新型金屬材料(編輯修改稿)
2024-09-01 07:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制成的復(fù)合板材。（4）耐腐蝕性裝飾材料將鋁質(zhì)金屬制品浸泡在電解液中，以鋁質(zhì)金屬板為陽(yáng)極，通入電流，得到金色、銀色、黑色等不同的表面顏色。噴漆、噴塑、熱鍍等加工方法制造而成的鋁質(zhì)涂層板，通稱為彩色鋁板，常用的合成樹(shù)脂涂料有丙烯類、乙烯類、聚酯類和含氟樹(shù)脂等。金屬材料質(zhì)量輕而強(qiáng)度高，具有良好的塑性和韌性，尺寸精度好，現(xiàn)代加工工藝已經(jīng)很發(fā)達(dá)，有利于建筑構(gòu)件工廠化生產(chǎn)、在現(xiàn)場(chǎng)安裝的現(xiàn)代化建設(shè)施工模式。只是生產(chǎn)成本較高，且容易腐蝕的問(wèn)題是最大的弱點(diǎn)。應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)新型的、符合可持續(xù)發(fā)展原則的金屬材料，并將其應(yīng)用于建筑工程中。 復(fù)合材料復(fù)合材料的發(fā)展概況人類進(jìn)步的歷史與人類應(yīng)用材料的歷史密切相關(guān)。在邁向現(xiàn)代文明的進(jìn)程中，人類經(jīng)歷了石器時(shí)代、銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、合成材料時(shí)代，現(xiàn)已邁入應(yīng)用復(fù)合材料的新時(shí)代。長(zhǎng)期以來(lái)，人們不斷改進(jìn)原有材料、開(kāi)發(fā)新的材料品種，在實(shí)踐中積累了豐富的應(yīng)用材料的經(jīng)驗(yàn)。但是，任何一種單一的材料（金屬、陶瓷、聚合物），雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但都存在著一些明顯的不足，改性也往往是有限的。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)材料提出了越來(lái)越高、越來(lái)越嚴(yán)、越來(lái)越多的要求，既要求良好的綜合性能，如高強(qiáng)度、高剛度、高韌性、低密度等性能，又希望能夠在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等惡劣的環(huán)境下服役。這些是傳統(tǒng)的單一材料所不能滿足的。于是人們想到將一些不同性能的材料復(fù)合起來(lái)，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，這樣就出現(xiàn)了復(fù)合材料。(1) 早期的復(fù)合材料復(fù)合材料并不是人類發(fā)明的新材料，在自然界存在許多天然的復(fù)合材料，人類使用復(fù)合材料有著悠久的歷史。 天然復(fù)合材料：竹子、木材、骨骼、皮膚、貝殼等。 自然界的經(jīng)典組合：竹子是由許多直徑不同的管狀纖維素分散在木質(zhì)素基體中形成的復(fù)合材料。表皮纖維細(xì)而密，可增強(qiáng)抗彎強(qiáng)度；內(nèi)層纖維粗而疏，可改善韌性。 最原始的人工復(fù)合材料：6000年前，我國(guó)古代勞動(dòng)人民使用的土坯磚是有粘土和稻草組成的。 古代金屬基復(fù)合材料：越王劍即金屬包層復(fù)合材料，在潮濕的環(huán)境中埋藏了幾千年，出土是仍光亮奪目，鋒利無(wú)比。(2) 近代復(fù)合材料 主要指人工特意復(fù)合而成的一種新型材料體系，成功制造要從1942年開(kāi)始算起。第二次世界大戰(zhàn)期間，玻璃纖維增強(qiáng)聚脂樹(shù)脂復(fù)合材料被美國(guó)空軍用于制造飛機(jī)構(gòu)件。 復(fù)合材料發(fā)展第一代：1942~1960年，玻璃纖維增強(qiáng)塑料時(shí)代。 復(fù)合材料發(fā)展第二代：1960~1980年，先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展時(shí)代，主要研究增強(qiáng)材料，英國(guó)研制碳纖維，美國(guó)研制了Kevlar纖維。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂、Kevlar纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料用于飛機(jī)、火箭的主承力構(gòu)件。 復(fù)合材料發(fā)展第三代：1980~1990年，纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料時(shí)代，其中鋁基復(fù)合材料應(yīng)用最廣泛；同時(shí)陶瓷基復(fù)合材料也得到研究和發(fā)展。 復(fù)合材料發(fā)展第四代：1990~至今，主要發(fā)展多功能復(fù)合材料，梯度功能材料、納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料。復(fù)合材料的概念 復(fù)合材料在材料科學(xué)中是一門新興學(xué)科，理論尚不成熟，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的、普遍接受的定義。國(guó)際化組織為復(fù)合材料下的定義：復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。 改進(jìn)的定義：復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)采用適當(dāng)?shù)墓に嚱M合而成的一種多相固體材料，而且這種多相固體材料的性能比單一材料的性能優(yōu)越。定義要點(diǎn):(1) 多相材料。通常包括基體相和增強(qiáng)相?；w相可以是一個(gè)或幾個(gè)，把改善性能的增強(qiáng)相材料固結(jié)成一體，起著粘結(jié)和傳遞應(yīng)力的作用，又稱為連續(xù)相。增強(qiáng)相也可以是一個(gè)或幾個(gè)，起著承受應(yīng)力和顯示功能的作用，又稱為分散相。(2) 固體材料。若復(fù)合產(chǎn)物為液體或氣體混合物，就不是復(fù)合材料。(3) 人工合成。自然界天然的復(fù)合材料不在材料科學(xué)研究之列。(4) 性能優(yōu)越性.①改善或克服組成材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)。如玻璃鋼強(qiáng)度玻璃和樹(shù)脂。②各向異性，性能具有可設(shè)計(jì)性，使構(gòu)件中纖維與受力方向一致。③可創(chuàng)造出單一材料不具備的性能，或同一時(shí)間里發(fā)揮不同的功能。如溫控開(kāi)關(guān)。其特點(diǎn)是：具有可設(shè)計(jì)性；人工制造而非天然形成的；性能取決于各組分性能及協(xié)同效應(yīng)；組元間有明顯界面或呈梯度變化的多相材料。復(fù)合材料的分類復(fù)合材料可以由金屬、高聚物和陶瓷中任意兩者人工合成，也可以由兩種或更多種金屬、高聚物和陶瓷來(lái)制備，因此復(fù)合材料范圍很廣、種類很多，目前分類也不統(tǒng)一。 （1）按基體材料分類①聚合物基復(fù)合材料（Polymer Matrix Composites，簡(jiǎn)寫PMC）②金屬基復(fù)合材料（Metal Matrix Composites，簡(jiǎn)寫MM
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