0常用的增强材料
0常用的树脂基体（包括热塑性、热固性）
0常用的成型工艺
典型的液体成型：树脂传递模塑(RTM)、树脂膜渗透（RFI）、VARTM、VARI、SCRIMP、RLI
典型的热固性树脂成型：模压、喷射、RTM、RIM、拉挤、缠绕…
典型的热塑性成型：挤出、GMT、LFT、注射…
0工艺流程及其特点
0成型工艺参数及其控制
CM 复合材料
FRP 纤维增强塑料
FRTP 纤维增强热塑性塑料
SMC 片状模塑料
DMC 团状模塑料
BMC 块状模塑料
RTM 树脂传递模塑
RIM 反应注射模塑
RRIM 增强反应注射模塑
GMT 热塑性片状模塑料
AS AS树脂，丙烯腈—苯乙烯共聚物
CM是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。
高性能：高强度、高模量、耐高温、低密度、轻质高强、力学性能好、耐热性好、介电性能好。有些热防护功能、透波功能、吸波功能、阻尼功能等。
高性能树脂基复合材料的制备：
1）选材好，选用耐热性能、力学性能好的树脂基体；
2）选材好，选用力学性能比较好的碳纤维或者高性能的玻璃纤维；
3）成型方法要选择合适；
4）关键的成型设备要选择好；
5）成型工艺控制好，通过优化成型工艺条件，可以大幅提升材料性能。
第三章夹层结构
由高强度的蒙皮(表层)与轻质芯材组成的一种结构材料。
弥补玻璃钢弹性模量低、刚度差的不足。在同样承载能力下，大大减轻结构的自重。
加芯材的目的：维持两面板之间的距离，使夹层面板截面的惯矩和弯曲刚度增大。
优缺点
泡沫：质量轻、刚度大、保温隔热性能好、强度不高
蜂窝：质量轻、强度大、刚度大//应用：构件尺寸较大、强度要求较高的部件
波板：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。
第四章模压成型
?什么是模压？将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力作用下，固化成型制品的方法。
加热加压的作用：使模压料塑化、流动，充满空腔，并使树脂发生固化反应
模压料的工艺性：流动性、收缩性、压缩性。
流动性。在一定温度和压力下模压料充满模腔的能力。如流动性好，可用较低成型温度、压力，较容易成型复杂制品。过大，会导致树脂流失或纤维局部聚集，制品性能下降。过小，物料不能充满模腔或局部缺料，无法成型。
成型压力↑，剪切速率↑，流动性↑。在较低温度范围内T↑，η↓，流动性↑，T继续升高，流动性↓。在开始一段时间内t↑，流动性↑，继续延长t，流动性↓。分子结构压缩性原材料、模具结构和制品形状、成型工艺条件
?模压料的组成：短纤维增强材料、树脂基体材料、辅助材料
控制：树脂溶液浓度，纤维长度，浸渍时间，烘干条件
制备：预混、预浸，浸毡法
与质量控制
?短纤维模压料质量控制指标：树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量SMC基本组成：不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。
SMC的增稠、低收缩作用、 SMC生产工艺：树脂糊制备，上糊操作，纤维切割沉降、浸渍、稠化
及其控制、模压工艺参数
第六章层压成型
?胶布制备工艺参数：胶液粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力
?干燥：1）表面气化阶段，表面气化速度决定干燥速度，随周围介质浓度增加而减小。
2）内部扩散阶段，内部扩散速度大小决定了胶布干燥速度的快慢。物料层厚度、结构对干燥速度有很大影响。//采用较低温度到较高温度的干燥过程原因：保证使树脂不过早的由A阶转变为B阶，使干燥过程能很好地按表面气化来控制，充分地将物料内的挥发物排除，同时使部分树脂缓慢均匀地由A阶段转变为B阶段。
?层压工艺：将浸有或涂有树脂的片材按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，在加热加压条件下，固化成型玻璃钢制品的一种成型工艺。
//预浸胶布制备、胶布裁剪、叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序//参数：成型压力、温度、时间
升温示意图
预热阶段，从室温到开始显著反应时的温度。目的是使胶布中的树脂熔化，使挥发物跑掉，熔融树脂进一步浸渍玻璃布，压力为全压的1/3~1/2。中间保温阶段，作用是使胶布在较低的反应速度下进行固化。升温阶段，作用在于逐步提高反应温度，加速固化反应速度。热压保温阶段，作用在于使树脂获得充分固化。冷却阶段，在保压的情况下，采用自然冷却或强制冷却到室温，而后去除压力取出制品。
