【正文】 在 20世紀(jì) 70年代末， RAE公司就設(shè)計制造了 15． 8m長，以混雜復(fù)合材料為面板的夾層結(jié)構(gòu)作為主受力構(gòu)件的賽艇，這種賽艇輕便靈活，剛度大，能保證高速度下船體的流線外形，并有良好的減振性能，因此，在比賽中具有相當(dāng)?shù)母偁幠芰Α? 3． 在汽車工業(yè)中的應(yīng)用? 復(fù)合材料 (包括混雜復(fù)合材料 )在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，包括汽車的車身、驅(qū)動軸、彈簧、引擎、保險杠、操縱桿、方向盤，客艙隔板、底盤、結(jié)構(gòu)粱、發(fā)動機罩、散熱器罩、車門等上百個部件。其用量也在迅速增長，以美國為例，用在汽車上的復(fù)合材料 1983年為 6萬 t， 1984年為 7． 9萬 t， 1989年增至 29． 2 萬 t。其主要原因有兩個方面：一是材料的綜合性能好，尤其是混雜復(fù)合材料，具有較高的比強度和比剛度，良好的耐腐蝕性與耐候性，尺寸穩(wěn)定性與整體結(jié)構(gòu)化，以及耐磨、減振、隔音等多項特點，非常適合在汽車上使用。二是應(yīng)用效果良好，大大地減輕了整車質(zhì)量，從而使汽車在節(jié)約能源、提高速度、降降低成本等方面取得了顯著的經(jīng)濟效益。下面是混雜復(fù)合材料作為汽車構(gòu)件的應(yīng)用實例。? （ 1）驅(qū)動軸? 采用 CF—GF 混雜增強復(fù)合材料制造的驅(qū)動軸，是混雜復(fù)合材料用于汽車工業(yè)中的一個突出例子。這種驅(qū)動軸可以通過纏繞或擠拉成型工藝生產(chǎn)，并且可將由傳統(tǒng)金屬材料制造的雙件型軸改成單件型軸，從而增強了構(gòu)件的剛度，提高了自振頻率，適合高速行駛。由于軸的質(zhì)量減輕了，可以加快軸的轉(zhuǎn)速以節(jié)約燃料。同時，還改善了軸的動態(tài)性能和衰震特性，提高了駕駛操作的可靠性。? (2) 彈簧? 目前采用混雜復(fù)合材料制造的汽車用彈簧有兩種；一種是板式彈簧；另一種是圈式彈簧。作為彈性構(gòu)件，首先要考慮的是彈性率，它與材料的剛性有關(guān)，單純采用 CFRP，雖然可以達到鋼材的水平，且減重 70％，但由于 CF價格昂貴，其性能價格比并不高。若采用 CF—GF疊層混雜，或者夾芯結(jié)構(gòu) (CFRP作面層、 GFRP作芯子 )，則可滿足性能及使用要求，而且還可以改善沖擊韌性，提高性能價格比，有利于產(chǎn)品的商品化。? (3) 車身殼體? 以碳纖維增強復(fù)合材料為骨架，用混雜復(fù)合材料制作殼體，可以使車體質(zhì)量減輕的同時，增加剛度，減少震動，并能保持高速所需的氣動外形，提高車速，增加運載能力。例如，冷藏車車殼，用 CFGF混雜復(fù)合材料做表皮，泡沫芯做絕熱層，可以大大減輕質(zhì)量，增大載重量。? （ 4）引擎? 引擎采用混雜復(fù)合材料可使慣性載荷減少 50％，振動大大降低，噪音下降 30％，壽命提高 2倍，且輕引擎?zhèn)鬟f功大，增加了時速。另外，由于混雜復(fù)合材料熱傳導(dǎo)率低，可以保持更多的余熱，在低速時就能產(chǎn)生更大的功率，從而節(jié)省了燃料。? 4． 在建筑設(shè)施中的應(yīng)用? 混雜復(fù)合材料在建筑工業(yè)中的應(yīng)用，已不再滿足用于各種內(nèi)裝飾、門窗、衛(wèi)生設(shè)備、各種管道等，而主要用作建筑結(jié)構(gòu)材料。國外已有報道，建筑工業(yè)所需的各種型材、管材等均可使用混雜復(fù)合材料來制造。? 混雜復(fù)合材料作為建筑結(jié)構(gòu)材料的典型實例是混雜復(fù)合材料工字粱。這種工字粱可以用碳纖維復(fù)合材料作為粱翼表面，而以一般無規(guī)短切玻璃纖維增強復(fù)合材料作為梁腰。這兩部分可以依據(jù)不同的準(zhǔn)則進行優(yōu)化設(shè)計，這種工字梁的剛度比單純的 GFRP的情況有了明顯的提高，因為當(dāng)沿冀緣方向加入單向 CFRP時，梁的剛度隨 CF含量而增加。另一個實例是混雜復(fù)合材料的建筑結(jié)構(gòu)板，通常是以 CF—GF或 CF—KF 混雜復(fù)合材料作為面板，以 SMC、蜂窩或泡沫塑料為芯材制成的大型夾層結(jié)構(gòu)板材。? 