工程材料网络课程 6 复合材料 6.4 聚合物基复合材料

发布日期:[13-02-13 19:56:10] 浏览人次:[]

1 聚合物基复合材料发展历史

聚合物基复合材料(PMC-Polymer matrix composites)是目前结构复合材料中发展最早、研究最多、应用最广、规模最大的一类。

第一阶段,20世纪40年代初到60年代中,这一阶段主要是玻璃纤维增强塑料(GFRP)的发展和应用,然而玻璃纤维模量低,无法满足航空、宇航领域对材料的要求。

第二阶段, 20世纪60年代中期到80年代初,也就是先进复合材料的日益成熟和发展阶段。

1964年.硼纤维研制成功。

1965年,碳纤维在美国诞生,而到1970年碳纤维的拉伸强度和模量分

别达到2.76GPa和345GPa。

1972年,美国社邦公司研制出高强度高模量的有机纤维——聚芳酰胺

纤维(商品名Kevlar),其强度和模量分别为3.4GPa和130GPa,

使PMC的发展和应用更为迅速。

第三阶段, 20世纪80年代后,聚合物基复合材料的工艺、理论逐渐完善,除了玻璃钢的普遍使用外,先进复合材料在航空航天、船舶、汽车、建筑、文体用品等各个领域都得到广泛应用。同时,金属基、陶瓷基复合材料的研究和应用也有较大发展。

2 聚合物复合材料的分类

1) 纤维增强(FRC)

(1)按纤维形态: 连续纤维和非连续纤维;

(2)按铺层方式:单向;织物;三维;

(3)按纤维种类:玻璃纤维;碳纤维;

芳纶(Kevlar)纤维;混杂纤维;

2) 晶须增强(WRC)

3) 粒子增强(PRC)

3 聚合物复合材料的性能

(1)比强度和比模量高

(2)抗疲劳性好

(3)减振能力好

(4)高温性能好

(5)破损安全性好

(6)性能的各向异性及可设计性强

4 聚合物复合材料的制备工艺

预浸料 / 预混料制备
接触成型
压力成型
缠绕成型
夹层结构成型
树脂传递成型
编织成型
注射成型
拉挤成型
热塑性片状模塑料热冲击压成型

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