纤维复合材料及其制造方法幻灯片.pptVIP

涂层法是在制备好的C/C材料上进行SiC、SiN或其它耐火材料的涂层，包括扩散法和化学气相沉积法等。 第四节 混杂纤维复合材料 定义 混杂纤维复合材料是指两种或两种以上纤维混杂增强一种基体构成的复合材料 重要意义： ①节约成本，通过采用便宜的玻璃纤维取代昂贵的碳纤维来降低成本； ②通过对所用纤维及其体积含量的优化选择，从而达到较宽范围的物理和机械性能 ③可以得到独特的单项或组合的性质，这是只用单一类型纤维所不易得到的。 混杂纤维复合材料的结构形式 a. 层内混杂复合材料——A型 由两种纤维按一定的混杂比均匀地分散在同一基体中而构成的复合材料。 b．层间混杂复合材料——B型 由两种不同的单纤维复合材料层以不同的比例及方式交替地铺迭在一起所构成的复合材料。 c. 夹芯结构——c型 通常是由一种普通纤维增强复合材料作为芯层(core)，另一种高性能纤维增强复合材料作为表层(shell)所构成的复合材料。在力学分析中可以看成是一种结构。 d．层内／层间混杂复合材料——AB型 由A型和B型两种结构 形式迭加而成。 e．超混杂复合材料——D型 由金属材料、各种单一复合材料(包括蜂窝夹芯、泡沫塑料夹芯等)所组成的复合材料。 混杂纤维复合材料的特性 a．冲击强度和断裂韧性显著提高 b．相对于高级单纤维复合材料 混杂纤维增强 复合材料的成本明显降低 c. 提高疲劳强度 d. 改善刚度性能 e. 特殊的热膨胀性能 预定热膨胀系数 零膨胀系数 避免热应力影响 高精度设备 功能复合材料 生物体复合材料 智能复合材料 纳米复合材料 其他复合材料 功能复合材料 功能复合材料是指除具有良好的力学性能外，还同时具备某种其他特殊性能的复合材料。它一般是通过力学性能与其他性能进行材料设计与复合，以期产生特殊功能。 功能复合材料分类 导电复合材料：主要是指复合型导电高分子材料，将聚合物与各种导电物质通过一定方式构成。 磁性复合材料：将各种磁粉与树脂集体均匀混合，经过压铸或者注射成型制得的一种磁性复合体。 压电复合材料：一种换能材料，即给材料施加一定的外应力，材料相应产生一定电荷，反之，给材料施加一定电压，材料产生变形。 摩擦功能复合材料 含能复合材料 隐身复合材料 电磁屏蔽复合材料 抗声纳复合材料 抗X射线辐射复合材料 生物体复合材料 满足要求： 化学性质稳定，不会因为与生物组织接触而发生变化 生物适应性好，包括组织适应性和血液适应性，不产生排斥反应和凝血反应现象 不显示毒性和过敏反应，无致癌性和抗原性 不产生代谢异常 在生物体内不产生劣化或分解 实例介绍 1、人工关节和人工骨 生体复合材料制造人工骨的例子很多，只要包括人工颅骨、面部骨骼、锁骨、腿骨等。 2、齿科材料 3、抗血栓功能材料 4、 其他 注射成型的缺点： (1) 不适用于长纤维增强的产品，一般纤维长度小于7mm (2) 模具质量要求高 注射过程中，物料在模内流动充模，玻璃纤维对模具磨损较大，模具必须采用硬度较高的合金钢材料或模具表面经过硬化处理，故造价较贵。 注射成型工艺原理 (1) FRTP注射成型原理 增强粒料在注射机的料筒内加热熔化至粘流态，以高压迅速注入温度较低的闭合模内，经冷却使物料恢复玻璃态并保持模腔形状，然后开模取出制品。 FRTP的注射成型过程主要产生物理变化 (2) FRP注射成型原理 FRP的注射成型过程是一个复杂的物理和化学过程 注射料在加热过程中温度升高，粘度下降，但随着时间的延长，分子间的交联反应增加，粘度又会上升。实际加热过程应综合考虑两种作用的影响。 热固性树脂纤维混合料加热时粘度与时间变化关系 加热时间 粘度 A O B 预浸渍料加入料筒，适当加温加压，当物料运动到喷嘴时，粘度应达到最低值，并被迅速注入模腔。在热压作用下固化定型，然后开模取出制品。 FRP注射成型过程： FRTP和FRP的注射成型特点对比 (1) FRTP可以反复加热塑化，物料的熔融和硬化完全是物理变化；FRP加热固化后不能再塑化，固化过程为不可逆反应。 (2) FRTP受热时，物料由玻璃态变为熔融的粘流态，料筒温度要分段控制，其塑化温度应高于粘流温度，但低于分解温度；FRP在料筒中加热时，树脂分子链发生运动，物料熔融，但接着会发生化学反应、放热，加速化学反应过程。因此，FRP注射成型的温度控制要比FRTP严格得多。 (3) FRTP注射成型时，料筒温度必须高于模具温度，物料在模腔内冷却时会引起体积收缩，故需要有相应的料垫传压补料，FRP注射成型时，料筒温度低于模具温度，物料在模腔内发生固化收缩的同时，也发生热膨胀，因此，充模后不需要补料。 作业：比较FRTP和