第七章缠绕成型：将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为复合材料制品的工艺过程。
?纤维缠绕特点：优点：规整度和精度高，制品比强度和比模量高，质量稳定、生产效率高、材料成本低。缺点：设备投资费用大，只有批量生产时才可能降低成本
?分类：干法：制品质量稳定；缠绕速度快; 缠绕设备清洁，劳动卫生条件好；预浸设备投资大。//湿法：不需要预浸渍设备，设备投资少；对材料要求不严，便于选材；
纱片质量不易控制和检验；张力不易控制；胶液中存在大量溶剂，固化时易产生气泡；
浸胶辊、张力辊等要经常维护刷洗。//半干：与湿法相比，增加了烘干工序，除去了溶剂。与干法相比，无需整套的预浸设备，缩短了烘干时间，使缠绕过程可在室温下进行。提高了制品质量。
缠绕方法（环向缠绕、纵向、螺旋）、影响缠绕性能的因素（原材料性能及缠绕线型、缠绕张力）、制造方法；
?工艺控制
1根据产品使用和设计要求、技术质量指标，进行结构造型、缠绕线型和芯模设计；
2选择原材料；
3产品强度要求、原材料性能及缠绕线型进行缠绕层数计算；
4根据选定的原材料和工艺方法，确定工艺流程及工艺参数；
5根据缠绕线型选定缠绕设备，或为缠绕设备设计提供参数。
第九章拉挤成型
拉挤成型特点：1）自动化、连续化生产工艺2）生产效率高，可多模多件3）拉挤制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥连续纤维的力学性能，产品强度高4）制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求5）制品性能稳定可靠，波动范围在±5％之内6）原材料利用率在95％以上，废品率低7）不能利用非连续增强材料8）产品形状单调，只能生产线形型材（非变截面制品），横向强度不高。
?分类：卧式拉挤成型：间歇式、连续式。立式
?、工艺流程；纤维区、浸渍、预成型、固化、拉拔
?
?工艺控制：工艺参数：模腔温度、树脂温度、模腔压力、树脂粘度、固化速度、固化程度、牵引张力及速度、纱团数量
第十章热压罐成型
?热压罐成型特点：罐内压力均匀、空气温度均匀，适用范围广，成型工艺温度可靠。
投资大，成本高。
?组成：罐体、控制系统、电气系统、气体产生系统、真空系统
?分类：真空袋、压力袋、双真空袋
?成型制备方法；
第十一章挤出成型
?挤出成型特点：单螺秆挤出机主要是靠机头压力产生均质熔体，双螺杆挤出机完全是靠螺杆作用使树脂充分塑化，并与纤维均匀复合。因此，它除具有排气式单螺杆挤出造粒的优点外，比单螺杆挤出机更有效地挤出造粒和利用松散物料。
?
?、分类、挤出成型制备方法、影响挤出成型性能的因素：基体树脂、纤维含量、纤维质量。用纤维增强后，其性能有很大提高//纤维直径越细，强度越高//纤维越长，制品强度越高//纤维分散越均匀，机械强度和热性能就越好
1、模压/层压，温度制度和压力制度的确定
温度制度：装模温度、升温速度、最高模压温度、恒温时间、降温速度、后固化温度（模压料挥发物含量高，不熔性树脂含量低时，装模温度应较低，反之装模温度应较高。厚度。树脂的放热曲线。反应固化时间(模压料的种类)，热量传递的时间(模压料的种类制品结构尺寸、加热装置的热效率、环境温度)）
压力制度：成型压力、加压时机、放气充模等（模压料的种类、质量指标，制品的结构形状尺寸。确定加压时机：a经验，树脂拉丝时；b温度指示，近凝胶温度(DSC测定)；c在大量气体放出之前。快速压制）
加温的作用：增加分子热运动和分子间化学反应的能力，促使树脂塑化和固化。
2、缠绕成型对增强材料的要求：1)航空和航天制品多选用性能优异价格昂贵的碳纤维和芳
纶纤维，民用产品多选用连续玻璃纤维2)满足制品的性能要求3)纤维都必须进行表面处理4)树脂浸渍性好，浸透速度快5)各股纤维张力均匀6)成带性好，不起毛，不断头。
3、真空辅助成型工艺的特点：衍生自RTM工艺，基本特点与RTM相同；树脂流动由真空压力驱动；仅需半面模具，另一面为真空袋；制品一面光滑；低成本工装设备；模具通常需要加热固化树脂，生产周期较长，机械化、自动化程度低；制品力学性能较高，缺陷少；适合制造大型，超大型部件
4、热塑性树脂基复合材料挤出成型的特点：
螺秆挤出机主要是靠机头压力产生均质熔体，双螺杆挤出机完全是靠螺杆作用使树脂充分塑化，并与纤维均匀复合。因此，它除具有排气式单螺杆挤出造粒的优点外，比单螺杆挤出机更有效地挤出造粒和利用松散物料。
