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復(fù)合材料研究及其應(yīng)用畢業(yè)論文(完整版)

  

【正文】 poxy或G/Ep表示玻璃纖維/環(huán)氧復(fù)合材料, 復(fù)合材料的分類(lèi)按材料的化學(xué)性質(zhì)分類(lèi),有金屬材料、非金屬材料之分。如樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等。(3)《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義為:復(fù)合材料是根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行設(shè)計(jì),把兩種以上的有機(jī)聚合物材料,或無(wú)機(jī)非金屬材料,或金屬材料組合在一起,使之互補(bǔ)性能優(yōu)勢(shì),從而制成的一類(lèi)新型材料。 復(fù)合材料的范圍 根據(jù)上述復(fù)合材料的定義,復(fù)合材料應(yīng)不包括自然形成的具有某些復(fù)合材料形態(tài)的物質(zhì)、化合物、單相合金和多相合金。(3)復(fù)合材料是不同于合金的一種材料,在合金中,每一種組分都保留著它們獨(dú)立的特性,而構(gòu)成復(fù)合材料時(shí),僅取它們的優(yōu)點(diǎn)而避開(kāi)其缺點(diǎn),從而獲得一種改善了的材料。有鑒于此,該問(wèn)題引起了世界各國(guó)的普遍重視,以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定了低成本的復(fù)合材料發(fā)展研究計(jì)劃,并認(rèn)真執(zhí)行,現(xiàn)已取得了明顯效果。(2) 復(fù)合材料是多功能的材料系統(tǒng),它們可提供任何單一材料所無(wú)法獲得的特性;它們是由兩種或多種成分不同,性質(zhì)不同,有時(shí)形狀也不同的相容性材料,以物理形式結(jié)合而成的。但在現(xiàn)代材料學(xué)界中,復(fù)合材料專(zhuān)指由兩種或兩種以上不同相態(tài)的組分所組成的材料。(2)《材料科學(xué)技術(shù)百科全書(shū) 材料科學(xué)技術(shù)百科全書(shū)》中關(guān)于復(fù)合材料的定義如下:復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬或金屬等幾類(lèi)不同材料通過(guò)復(fù)合工藝組合而成的新型材料。復(fù)合材料是以人工制造而非天然形成的(區(qū)別于具有某些復(fù)合材料形態(tài)特征的天然物質(zhì));組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)性質(zhì)(區(qū)別于化合物和合金);復(fù)合材料的性能取決于各組成相性能的協(xié)同。例如:“玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料”,或簡(jiǎn)稱(chēng)為“玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料或玻璃纖維/環(huán)氧”。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料分為以下五種:①玻璃纖維復(fù)合材料;A、熱塑性玻璃鋼玻璃纖維為增強(qiáng)相,以熱塑性樹(shù)脂為基體。B、硼纖維金屬?gòu)?fù)合材料:常用的基體為鋁、鎂及其合金,還有鈦及其合金等。具備各種特殊物理與化學(xué)性能的復(fù)合材料。耐疲勞性能好疲勞破壞的種類(lèi)不同。增強(qiáng)體和功能體在復(fù)合材料中起主導(dǎo)作用:(1) 填充用廉價(jià)的增強(qiáng)體,特別是顆粒狀填料,可降低成本。 改善基體和增強(qiáng)體的界面粘結(jié)狀態(tài),必須對(duì)增強(qiáng)體進(jìn)行表面處理。70年代末期發(fā)展出了用高強(qiáng)度、高模量的耐熱碳纖維和陶瓷纖維與金屬?gòu)?fù)合,特別是魚(yú)輕金屬?gòu)?fù)合,形成了金屬基復(fù)合材料,克服了樹(shù)脂基復(fù)合材料耐熱性差、導(dǎo)熱性低等缺點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域。為滿足汽車(chē)輕量化要求,必將會(huì)有越來(lái)越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車(chē)制造業(yè)中。從積極方面來(lái)看,今后人類(lèi)必將步入高度的信息社會(huì),信息將成為生活中必不可少的組成部分。