混雜復(fù)合材料作為建筑結(jié)構(gòu)材料，還有一個顯著的特點是其預(yù)成型性和大型輕量化，即可在工廠按設(shè)計要求，大批量的生產(chǎn)各種預(yù)制構(gòu)件，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行裝配和施工，非常適合現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展和要求。? 5．在體育和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用? 隨著體育競技水平的不斷提高，對體育用品及器材的要求越來越高，從而對所用材料提出了新的要求。一般來講，既要求較高的剛度，又要有良好的抗沖擊韌性，既要求較高的靜態(tài)強度，還要有良好的動態(tài)性能 (如疲勞特性、衰減率等 )。而且大多數(shù)運動器材各部分的應(yīng)力分布不同，受力狀態(tài)非常復(fù)雜，這些都為混雜復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用提供了廣闊的前景。? 事實上，混雜復(fù)合材料在體育運動器材方面，目前已經(jīng)有了相當(dāng)多的應(yīng)用實例，大到自行車車架、賽艇、賽車，小到球拍、球棍、釣魚桿、雪播、滑雪板、標(biāo)槍、撐桿、箭弓、頭盔等，幾乎應(yīng)有盡有。采用 CF(或 BF)與 KE混雜增強復(fù)合材料制造的自行車車架，除了具有足夠的靜態(tài)強度和抗沖擊性能外，可以使車的外形成水滴狀流線型，氣動阻力比原來下降 19％，有騎手時還可降低 5％～ 7％，而且行駛平穩(wěn)、震動小。另外，使用 CF—GF 混雜增強復(fù)合材料制成的棒球棍，是在 GF增強聚氨酯泡沫的芯材上，再鋪上石墨纖維復(fù)合材料而制成，還可以根據(jù)打球部位的需要采用 CF局部增強。這種球棒與木棒相比，輕質(zhì)高強，平衡感好，有優(yōu)異的粘彈性，具有一定的變形能力，擊球時感覺好，球速快，提高了棒球的飛行距離。? 混雜復(fù)合材料在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用包括三個方面。? (1)作為人體體內(nèi)置換材料? 混雜復(fù)合材料在外科整形醫(yī)療中有著重要作用，可以用它來制造人造骨骼、人造關(guān)節(jié)及人造韌帶等。這是因為混雜復(fù)合材料在人的體溫變化范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)混雜比和混雜方式，可以使其熱膨脹系數(shù)與人體的骨骼等膨脹系數(shù)相匹配，大大減輕了患者的痛苦。同時，由于 CF混雜復(fù)合材料與人體組織具有良好的相容性，消除了人體組織對植入物的排異反應(yīng)。如采用 CF—GF 混雜增強 PMMA制造的顱骨修補材料已獲國家發(fā)明專利，而以 CF混雜增強純剛玉復(fù)合材料制成的人工關(guān)節(jié)，在保持剛玉的強度及耐磨性條件下，克服了其固有的脆性，現(xiàn)已進入臨床試驗。? (2)作為人體外部的支撐材料? 采用混雜復(fù)合材料制作的人體外部支撐系統(tǒng)，為殘疾人和癱瘓者帶來了福音。例如 采用 CFGF混雜復(fù)合材料制成的假肢接受腔的支撐構(gòu)架，再配合聚丙烯軟性接受套，有 效地分離了假肢接受腔的接受功能和承力功能，減輕了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，增加了使用壽命，改善了患者殘肢與接受腔的配合狀況，消除了患者的痛苦。另外，對于患小兒麻痹癥而下肢癱瘓以及脊椎開裂的兒童，可采用混雜復(fù)合材料制作的胸 腰 骶歪扭部整直器 (TLSO)和臀部 膝蓋 踝關(guān)節(jié)支撐器(HKAO)。這種支撐器可以固定患者的脊椎、臀部、膝蓋和踝關(guān)節(jié)，幫助患者丟掉拐杖行走，使身體質(zhì)量落在腿骨上，刺激骨骼生長和臀部關(guān)節(jié)發(fā)展，滿足醫(yī)學(xué)治療和護理功能。? (3)作為醫(yī)療設(shè)備材料? 混雜復(fù)合材料不僅有效地應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，而且在醫(yī)療設(shè)備方面也有應(yīng)用實例，如用 CF—GF( 或 KF)混雜增強的復(fù)合材料制作的用于診斷癌腫瘤位置的 x— 射線發(fā)生器上的懸臂式支架，它除了滿足剛度要求外，還能滿足最大放射性衰減限制值的要求。另外，混雜復(fù)合材料還可用于 X光床板樣機和 x光底片暗合等的生產(chǎn)和制作。演講完畢，謝謝觀看！