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第四讲 复合材料应用与展望  Application and Development of Composition  Materials 问题提出 汽车工业 汽车的轻量化 轻质高强 加工方便  Lightweight,strength and stiffness 2  Application and Development of Composition Materials 问题提出 从节约能源的角度来解决 混合动力汽车 能够将每升汽油的行使公里数 提高一倍 还需要解决另一个问题  ——汽车的重量 在传统汽车上，只有1%的汽油用于运送乘客， 其余都用于驱动汽车本身运动。 3  问题提出 解决的途径： 采用轻质材料，如碳复合材料取代钢铁 汽车能减轻重量一半以上 4  问题提出 减轻重量对汽车安全性问题 碰撞试验表明： 碳纤维汽车在碰撞后，材 料会破碎成很小的碎片，碳纤 维汽车的碎片在经过缓冲后已 经失去了大部分能量，从而减 缓了撞击。 5  1.什么是复合材料？ 复合材料定义 国际标准化组织定义为“由两种以 上物理和化学上不同的物质组合起 来而得到的一种多相体系”。 有人认为 “两种或两种以上不同化学 性质或不同组织相的物体，以微观或 宏观形式组合而成的材料均可以称为 复合材料”. 6  1.什么是复合材料？ 复合材料两点特征： 多相体系 由两种或两种以上的不同物质组成 复合效果 复合材料比单一组成的材料具有更好 的综合性能 7  2.复合材料的发展 z第一代复合材料 以玻璃纤维增强塑料 复合材料（GFRP或GRP）（俗称玻璃钢 ）为代表,快速发展时期在20世纪的40 ～50年代。 z第二次世界大战中，美国空军用玻璃钢 制造飞机的构件，50年代到60年代初期 ，美国把玻璃纤维增强复合材料大量应 用于导弹武器和航天飞行器上。 z60年代中期，我国也开始在军工和建筑 部门应用。目前，这类复合材料的应用 范围越来越广。 8  2.复合材料的发展 z 第二代复合材料 以碳纤维增强塑料 复合材料 （CFRP或CRP ）为代表。由于 玻璃纤维增强复合材料的比刚度低、 耐热性和耐候性等性能还不够理想， 难以满足工作条件更为苛刻的尖端技 术领域的使用要求。 z 因此，为了提 高复合材料的性能，20 世纪60年代人们研究开发 出了多种新 型纤维和晶须，如碳纤维、硼纤维、 碳化硅纤维、氧化铝纤维、芳纶纤维 ，以及碳化硅晶须、氧化铝晶须等。 z 用这些纤维或晶须作为增强材料制作 的树脂基复合材料具有更高的性能， 当时被称为