七八十年代碳纖維主要用于航天航空高技術(shù)領(lǐng)域, 碳纖維復(fù)合材料能否在航天航空高技術(shù)產(chǎn)品上得到應(yīng)用主要取決于它的性能是否能滿足設(shè)計(jì)要求。碳纖維目前被劃分為宇航級(jí)和工業(yè)級(jí)兩類(lèi),亦稱(chēng)為小絲束和大絲束。國(guó)外對(duì)碳纖維的效費(fèi)比作過(guò)比較,如果以單位美元的強(qiáng)度和單位美元的模量對(duì)比,則說(shuō)明工業(yè)級(jí)大束絲碳纖維的效費(fèi)比要比宇航級(jí)小絲束碳纖維高得多。近年來(lái)日本東麗公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的T700碳纖維, 抗拉強(qiáng)度比T300提高了45%以上,而價(jià)格只比T300貴不到10% ,具有很好的性能價(jià)格比。 智能化智能材料與結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)材料、功能材料和微電子工業(yè)的發(fā)展,是三者結(jié)合的產(chǎn)物。因此,碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)復(fù)合材料相繼問(wèn)世,使高分子復(fù)合材料家族更加完備,已經(jīng)成為眾多產(chǎn)業(yè)的必備材料。 我國(guó)對(duì)復(fù)合材料的研究發(fā)展方向及其成果 歷史之回顧1956年賴(lài)際發(fā)部長(zhǎng)率代表團(tuán)在蘇聯(lián)考察學(xué)習(xí)4個(gè)月,開(kāi)始認(rèn)識(shí)到復(fù)合材料在國(guó)防軍工上的重要作用,并把這種材料命名為“玻璃鋼”。60年代中期開(kāi)發(fā)的中堿玻纖對(duì)發(fā)展耐酸蝕復(fù)合材料與降低成本、廣為應(yīng)用頗有意義。從而帶動(dòng)了我國(guó)整個(gè)復(fù)合材料工業(yè)的高層次、規(guī)模化發(fā)展。行業(yè)已從早期的勞力密集型過(guò)渡到技術(shù)密集/資本密集型,以國(guó)際市場(chǎng)為其生產(chǎn)導(dǎo)向。迄今我國(guó)在線池窯共56座,年產(chǎn)能逾162萬(wàn)噸。碳纖維有專(zhuān)門(mén)文章論述本文不贅述。我環(huán)氧膠衣于2004年自行開(kāi)發(fā)成功。②消泡劑、低收縮添加劑、潤(rùn)濕劑、觸變劑等助劑可改善工藝性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。為適應(yīng)城市改造的需要,高校與企業(yè)結(jié)合,成功開(kāi)發(fā)了復(fù)合材料頂管制造關(guān)鍵技術(shù)與施工技術(shù)。1997年我自主研發(fā)的環(huán)形壓力容器投入使用。我現(xiàn)擁有國(guó)產(chǎn)拉擠生產(chǎn)線300余條,且開(kāi)發(fā)了注射和浸漬樹(shù)脂技術(shù)。1999年容積1260立方米組合式水箱投入使用。雙層客車(chē)壁板、洗手間地面、酚醛復(fù)合材料風(fēng)管等已成功應(yīng)用。這條長(zhǎng)36米的雙體豪華游覽觀光船是2010年上海世博會(huì)接待賓客的定型船艇,載員310人?!?,發(fā)電量提高10%以上(理論效率提高26%)。2006年春北京高碑店電廠煙塔合一除硫系統(tǒng)中,煙氣管道采用ECR纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹(shù)脂制作的復(fù)合材料管,直徑達(dá)7m,以立式纏繞機(jī)與臥式纏繞機(jī)現(xiàn)場(chǎng)制造,質(zhì)量甚得好評(píng)。復(fù)合材料創(chuàng)新 復(fù)合材料創(chuàng)新包括復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展、復(fù)合材料的工藝發(fā)展、復(fù)合材料的產(chǎn)品發(fā)展和復(fù)合材料的應(yīng)用,具體要抓住樹(shù)脂基體發(fā)展創(chuàng)新、增強(qiáng)材料發(fā)展創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝發(fā)展創(chuàng)新和產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)新。