工业生产和产品设计中常用的复合材料多为纤维增强复合材料,基体材料包括了树脂、陶瓷和金属。
4.4.2.1 玻璃纤维复合材料
玻璃纤维复合材料俗称玻璃钢,主要的基体材料为尼龙、酚醛树脂、环氧树脂等。目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军事方面,近年来在民用产品中也有广泛应用,如产品模型、防弹头盔、防弹服、直升机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐腐蚀的复合材料部件,可作为火箭、导弹的防热材料。
4.4.2.2 碳纤维复合材料
碳纤维复合材料主要的基体材料为环氧树脂、酚醛树脂和熔点较低的金属或合金。碳纤维具有强度高、模量高、耐高温和导电好等一系列性能,碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标在现有结构材料中是最高的。碳纤维复合材料首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具、体育用品领域也被广泛采用。碳纤维复合材料在密度、质量、疲劳特性等有严格要求的领域或要求高温、化学稳定性高的场合都颇具优势。
4.4.2.3 超高分子量聚乙烯纤维复合材料(www.daowen.com)
超高分子量聚乙烯纤维复合材料主要的基体材料为尼龙、环氧树脂、酚醛树脂等。超高分子量聚乙烯纤维的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声呐透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声呐导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。超高分子量聚乙烯纤维复合材料主要运用在军事工业、船舶制造、汽车制造、医疗器械、体育用品及健身器材等领域。
4.4.2.4 芳纶纤维复合材料
芳纶纤维复合材料主要的基体材料为环氧树脂、酚醛树脂等。芳纶纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱和重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5~6倍,模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍,韧性是钢丝的两倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560℃的温度下坠性强,不分解,不熔化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期。芳纶纤维复合材料是重要的国防军工材料,为了适应现代战争的需要,目前,美、英等发达国家的防弹衣均采用芳纶纤维复合材料。芳纶防弹衣、头盔的轻量化,有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。除了军事上的应用外,芳纶纤维复合材料被广泛应用于建筑、航天航空、机电、汽车及体育用品等国民经济的各个方面。
4.4.2.5 硼纤维树脂复合材料
硼纤维树脂复合材料的基体一般为环氧树脂、铝、镁、钛及其合金。硼纤维树脂复合材料抗压强度为碳纤维复合材料的2.0~2.5倍,其剪切强度高,蠕变小,硬度和弹性模量高,抗疲劳强度高,耐辐射,化学性能稳定,导热性能和导电性能好。硼纤维树脂复合材料主要应用于航空航天领域,如仪表盘、转子、叶片、直升机螺旋桨叶的传动轴等。
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