复合材料类型和示例
复合材料是由两种或两种以上的组分组成的,因此最终材料的性能比各组分单独的性能要好。
此类材料包括:
- 基质:几何设置部件,为材料提供凝聚力,它通常具有灵活性,不太耐用,并将力从一根纤维传递到另一根纤维。
- 加固:提供刚性和抵抗力。
复合材料示例
- 用玻璃纤维或其他纤维增强的塑料。
- 金属基复合材料。
- 陶瓷基复合材料
- 陶瓷金属复合材料。
- 木质复合材料:定向刨花板(OSB)、工程木材,如胶合板等。
复合材料中的基质和增强材料类型
根据矩阵的类型,有:
- 金属基复合材料
- 陶瓷基复合材料
- 有机、聚合物或增强塑料基复合材料。该组包括:长纤维增强塑料基复合材料。具有塑料基质的玻璃纤维复合材料。
至于增强材料,有不同的类型,例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、天然纤维等。
长纤维增强复合材料
由于重量轻、机械性能优异,最常用的是聚合物基体与纤维增强复合材料。在机械性能与重量的关系决定产品维护成本的应用中,这些材料取代了其他材料(主要是金属材料)。
有机基质可以是热塑性塑料、热固性塑料或弹性体。
热固性基质或树脂是高性能复合材料中最常用的材料。这些树脂通过一系列化学反应(称为固化或交联)产生固体、不溶且不熔化的产品。相比之下,热塑性树脂在受热时会熔化。
用作增强材料的主要纤维有:
- 玻璃纤维
- 碳纤维
- 硼纤维
- 陶瓷纤维
- 金属纤维
- 芳纶纤维
- 天然纤维:剑麻、大麻、亚麻等。
无论由何种材料制成,纤维都可以以粗纱、垫子或织物的形式出现。
另一种加入到纤维树脂复合材料中的产品是填料和添加剂。添加它们的目的是赋予材料特殊特性或降低其成本。
添加产品的数量取决于我们想要实现的特性。总体目标是提高可加工性和成品的质量。
结构复合材料
结构复合材料可分类如下:
- 夹层结构: 由芯层和夹层组成。它们可以提高机械性能,但不会过度增加重量。它们还可以提高隔热和隔音效果。
- 整体结构:具有复杂几何形状的部件,由具有特定方向的重叠织物形成,可获得特定特性。此类部件旨在承受最重的结构载荷。