復(fù)合材料綜合處理與再生 重點(diǎn)發(fā)展物理回收(粉碎回收)、化學(xué)回收(熱裂解)和能量回收,加強(qiáng)技術(shù)路線、綜合處理技術(shù)研究,示范生產(chǎn)線建設(shè),再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的應(yīng)用、在拉擠制品中的應(yīng)用以及在SMC/BMC模壓制品中的應(yīng)用和典型產(chǎn)品中的應(yīng)用。同時(shí)也要感謝班上全體同學(xué),正是由于你們的幫助和支持,我才能一個(gè)一個(gè)克服困難、解明疑惑,直至本文順利完成,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!謝謝你們! 萬(wàn)以成 2014年3月31日28。以開(kāi)發(fā)高剛度、高強(qiáng)度、高濕熱環(huán)境下使用的復(fù)合材料為重點(diǎn),構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)。聚丙烯腈基纖維發(fā)展 我國(guó)碳纖維工業(yè)發(fā)展緩慢,從CF發(fā)展回顧、特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展過(guò)程、中國(guó)PAN基CF市場(chǎng)概況、特點(diǎn)、“十五”科技攻關(guān)情況看,發(fā)展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。2003年開(kāi)發(fā)了PP/GF混編的縫編織物,用于壓制FRTP滑水板。保定已被稱(chēng)為風(fēng)谷,不下3個(gè)企業(yè)生產(chǎn)風(fēng)電葉片。波形板、平板 我國(guó)現(xiàn)擁有200條生產(chǎn)線,大多采用氈制作。火車(chē)鐵軌連接用復(fù)合材料魚(yú)尾板已投入實(shí)用。噴射成型復(fù)合材料浴缸、人造瑪瑙浴缸、雅克力浴缸生產(chǎn)已規(guī)模化、且批量出口。同年采用國(guó)產(chǎn)酚醛樹(shù)脂拉擠復(fù)合材料格柵型材成功。SMC/BMC 迄今我已自日本、美國(guó)、德國(guó)引進(jìn)18條SMC生產(chǎn)線,引進(jìn)4條BMC生產(chǎn)線;今年引進(jìn)連續(xù)法BMC生產(chǎn)裝置。復(fù)合材料夾砂管在十五期間,年用量逾1000公里。 技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)取得的重大進(jìn)步(一)、機(jī)械化成型比例大幅提高 80年代末期,我國(guó)復(fù)合材料成型技術(shù),接觸(手糊)成型占85%以上,到“十五”末期,機(jī)械成型已躍升達(dá)60%(二)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)取得重大進(jìn)步纖維纏繞管道與貯罐生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平 迄今自主開(kāi)發(fā)的纖維纏繞管道制造方面的專(zhuān)利有30項(xiàng),我已具備纖維纏繞工藝管、夾砂管、高壓管的全套生產(chǎn)技術(shù)。(3)酚醛樹(shù)脂 1986年我國(guó)自行研發(fā)成功酚醛發(fā)泡;1994年現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡技術(shù)自行研發(fā)成功; 1996年可用于接觸成型、拉擠、纏繞、RTM等工藝的“新型酚醛樹(shù)脂”項(xiàng)目通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。基體材料(1)不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR) 1986年以來(lái),我國(guó)從美國(guó)、日本、英國(guó)、意大利、挪威、芬蘭、德國(guó)、荷蘭等14個(gè)國(guó)家引進(jìn)樹(shù)脂和膠衣生產(chǎn)技術(shù),促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步。ECR(耐酸、高強(qiáng)度、高電阻無(wú)堿玻璃纖維)2005年在重慶問(wèn)世。玻纖、樹(shù)脂亦在江蘇昆山與上海、廣東建廠。 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),SMC與GMT模壓汽車(chē)零部件、高壓玻璃鋼管、CNG瓶、拉擠型材組裝的門(mén)窗、SMC模壓門(mén)等產(chǎn)品長(zhǎng)足發(fā)展。 1966年,建材部從英國(guó)引
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