浅议纺织复合材料的技术及应用分析(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

  (四)在交通运输领域,从自行车到汽车、舰艇、高速火车和军用战车,都可以找出用纺织结构复合材料制成的零、部件和主体构架的例子,只是不同部件采用不同类型的纺织结构而已。如形状复杂的螺旋桨、曲轴就采用整体编织结构复合材料;
  (五)在建筑领域,可分为两类:一类是刚性复合材料构件,如梁、柱、骨架等;一类则是柔性复合材料构件,如体育馆、停车场和车站的屋顶、野营帐篷等。前者大多采用三维织造类结构复合材料,后者则用二维织造类结构复合材料〔8〕;
  (六)体育用品如高尔夫球杆,医疗用品如人造血管、骨骼等都可用三维织造类结构复合材料。
  
  四、纺织复合材料的应用优势
  
  (一)高强度、高模量,特别是包括厚度方向、横向的全方位增强,使材料具有高损伤容限、高断裂韧性、耐冲击、抗分层、开裂和疲劳等;
  (二)优良的可设计性,可按加载方向增加纤维束数,以及按实际需要(整体)织造复杂形状的零、部件和一次完成组合件,如加筋壳、开孔结构的制造等;
  (三)可自动化高效率生产和接近实际产品形状的制造,使加工量和连接大大减少。因而经济性好、成本低、制造周期短;
  (四)易于在预成型和复合前安放机敏类材料,如光纤、压电等,从而实现对复合工艺质量监控、产品在服务期间
  的寿命监测、振动控制等,这样既提高了产品质量又增加了可靠性。
  
  五、纺织结构复合材料的组成与设计因素
  
  纺织结构复合材料类似于自然界经过优胜劣汰的生物组织。所不同的是由纤维束组成的种种预成型构造是经过现代纺织技术织造成形的。将成型后的纤维束网络骨架充填以基体材料,经固化制成纺织结构复合材料。
  纺织结构复合材料的另一个组分就是基体材料。主要有树脂基、金属基、陶瓷基和碳碳基4类基体材料。在复合材料中,基体起着传递载荷、均衡载荷和固箝支持纤维的作用。只有纤维和基体两者有机地匹配协调,才能充分发挥整体作用和各自的性能,即通常估算力学性能的混合律方可成立。值得指出,混合律还只是一个工程处理模式,切勿从混合律各组分所占的比例来判定各个组分所起的作用。这是因为纺织结构复合材料的工艺性、力学性能中的压缩、弯曲、剪切、扭转强度、对环境的温度、介质相容性以及导电、传热等物理或化学性能主要取决于基体材料。研究表明,两组分固化后组分之间受4种力的相互作用而固结成整体:其一,两组分本身的内聚力;其二,在纤维表面的微孔隙被基体大分子渗透扩散而“钉牢”所产生的机械作用力;其三,包括氢键和范德华力在内的吸附力;其四,基体的化学基团与纤维表面化学基团起化学反应所形成的化学键的作用力。这是组分选择和工艺方法选择的第二个应考虑的因素。
  基体的类型繁多,在选择基体材料时,还必须考虑固化收缩率。例如环氧类、聚酯类和酚醛类树脂的收缩率分别在1%~2%、4%~6%和8%~10%范围内。收缩率越大意味着固化后产生的缩孔和微裂纹就越多,结果会降低纺织结构复合材料的力学性能。近年来,材料科学研究致力于减小基体的收缩率。通常的做法是在热固性树脂中填入热塑性大分子,这样既改善聚收状态又提高结构材料的韧性。
  总之,信捷职称论文写作发表网,在纺织结构复合材料设计中,首先就是选择纤维和基体的材料。选择的依据是基于:产品所经受的载荷和环境(温度、湿度、腐蚀和其它化学作用等);产品结构特点及其功能要求;采用的预成型和固化技术;成本限制等因素。
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