复合材料在飞行器制造中的应用与使用.pptVIP

复合效应 复合效应实质上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。 复合材料具有特殊的复合效应，使得复合材料不但基本保持了原有组分的性能，还增添了原有组分没有的性能。 它表现为树脂基复合材料的性能是其组分材料基础上的线性和非线性的综合。复合效应有正有负，性能的提高总是人们所期望的，但有些材料在复合之后某些方面的性能出现抵消甚至降低的现象是不可避免的。 * 线性效应 非线性效应 界面效应 尺寸效应 各向异性效应 复合效应 线性效应可细分为平均效应、平行效应、相补效应、相抵效应。 非线性效应可细分为乘积效应、系统效应、诱导效应、共振效应。 * 1、线性效应 （1）平均效应（混合效应） 复合材料的某项性能等于各组分的该项性能乘以该组分体积分数之和。可用混合物定律描述： Kc = ΣKiφi （并联模型） 1/Kc = Σφi/Ki （串联模型） （2）平行效应 复合材料的某项性能与其中某一组分的该项性能基本相当。 Kc ≌ Ki * （3）相补效应 复合材料各组分复合后相互补充，弥补各自的弱点，产生优异的综合性能。 C = A×B （4）相抵效应 复合材料各组分之间出现性能相互制约，使其性能低于混合物定律预测值。 Kc ΣKiφi * 以下举例对其中的重要效应简单作一说明。 平均效应又可称为加和效应(Mean Properties)，反映在复合材料的混合定则(Rule of Mixture)中。 该定则通常用来计算增强材料和基体复合后对某一性质产生的效果，即 式中 p―某一性质，例如强度、模量、泊松比、热导等 Pc―复合材料的某一性质； Pi―原始i材料的某一性质； Φ―体积分数； Φi― N种原始材料中第i种材料体积分数 n―由实验确定，其范围为-1≤ n ≤ 1 * 例题：p(PA66) =81.3MPa, p(GF)=3232MPa, p(CF)=3500 Φ1= 0.7 , Φ2=0.3 n=1 Pc1=81.3×0.7+3232×0.3=1026.51 (MPa) Pc2=81.3×0.7+3500×0.3=1106.91 (MPa) * 相补效应和相抵效应 A B * 非线性效应中，乘积效应(Product ProPcnMs＞又叫传递特性，交叉耦合效应。 例如对材料X输入时输出为Y，即一种转换功能材料Y/X(如磁场／压力的换能材料)；而Y又作为另一种材料的第二次输入，产生输出Z，即为另一种换能材料Z／Y(如电阻／磁场转换材料)。两种材料复合得出一新的机能材料，即Y／X．Z／Y＝Z／X(即电阻／压力转换构料)。 乘积效应对开发新型功能材料指出了方向，因为这种效应不仅仅比单一材料获得很强的性能，甚至还可利用它创造出任何单一材料都不存在的新的功能效应。 * 活性碳纤维的生产工艺流程 PAN纤维 沥青纤维 粘胶纤维 预氧丝 预氧丝 预氧丝 碳化活化 ACF 活性炭纤维 活性碳纤维毡 活性碳纤维布 活性碳纤维纸 不熔化 预氧化 催化浸清预氧化 * 碳纤维的分类 按性能分类： 高性能型碳纤维－抗拉强度在2000MPa以上，主要用于航天、 航空和军工等领域； 通用型碳纤维－抗拉强度在600～1200MPa左右，主要用于 机械制造、建筑和体育用品，如刹车片、轴承、密封材料等。 其它：活性碳纤维、气相生长碳纤维、纳米碳纤维等 按原料分类： 粘胶基碳纤维（ 1% ） 聚丙烯腈碳纤维PAN （90 ％） 沥青基碳纤维（10%） * 碳纤维的制造方法: 碳纤维制品有布、带、粗纱、短纤维和毡等 长丝----filament，基本的纤维结构单元。本身是连续的， 或至少远远长于其平均直径（通常其直径为5～10 微米） 纱------yarn，小束的连续长丝，一般不大于10000支，纤维 轻轻的铰合在一起以便像长丝那样使用 纤维织物----交织纱、纤维或长丝所编织的平面纺织品结构 气相法 有机纤维碳化法（可制造连续长纤维） * * 1.7.2芳纶纤维: 芳纶学名叫芳香族聚酰胺纤维，是以含苯环的二氨基化合物与含苯环的二羧基化合物为原料制成的，属于聚酰胺纤维。芳纶所用原料不同有多种牌号，如尼龙6T、芳纶1414、芳纶14、芳纶1313等。其中以芳纶1414、芳纶1313最为成熟，产量最大，使用最多。 * 芳纶纤维: