纤维增强复合材料由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小，一般在l0μm以下，缺陷较少又小，断裂应变不大于百分之三，是脆性材料，容易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度和模量要低得多，但可经受较大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。 纤维增强复合材料，由纤维的长短可分为短纤维增强复合材料、长纤维复合材料和杂乱短纤维增强复合材料。纤维增强复合材料由于纤维和基体的不同，品种很多，如碳纤维增强环氧、硼纤维增强环氧、Kevlar纤维增强环氧、Kevlar 纤维增强橡胶、玻璃纤维增强塑料、硼纤维增强铝、石墨纤维增强铝、碳纤维增强陶瓷、碳纤维增强碳和玻璃纤维增强水泥等。（1新型纺织材料及应用宗亚宁主编中国纺织出版社） 纤维增强复合材料的性能体现在以下方面： 比强度高比刚度大，成型工艺好，材料性能可以设计，抗疲劳性能好。破损安全性能好。多数增强纤维拉伸时的断裂应变很小、叠层复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度很低、影响复合材料性能的因素很多，会引起复合材料性能的较大变化、用硼纤维、碳纤维和碳化硅纤维等高性能纤维制成的树脂基复合材料，虽然某些性能很好，但价格昂贵、纤维增强复合材料与传统的金属材料相比，具有较高的强度和模量，较低的密度、纤维增强复合材料还具有独特的高阻尼性能，因而能较好地吸收振动能量，同时减少对相邻结构件的影响。 从本世纪40年代起，复合材料的发展已经历了整整半个世纪。随着技术的提高，应用领域已从航空航天和国防军工扩展到建筑与土木工程、陆上交通运输、船舶和近海工程、化工防腐、电气与电子、体育与娱乐用品、医疗器械与仿生制品以及家庭与办公用品等等各部门。复合材料在建筑上可作为结构材料、装饰材料、功能材料以及用来制造各种卫生洁具和水箱等。 纤维增强复合材料由增强材料和基体材料构成，每部分都有各自的作用，影响复合材料的性能。 作为增强材料的纤维是组成复合材料的主要成分。在纤维增强复合材料中占有相当的体积分数，同时是结构复合材料承受载荷的主要部分。增强纤维的类型、数量和取向对纤维增强复合材料的性能十分重要，它主要影响以下的方面：（1）密度；
非织造布主要工艺技术及特性 1、纺粘非织造布技术 纺粘非织造布是利用化学纤维纺丝成型原理，将聚合物挤出、拉伸而形成连续长丝后铺置成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法制成非织造布。在纺粘非织造布中，丙纶纺粘布比重最大可占到70%左右，其次是涤纶纺粘布约占18%左右，另外还有锦纶纺粘布及少量的功能化纺粘布。 丙纶纺粘布的特性： （1）丙纶纺粘布以聚丙烯树脂为主要生产原料，密度仅0.91，较多元酯、锦纶等材质为轻； （2）同基重制品厚度较厚，具有蓬松性； （3）成品柔软度适中，具有舒适感； （4）拨水透气性好。PP树脂不吸水，含水率零，制品拨水性佳，且由100%纤维组成，具有多孔性，制品透气性佳，易保持布面干爽； （5）无毒、无刺激性。PP纺粘制品不含其他化学成分，无毒、无异味且不刺激人体皮肤； （6）抗化学药剂。 PP树脂属化学成分钝性物质，抗化学侵蚀强度佳，产品不受侵蚀而影响强度； （7）抗菌性较好。不发霉并能隔离存在液体内细菌及虫类的侵蚀； （8）物理机械性能佳。制品强度较一般短纤产品为佳，强度无方向性，纵横向强度相近； （9）加工容易。 PP树脂属热可塑型树脂，除可以用一般针车加工外，亦可以用高周波热熔缝合方式加工； 涤纶纺粘布的特性： （1）高强度，具有较好的拉力强度； （2）具有良好的耐热性，可在120℃环境中长期使用，在150℃环境中也可使用一段时间； （3）耐老化、抗紫外线、延伸率高、隔音； (4) 具有较好的稳定性和透气性； (5) 耐腐蚀性较好，对酸及一般非极性有机溶剂有极强的抵抗力； （6）无毒、耐微生物、能防蛀、不受霉菌等作用； 纺粘非织造布广泛应用于家庭用品、包装用品、装饰行业、农业用布、防水材料、高档透气（湿）防水材料基布、过滤材料、绝缘材料、电器、加固材料、支撑材料、汽车装饰材料、复合膜基布、婴儿和成人尿布、卫生巾、防护用品、一次性卫生材料等领域。 纺粘无纺布工艺流程 聚合物（聚丙烯+回料）——大螺秆高温熔融挤出——过滤器——计量泵（定量输送）——纺丝（纺丝入口上下拉伸抽吸）——冷却——气流牵引——网帘成网——上下压辊（加固）——轧机热轧（加固）——卷绕——倒布分切——称重包装——成品入库纺粘无纺布的技术类型 世界上纺粘无纺布技术主要有德国莱芬的莱科菲尔技术、意大利的STP技术、日本的神户制钢技术等。当前状况，尤其以莱芬技术成为世界上的主流技术。目前已经发展
论文 非织造复合材料的应用 Application of Nonwoven Composites 姓名： 专业： 学号： 2013年12月12日
摘要 本文是关于非织造复合材料在生活和工作上的应用。 非织造布的复合技术又称层压，是把两层或者多层相同或不同的材料通过加热、加压，有时再加上粘合剂，结合为整体的方法，成为复合材料，从而形成一种新的材料。 多种材料的复合能够发挥其中各材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。复合技术应用广泛，其中最典型的例子就是传统的纺粘、熔喷法，例如多层的手术服材料，表面层是防水层，中间层是有阻隔作用的透气膜，贴身的内层是柔软舒适的棉纤维材料。多层复合技术除了可以加工一般的纤维材料外，还可以加工如泡沫海绵、木材、塑料和金属等其他材料，制成如夹板、挡风玻璃和复合铝合金板等复合材料，并应用在各种工业领域的很多产品中。非织造布也可以通过复合技术用来提高其附加值，扩大应用范围，并渗透到很多新的领域中去。 关键词：复合材料；非织造；非织造复合材料；非织造复合材料应用
ABSTRACT This article is about the non-woven composite material in the application of life and work. Also called laminated nonwovens composite technology, is to put the two layer or layers of same or different materials by heat, pressure, sometimes combined with adhesive, combination method for overall, become a composite material, thus forming a kind of new material. A composite of a variety of materials can play the advantages of various materials, to overcome the defects of the single material, enlarge the range of materials. Composite technology widely used, one of the most typical example is the conventional spun-bonded, melt-blown method, such as multilayer surgery clothing materials, surface layer is a waterproof layer, middle layer is a barrier for breathable membrane, close-fitting lining is soft and comfortable cotton material. Multi-layer composite technology in addition to processing general fiber material, can also processing such as foam sponge, wood, plastic and other materials such as metals, such as splint made, windshield, and composite materials, composite aluminum alloy plates and application in various industrial fields of many products. Nonwovens can also through the composite technology used to improve its added value, expand the application range, and penetration into many new areas. Key words：Composite materials; Nonwovens; Non-woven composite material; Non-woven composite material application
第一章 1、非织造布定义：定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相 互结合制成的片状物、纤网或絮垫。不包括纸、机织物、簇绒织物、带有缝编纱线的缝编织物以及湿法缩绒的毡制品。所用纤维可以是天然纤维，可以是短纤维、长丝或直接形成的纤维状物 2、非织造布的结构特征（区别于传统纺织品）：找不到 3、非织造工艺的技术特点： （1）多学科交叉，突破传统纺织原理，结合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识 （2）工艺流程短，装备智能化，劳动生产率高 （3）生产速度高，产量高 （4）可应用纤维范围广 （5）工艺变化多，产品用途广 （6）技术要求高 第二章 一.工艺流程： 原料准备—成网前准备—成网—加固—成卷—后处理 二纤维在非织造材料中的作用： 1作为非织造材料的主体 2作为非织造材料的缠绕部分 3 作为非织造材料的粘合部分 4既作为非织造材料的主体，又作为热粘合成分 三.纤维性能与非织造材料性能的关系： 1 纤维表现性状对非织造材料性能的影响 （1）纤维长度及长度分布 1）纤维长度长，对提高非织造布的强度有利 2）纤维长度影响加工工艺 3）纤维长度分布越窄，在同样工艺条件下越易于对纤维控制，形成均匀纤网（2）纤维线密度 1）线密度小，制的产品体积密度大，强度高，柔软性好 2）纤维过细会对开松、梳理、成网造成困难。 3）一般粗纤维多用于地毯和衬垫中 （3）纤维卷曲度 1）对纤网的均匀度，对非织造布的强度。弹性。手感都有一定影响 2）在粘结过程中，由于纤网卷曲度高，粘结点与纤网之间的纤维可保持一定的弹性伸长，因而产品手感柔软，弹性好 3）在针刺加固和缝编法等非织造布材料中，纤维卷曲度高，则抱合力大，从而增加了纤维之间的滑移阻力，提高了产品的强度和弹性 4）在湿法非织造布生产中，纤维的卷曲度越大，卷曲类型越复杂，纤维越易缠结，在谁中越难分散，三维立体卷曲的纤维更难分散 （4）纤维横截面形状影响硬挺度、弹性、粘合性及光泽等
碳纤维增强复合材料概述 摘要：本文对碳纤维增强复合材料进行了介绍，详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。 关键字：碳纤维，复合材料，应用 Abstract: In this paper, the carbon fiber reinforced composite materials are introduced, its advantages and application was introduced in detail. And puts forward Suggestions on the problems existing in the carbon fiber composite materials. Key words: carbon fiber, composite materials, applications 1.碳纤维增强复合材料介绍 复合材料是将两种或两种以上不同品质的材料通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能新材料，按使用要求可分为结构复合材料和功能复合材料，到目前为止，主要的发展方向是结构复合材料，但现在也正在发展集结构和功能一体化的复合材料。通常将组成复合材料的材料或原材料称之为组分材料（constituent materials），它们可以是金属陶瓷或高聚物材料。对结构复合材料而言，组分材料包括基体和增强体，基体是复合材料中的连续相，其作用是将增强体固结在一起并在增强体之间传递载荷；增强体是复合材料中承载的主体，包括纤维、颗粒、晶须或片状物等的增强体，其中纤维可分为连续纤维、长纤维和短切纤维，按纤维材料又可分为金属纤维、陶瓷纤维和聚合物纤维，而目前用得最多的和最重要的是碳纤维[1]。 碳纤维是一种直径极细的连续细丝材料，直径范围在6～8 μm 内，是近几十年发展起来的一种新型材料。目前用在复合材料中的碳纤维主要有两大类：聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维，分别用聚丙烯腈原丝（称之为前驱体）、沥青原丝通过专门而又复杂的碳化工艺制备而得。通过碳化工艺，使纤维中的氢、
非织造布用纤维及其产品应用 李虹,章伟 (中原工学院,河南郑州450007) 摘要:当今非织造工业发展迅猛,其纤维原料的来源广泛,产品的应用范围在不断扩大。阐述了目前非织造布纤维的发展特点,着重说明了一些特种纤维的性能及其在非织造工业中的应用。介绍了非织造产品的应用领域及其使用的纤维原料和采用的加工方法。 关键词:非织造工业;纤维原料;特种纤维;非织造产品;应用领域 中图分类号:TS171.9 文献标识码:A 文章编 号:1002 3348 (2005) 05 0019 04 非织造布是纺织工业中最具潜力最有发展前途的新兴领域,被誉为纺织工业中的“朝阳工业”,其发展水平和程度已成为一个国家或地区纺织工业技术进步的重要标志之一,并在一定程度上也反映了这个国家或地区的整体工业化发展水平。非织造布生产具有原料来源广、工艺流程短、产品产量高、成本低、生产效率高等特点,使其在过去的20多年中,一直保持着发展的势头,产品的应用范 围在不断扩大。无论是在航天航空、环保治理、农业技术、医疗保健还是人们的日常生活等领域,非织造布已成为深受产业部门重视,并且愈来愈受消费者青睐 的重要产品,其市场竞争亦日趋激烈。 1非织造布用纤维 非织造工业的进步很大程度依赖于纤维原料的发展。50年前,非织造工业使用的纤维原料中天然纤维占了一半左右,当时化纤工业能提供给非织造布生产使用的原料主要是粘胶和涤纶纤维。随着化纤工业的技术进步,今天的非织造布生产中纤维原料的使用发生了巨大变化,出现了不少非织造生产专用纤维和差别化纤维,如双组份、超细、特殊截面合纤等,可供选择的纤维原料范围愈来愈广,能够满足不同产品的使用要求。当今非织造布用纤维的发展特点主要表现在以下两方面: 1.1化学纤维的广泛使用 非织造布生产所用纤维原料中化学纤维占85%,天然纤维占15%。化学纤维中使用最多的是聚酯(占总量的一半左右)、聚丙烯、粘胶、聚乙烯及少量聚酰胺。与天然纤维相比,化学纤维的长度、线密度一致性好,并可按生产工艺控制纤维的长度、线密度、截面、卷曲度等性能指标,且化学纤维几乎不含杂质,这就使非织造纤维的准备工序得以简化。更重要的是化学纤维的机械特性如强度、伸长度、耐磨性等优于天然纤维,生产中可按产品用途与非织造生产加工技术要求来选择纤维。 1.2特种纤维在非织造工业中的应用 高分子纤维材料向高性能化、高功能化方向的发展,促进了非织造生产中特种性能纤维的不断出现。这类纤维虽然价格昂贵,但它可满足特殊用途产品的要求,可使非织造产品进入高功能、高技术领域,产品可被广泛用于航天航空、海洋工程、化工电子、新型土木建筑、生命科学、医疗卫生等领域。这类特殊纤维主要包括: (1)复合纤维:复合纤维也称双组份纤维。用于非织造布领域的复合纤维有皮芯型、并列型、海岛型和剥离型4种类型。并列型与偏芯型纤维可加工成具有自卷取性或热粘合性的纤维,如具有皮芯结构的ES纤维热粘合纤维,皮层熔点为110~130℃,可用作卫生巾、尿布、一次性保健产品、复合产品基布、人造革基布等。海岛型与剥离型纤维可获得超细纤维的功效,具有手感柔软,比表面积大,防水
第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K
G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V
临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2
２００７年第２９卷第１期中国麻业科学ＰＬＡＮＴＦＩＢＥＲＳＣＩＥＮＣＥＳＩＮＣＨＩＮＡ４５文章编号：１６７３—７６３６（２００７）０１—００４５—０４ 天然纤维非织造物增强复合材料概述 兰红艳，靳向煜 （东华大学非织造材料与工程系，上海．２０００５１） 摘要：本文阐述了天然纤维复合材料的现状及发展趋势，说明了麻纤维在复合材料应用领域有着广阔的发展前景。 关键词：天然纤维；非织造；增强；复合材料 中图分类号：ＴＳｌ０２．２＋２文献标志码：Ｂ １天然纤维增强复合材料简介 材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高，以及健康意识和消费意识的增强与成熟，人们对材料及其产品的需求日益增长，且越来越认识到环境问题的重要性，环境材料已成为国际高科技新材料研究中的一个新领域。各国在研究具有净化环境、防止污染、替代有害物质、减少废弃物、资源再利用等方面做了大量工作，并取得了重大进展¨１。目前，各个行业都致力于传统材料向环境材料的过渡或转型，绿色工程已经以其不可阻挡之势迅猛发展起来。在环境材料中，天然纤维以其资源丰富、可再生且能自然降解的优势占据了重要地位，并且扮演越来越重要的角色。 复合材料是适应现代科学技术发展而涌现出的具有强大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料，通过各种工艺组合而成。复合材料的各个组成材料在性能上起协同作用，得到单一材料无法比拟的综合性能。它具有刚度大、强度高、质量轻等特点，可根据使用条件进行设计与制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高了工程结构的性能陋】。天然纤维复合材料由天然纤维和基体组成。纤维作为增强体分散在基体中，起最主要的承载作用。目前已经把麻、竹纤维大量用作木材、玻璃纤维的替代品来增强聚合物基体，与合成纤维相比，天然纤维具有价廉质轻、比强度和比模量高等优良特性，最为关键的是天然纤维属可再生资源，可自然降解，不会对环境构成负担。以天然纤维为增强体的复合材料同样具有优良的性能，随着技术的提高，应用领域已从航空航天和国防军工扩展到建筑与土木工程、陆上交通运输、船舶和近海工程、化工防腐、电气与电子、体育与娱乐用品、医疗器械与仿生制品以及家庭办公用品等各个部ｆ－ｊｂ】。 在众多的天然纤维中麻类纤维的强度最好，而且麻类植物易种植，收获期短，产量高。尤其在石油资源日益短缺、木材资源日益受到保护的２１世纪，麻类纤维的优良特性正好满足人们追求自然、绿色、环保的要求。麻纤维与玻璃纤维、碳纤维相比具有以下特点：①单纤维粗细不均匀，支数和纤维根数在长度方向上不确定；②纤维有很多支叉；③纤维是亲水性的，自然状态下吸收大量水分。用天然植物纤维作为复合材料的增强体，首先需要解决的是亲水性强的纤维与亲油性强的基体之间的匹配问题；其次是天然纤维如何在基体中均匀分散的问题。近几年来，把天然纤维作为复合材料增强体使用的研究主要集中在以下几个方面；①纤维的表面处理机理和处理工艺的研究；②与天然纤维匹配的基体树脂的研究；③天然纤维增强体的制备方法和工艺研究；④天然纤维复合材料成型工艺的研究。其中，麻纤维的表面改性和增强体的制备是其中较为基础的两个环节Ｈ】。 麻纤维非织造布结构中，纤维束缠结，而且彼此之间存在较大的摩擦力．通过针刺工艺可以 收稿日期：２００６—０９—２０ 作者简介：兰红艳（１９７７一）．女。在读硕士研究生。
第二章压电复合材料有限元分析方法 2.1 1—3型压电复合材料常用的研究方法 第一、理论研究，包括利用细观力学和仿真软件进行数值分析的方法。人们对1-3型压电复合材料宏观等效特征参数进行研究时，从不同角度出发采用了形式多样的模型和理论，其中夹杂理论和均匀场理论具有代表性。夹杂理论的思想是，从细观力学出发，将1-3形压电复合材料的代表性体积单元（胞体）作为夹杂处理。求解过程中，使用的最著名的两个模型为：Dilute模型和Mori-Tanaka模型。夹杂理论的优点是其解析解能较好地反映材料的真实状况，解精度较高；缺点是其解题和计算过程烦琐，有时方程只能用数值方法求解。均匀场理论的思想是基于均匀场理论和混合定律，同时借助1-3型压电复合材料的细观力学模型导出其宏观等效特征参数。其基本的研究思路是：假设组成复合材料的每一相中力场和电场均匀分布，结合材料的本构方程得到1-3型压电复合材料的等效特征参数。Smith，Auld采用此理论研究了1-3型压电柱复合材料的弹性常数、电场、密度等等效特征参数。Gordon，John采用此理论研究了机电耦合系数、耗损因子、电学品质因子等等效特征参数。Bent, Hagood和Yoshikawa等基于此理论对交叉指形电极压电元件等效特征参数进行了研究。均匀场理论优点在于物理模型简单，物理概念清晰，计算也不复杂，并具有相当的精度和可靠性；不足在于其假设妨碍了两相分界面上的协调性。有限元作为一种广泛应用于解决实际问题的数值分析方法，将其引入压电复合材料研究中具有重要的意义。John，Gordon等用有限元方法分析了1-3型压电柱复合材料中压电柱为方形柱、圆形柱、二棱柱时的力电耦合系数及其波速特性，得到了压电柱在几何界面不同的情况下的等效力电耦合系数及等效波速曲线。 第二、实验研究。Helen，Gordon等对1-3型压电复合材料的宏观等效特征参数进行了理论和实验研究，结果表明两者符合良好；LVBT等运用了1-3型压电复合材料进行了声学方面的控制取得了良好的效果；John，Bent等对压电纤维复合材料的性能进行了深入的研究，结果显示压电纤维复合材料在高电场、大外载荷环境下具有优良的传感和作动性能。参数辨识研究是试验研究中重要的一种方法，基本思路是：分析1-3型压电纤维复合材料的响应特性，从中得到其等效宏观的模态和弹性波的传播特性参数。Guraja，Walter等采用的就是这种方法，他们研究了1-3型压电纤维复合材料薄板、厚板、变截面板的响应特性，得到了其相应的声波传播速度c，频率f,机械品质因素Q等参数的表达式，为1-3型压电纤维复合材料在超声波方面的应用提供了依据。 综合对比以上的研究方法，夹杂理论得出的结果比较接近实际结果，但是计算烦琐，而且对于高体积百分比的复合材料其计算结果跟实际相差较大；均匀场理论计算较为简单，但是模糊了两相材料之间的界面作用；实验研究方法是最接近实际的一种方法，但是由于实验条件、测试技术等一系列因素的制约使其不能广泛应用十实际中。由于交叉指形电极压电复合材料的复杂性，利用上面提到的夹杂理论和均匀场理论的方法，很难得到压电元件整体模型的性能状况。而数值研究有限元法，利用先进的分析软件ANSYS进行压电复合材料性能分析，可以超越目前现有的生产工艺和测试技术水平得到比较准确的分析结果，又可以减小压电元件的设计周期，减少实验制作压电元件的材料浪费和设备损耗。 2.2 有限元分析方法概述 有限元法（又称为有限单元法或有限元素法）是利用计算机进行数值模拟分析的方法。诞生于20世纪50年代初，最初只应用于力学领域中，现在广泛应用于结构、热、流体、电磁、声学等学科的设计分析及优化，有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的
天然纤维增强复合材料吸声性能研究 A coustical Studies of N atural Fiber Reinforced Com posites 罗业,李岩 (同济大学航空航天与力学学院,上海200092) LU O Ye,LI Yan (School of Aerospace Eng ineer ing and Applied M echanics, T ongji U niv ersity,Shang hai200092,China) 摘要:采用热压成型法制备天然纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构,利用双传声器阻抗管进行吸声性能测试,并与合成纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构进行对比。结果表明:与合成纤维增强复合材料层合板相比,天然纤维增强复合材料层合板虽然具有更优异的吸声性能,但是仍不能满足吸声材料的要求,需通过材料设计进一步提高这种材料的吸声性能。而天然纤维增强蜂窝夹芯结构具有优异的吸声性能,吸声系数峰值高达014,可以被用作吸声材料。 关键词:天然纤维;吸声系数;表面阻抗;阻抗匹配 中图分类号:T B332文献标识码:A文章编号:1001-4381(2010)04-0051-04 Abstract:T he natur al fiber reinforced co mposite lam inates and ho neycomb sandw ich str uctures w ere prepared by hot press.Acoustic properties w er e tested w ith the aid of tw o-micropho ne impedance tube and co mpared w ith synthetic fiber reinforced co mposite counterparts.T he results show ed that natural fiber reinforced composites laminates had better acoustic pr operties than their synthetic counterparts, but still failed to reach the requir em ents as acoustic mater ials.Proper materials desig n is needed to further improve the aco ustic pro perties of natur al fiber r einfor ced composite laminates.While,natural fiber based honeycomb sandw ich str uctures had go od acoustical pro perties,w ith its peak sound absorp-tion coefficient appr oaching0.4,and thus co uld be used as acoustic materials. Key words:natur al fiber;sound absor ption coefficient;surface impedance;impedance matching 噪声污染已成为当代世界性的问题,同水污染和大气污染一起被列为全球三大污染[1]。随着工业、农业、交通运输业的发展,噪声污染日趋严重,已经成为越来越严重的社会问题。而噪声对人们的休息、学习和工作的影响以及对身心健康的危害,日益为人们所认识和关注。为此,各行各业在住宅、学校、工厂、交通工具以及城市环境等方面都建立起噪声的限制标准,而噪声控制技术也随之得到了飞速的发展。 噪声的控制分为三种途径[2]:在声源处降低噪声幅值;在声波传播途径中阻隔、吸收声能;在声音接收点采取保护措施,减少噪声影响。而实际应用中,最有效的噪声控制就是通过吸声材料来达到降噪的效果。 天然纤维由于比强度高、比模量高、价格低廉、可回收、可降解、可再生、绿色环保等特性而作为增强体在复合材料中得到广泛应用[3]。其织物、非织造布作为吸声材料也备受科学家和研究者的青睐[4-8],M ul-l er和Krobjlow ski通过Alpha-cabin和双传声器阻抗管研究了棉制绒头织物的吸声性能,发现了其优良的吸声性能[4];Parikh等[5]发现天然纤维针织毡能够有效降低汽车内噪音;张辉等[8]选用大麻、涤纶和棉纱线织造了不同规格的织物,分析了织物紧度、组织和化学试剂对大麻织物吸声系数的影响。而对于天然纤维增强复合材料的吸声性能却报道较少。 本工作着眼于绿色环保吸声材料的研制,以天然纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构为对象,研究了其吸声性能,并和传统的合成纤维增强复合材料层合板和蜂窝夹芯结构进行比较,分析了其在吸声降噪领域的应用前景。 1实验 1.1实验材料 选用江西井竹麻业有限公司生产的平纹编织苎麻布,浙江宏成纺织整理有限公司生产的平纹编织黄麻布,常州天马集团公司生产的平纹编织玻璃纤维布以及上海怡昌碳纤维材料有限公司生产的平纹编织炭纤
第二章答案 2-1略。 2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。 答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）； （2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[] 答：
2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？ 答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？ 答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？ 答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。 2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？ 答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。
纤维增强型水泥基复合材料 一、纤维增强型水泥基复合材料的概述 纤维增强型水泥基复合材料是以水泥与水发生水化、硬化后形成的硬化水泥浆体作为基体，以不连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料组合而成的一种复合材料。 普通混凝土是脆性材料，在受荷载之前内部已有大量微观裂缝，在不断增加的外力作用下，这些微裂缝会逐渐扩展，并最终形成宏观裂缝，导致材料破坏。 加入适量的纤维之后，纤维对微裂缝的扩展起阻止和抑制作用，因而使复合材料的抗拉与抗折强度以及断裂能较未增强的水泥基体有明显的提高。 二、纤维增强型水泥基复合材料的力学性能 在纤维增强水泥基复合材料中，纤维的主要作用在于阻止微裂缝的扩展，具体表现在提高复合材料的抗拉、抗裂、抗渗及抗冲击、抗冻性等。 ? 2.1 抗拉强度 ?在水泥基复合材料受力过程中纤维与基体共同受力变形，纤维的牵连作用使基体裂而不断并能进一步承受载荷，可使水泥基材料的抗拉强度得到充分保证；当所用纤维的力学性能、几何尺寸与掺量等合适时，可使复合材料的抗拉强度有明显的提高。 ? ? 2.2 抗裂性
在水泥基复合材料新拌的初期，增强纤维就能构成一种网状承托体系，产生有效的二级加强效果，从而有效的减少材料的内分层和毛细腔的产生； 在硬化过程中，当基体内出现第一条隐微裂缝并进一步发展时，如果纤维的拉出抵抗力大于出现第一条裂缝时的荷载，则纤维能承受更大的荷载，纤维的存在就阻止了隐微裂缝发展成宏观裂缝的可能。 ? 2.3 抗渗性 纤维作为增强材料，可以有效控制水泥基复合材料的早期干缩微裂以及离析裂纹的产生及发展，减少材料的收缩裂缝尤其是连通裂缝的产生。另外，纤维起了承托骨料的作用，降低了材料表面的析水现象与集料的离析，有效地降低了材料中的孔隙率，避免了连通毛细孔的形成，提高了水泥基复合材料的抗渗性。 2.4 抗冲击及抗变形性能 在纤维增强水泥基复合材料受拉（弯）时，即使基体中已出现大量的分散裂缝，由于增强纤维的存在，基体仍可承受一定的外荷并具有假延性，从而使材料的韧性与抗冲击性得以明显提高。 2.5 抗冻性 纤维可以缓解温度变化而引起的水泥基复合材料内部应力的作用，从而防止水泥固化过程中微裂纹的形成和扩散，提高材料的抗冻性；同时，水泥基复合材料抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。 ?纤维的纤维掺量对混凝土强度的影响很大 ?合成纤维可有效地控制由混凝土内应力产生的裂缝，使混凝土早期收缩裂缝减少50～90%，显著提高混凝土的抗渗性和耐久性，使混凝 土内钢筋锈蚀时间推迟2.5倍。除抗裂外，合成纤维还能提高混凝土的粘 聚性和抗碎裂性。 ?以聚丙烯合成纤维为例 ?掺入聚丙烯合成纤维后，混凝土的性能将发生变化，当纤维含量适当时，混凝土抗压强度、抗弯强度等均有不同程度的提高。纤维掺量对混凝土强 度的影响见下表。 三、几种主要增强型水泥基复合材料的应用现状
第二章 拉伸、压缩与剪切 第二章答案 2.1 求图示各杆指定截面的轴力，并作轴力图。 40kN 50kN 25kN （a ） 4 4F R F N 4 40kN 3 F N 3 25kN 2F N 2 20kN 11 F N 1 解： F R =5kN F N 4 =F R =5 kN F N 3 =F R +40=45 kN F N 2 =-25+20=-5 kN F N 1 =20kN 45kN 5kN 20kN 5kN
（b） 1 10kN 6kN F N 1 =10 kN F N 2 =10-10=0 F N 3 =6 kN 1—1截面： 2—2截面： 3—3截面：10kN F N 1 1 1 10kN 10kN 2 2 F N 2 6kN 3 3 F N 3 2.2 图示一面积为100mm 200mm的矩形截面杆，受拉力F = 20kN的作用，试求：（1）
6 π = θ的斜截面m-m 上的应力；（2）最大正应力max σ和最大剪应力max τ的大小及其作用面的方位角。 解： 320101MPa 0.10.2 P A σ?===?2 303cos 14σσα==?=3013 sin600.433MPa 222 σ τ==?=max 1MPa σσ==max 0.5MPa 2 σ τ= =F 2.3 图示一正方形截面的阶梯形混凝土柱。设重力加速度g = 9.8m/s 2, 混凝土的密度为33m /kg 1004.2?=ρ，F = 100kN ，许用应力[]MP a 2=σ。试根据强度条件选择截面宽度a 和b 。
b a 解： 2 4, a ρ?3 42 2.0410ρ=??11 [] a σσ=0.228m a ≥ = =22 34242 4431001021040.2282104a b b ρρ=?+?=??+???+???2[], b σσ≥0.398m 398mm b ≥ == 2.4 在图示杆系中，AC 和BC 两杆的材料相同，且抗拉和抗压许用应力相等，同为[]σ。BC 杆保持水平，长度为l ，AC 杆的长度可随θ角的大小而变。为使杆系使用的材料最省，试求夹角θ的值。
2章材料化学的理论基础 1.用固体能带理论区别导体、半导体、绝缘体。 根据晶体的能带理论，金属晶体中布里渊区一般有重叠，且部分充填。同一区相邻状能级非常接近，只要很下的电场就能把电子提升到相邻的较高能级，导电性好； 半导体物质，第一布里渊区是填满的，和空的第二布里渊区之间只有较小的能量间隙温度升高时，第一布里渊区顶部的电子受到激发，进入到第二布里渊区底部，向自由电子一样，在外加电场的作用下，表现出导电性；温度越高，激发到第二布里渊区的电子越多，其导电性也越强；（ 绝缘体物质，电子填满最低的一系列能带，满带与空带之间的能量间隙很大，电子不能被激发到空带中，因此不能导电。 2.晶体的宏观特性有那些。 自限性、晶面角守恒、解理性、晶体的各向异性、晶体的均匀性、晶体的对称性、固定的熔点这是由构成晶体的原子和晶体内部结构的周期性决定的。说明晶体宏观特性是微观特性的反映 3.说明晶体点阵缺陷的分类情况。 按形成晶体缺陷的原子种类，可将晶体缺陷分成化学缺陷和点阵(几何)缺陷两类。按点阵缺陷在三维空间的尺度，又可将点阵缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。 4.用实验事实简述非晶体材料的几何特征。 5.写出TiO2在还原气氛中失去部分氧，生成的缺陷反应，说明代表的意义。 6.晶体一般的特点有哪些；点阵和晶体的结构有何关系。 （1）晶体的一般特点是： a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体 b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质 c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形 d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点 e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性 （2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系： 点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元 7.晶体衍射的两个要素是什么？它们与晶体结构有何对应关系？在衍射图上有何反映。 晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度 关系：晶胞大小、形状?衍射方向 ? 衍射（点、峰）的位置 晶胞内原子种类和位置?衍射强度 ? 衍射点（线）的黑度、宽度峰的高度、高度
专利 中文 英语 查找前案 讨论此申请 查看 PDF 下载 PDF 本发明涉及连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备方法及设备，该方法包括以下步骤：(a)将连续纤维从纱架(10)上引出并展开，再依次经过张力调节装置(20)、静电消除装置(30)后，送至预加热烘箱(40)预热，然后经张力调节装 ...https://www.doczj.com/doc/722244747.html,/patents/CN101856872A?cl=zh&utm_source=gb-gplus-share专利 CN101856872A - 连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备 方法及设备高级专利搜索 公开 CN101856872 A 号 发布 申请 类型 专利 申请 CN 200910048973 号 公开 2010年10月13日 日
申请 日期 2009年4月8日优先 权日 2009年4月8日 公开号200910048973.1, CN 101856872 A, CN 101856872A, CN 200910048973, CN-A-101856872, CN101856872 A, CN101856872A, CN200910048973, CN200910048973.1 发明 者 孙波, 解廷秀 申请 人 上海杰事杰新材料股份有限公司 导出 引文 BiBTeX, EndNote, RefMan 被以下专利引用 (2),分类 (10),法律事件 (2) 外部链接: 中国国家知识产权局, 欧洲专利数据库 (Espacenet) 连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备方法及设备 CN 101856872 A 摘要 本发明涉及连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备方法及设备，该方法包括以下步骤：(a)将连续纤维从纱架(10)上引出并展开，再依次经过张力调节装置 (20)、静电消除装置(30)后，送至预加热烘箱(40)预热，然后经张力调节装置(50)； (b)将预热后的连续纤维带导入交错可开合双挤出模头组(60)进行预浸渍；(c)将预浸渍后的连续纤维带导入浸渍压延辊组(70)进行浸渍，然后经冷却辊压装置(80)冷却，最后导入牵引卷绕装置(90)卷绕成型，即得到产品。与现有技术相比，本发明显著提高了纤维的分散性、可浸润性及可操作性，得到纤维分散均匀和浸渍完全的连续纤维增强热塑性复合材料预浸带。 权利要求(10) 连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备方法，该方法包括以下步骤：将连续纤维从纱架(10)上的连续纤维卷(11)中引出并展开，再依次经过张力调节装置(20)、静电消除装置(30)、预加热装置(40)、张力调节装置(50)后得到预热的连续纤维带，导入交错可开合双挤出模头组(60)进行预浸渍，将预浸渍后的连续纤维带导入浸渍压延辊组(70)进行浸渍，然后经冷却辊压装置(80)冷却定型，最后导入牵引卷绕装置(90)卷绕成型，即得到连续纤维增强热塑性复合材料预浸带；其特征在于，所述预热的连续纤维带导入交错可开合双挤出模头组(60)，该交错可开合双挤出模头组(60)包括挤出模头(61)、挤出模头(62)和轨道运动装置(621)，连续纤维带与挤出模头(61)接触并产生与纤维带平面相垂直的渗透压力，