié)構(gòu)的自振頻率除與形狀有關(guān)外，還同結(jié)構(gòu)材料的比模量平方根成正比。減振結(jié)構(gòu)材料（ CFRP）、隱身材料； 工藝特性 不同復(fù)合材料，成型及加工工藝差別很大，但各類復(fù)合材料相對(duì)于其所用的基體材料而言，成型與加工工藝并不復(fù)雜，有時(shí)很簡(jiǎn)單。如： ? RMC、 MMC、 CMC可整體成型，可大大減少結(jié)構(gòu)中的裝配零件數(shù)量，提高構(gòu)件的質(zhì)量和使用可靠性； ? 短纖維或顆粒增強(qiáng) MMC，可采用傳統(tǒng)的金屬工藝進(jìn)行制備和二次加工。 影響復(fù)合材料性能的主要因素 ? 增強(qiáng)材料的性能； ? 基體材料的性能； ? 含量及其分布狀況； ? 界面結(jié)合情況； ? 作為產(chǎn)品還與成型工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 復(fù)合材料的應(yīng)用 ? 航空航天器的結(jié)構(gòu)體常常把輕量化放在第一位， 特別是從 20世紀(jì) 60年代后期開(kāi)始開(kāi)發(fā)了碳纖維后， 其優(yōu)異的比強(qiáng)度、比剛性對(duì)機(jī)體的輕量化帶來(lái)了可能。 70 年代，為了追求極限的運(yùn)動(dòng)性能，首先在要求迫切的戰(zhàn)斗機(jī)上采用復(fù)合材料，而在民用飛機(jī)上， 70年代發(fā)生的石油危機(jī)成了采用復(fù)合材料的重大契機(jī)。 ? 在采用復(fù)合材料初期，成本是第二位的，如何較多地減輕重量是關(guān)心的焦點(diǎn)，但是最近復(fù)合材料應(yīng)用擴(kuò)大的最大障礙已是 成本問(wèn)題 。因此，只有同時(shí)滿足輕量化和低成本的要求，才能使復(fù)合材料構(gòu)件代替金屬構(gòu)件。 飛行器 : 航空器、航天器、火箭和導(dǎo)彈 飛機(jī) ——使用最廣泛、最具代表性的航空器 ?飛行器 20 40 60 80 1000 2022 8000 10000 12022 km
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