5、FRP注射成型过程：
预浸渍料加入料筒，适当加温加压，当物料运动到喷嘴时，粘度应达到最低值，并被迅速注入模腔。在热压作用下固化定型，然后开模取出制品。
6、层压制品的收缩因素：
原材料、模具结构和制品形状、成型工艺条件的影响
7、热压罐成型工艺的特点：
罐内压力均匀、空气温度均匀，适用范围广，成型工艺温度可靠。投资大，成本高。
8、模压成型工艺对树脂的要求：
有良好的流动特性，在室温常压下处于固体或半固体状态(不沾手)，在压制条件下具有一定的流动性，使模压料能均匀地充满压模模腔；适宜的固化速度，在固化时副产物少，体积收缩率小，工艺性好(如粘度易调，与各种溶剂互溶性好，易脱模等)；满足模压制品特定的性能要求
9、简述GMT材料特性及优点：
高机械性能和低密度，设计自由，循环时间短，可回收，抗化学和抗腐蚀能力强，很好的振动性能，优秀的抗裂纹生长能力，低温冲击下无大面积破裂，吸能效果显著
10、阐述长纤维增强热塑料在线模压成型技术的优势：
在线模压成型工艺是以化工材料和增强纤维直接成型生产最终制品，省却半成品制造
11、试分析VARI成型工艺对树脂的要求：
1）黏度低，便于浸渍2）足够长时间内黏度不变，有利于浸透、排气3）可在较低温度下完全固化4）固化时无需额外压力，只需真空压力5）具有良好的力学性能，满足结构使用要求6）具有较高的玻璃化转变温度，满足耐热要求。
12、低收缩、高强度复合材料线材/板材/管复合材料成型工艺
管：手糊，拉挤，缠绕，层压
板材：层压
13、低收缩添加剂的作用机理
树脂受热时膨胀，热固性树脂与热塑性树脂的固化时间不同，热固性树脂首先聚合固化，其在热塑性树脂的热膨胀压力下不能收缩；待温度下降时，热塑性树脂固化收缩，而周围的热固性树脂已固化定型，使得热塑性树脂只能在局部收缩造成微孔，而不会使整体收缩变形。
14、低粘度树脂增稠的办法；
增稠速度与树脂酸值成比例。酸值愈高，增稠效果愈明显。增稠剂活性愈高，增稠效果愈好，所以隔绝空气。微量水分对增稠初期，可提高增稠速度。升温，降低增稠前粘度，但可增快增稠速度
15、高粘度树脂降粘的办法；
稀释剂、降粘剂
16、MgO、CaO对SMC的增稠机理。
1)金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基－COOH进行酸碱反应，生成碱式盐。碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加。MgO和MgOH的碱式盐不进行此脱水反应，CaO和CaOH碱式盐可继续进行此脱水反应。
2)碱式盐与聚酯分子中的酯基(氧原子)以配位键形成络合物。聚酯的分子量成倍提高，
粘度上升而增稠。//一阶段的反应对于达到熟化粘度的时间有决定意义，是分子质量提高和络合反应的基础。二阶段反应对于加速稠化，提高最终熟化粘度有重要作用。
树脂基材料缺点：粘度不适宜；浸润性不好；分子质量分布、环氧值、酸值、挥发分含量等不合要求；含有杂质等
不饱和树脂优缺点：常温固化，常压成型。颜色浅，透光性好。价格低。//固化收缩率大，强度低
环氧树脂的优缺点：1）粘结力强2）固化收缩小，制品尺寸稳定性好3）电绝缘性、耐化学腐蚀性能好4）固化物机械强度高5）树脂保存期长，可制成B阶树脂，有良好制造预浸渍制品的特性。//缺点：1）价格较高2）粘度大(指双酚A型)，一般不适合喷射成型3）固
化时间比聚酯长，必须加热4）固化剂毒性大
不饱和树脂（固化剂）苯乙烯
手糊：纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型，室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化，脱模成制品的工艺方法。
优点：1) 不受尺寸、形状的限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；2) 设备简单、投资少、设备折旧费低，成本低；3) 工艺简单；4) 可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；5) 产品树脂含量高，耐腐蚀性能好// 1) 生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差2) 产品质量不易控制，性能稳定性差3) 产品力学性能较低。
做管子的方法哪些手糊、拉挤挤出缠绕
板材
大概工艺流程（树脂+增强材料）
温度制度：装模温度、升温速度、最高模压温度、恒温时间、降温速度、后固化温度压力制度：成型压力、加压时机、放气重模等
温度制度+压力制度=>成型
做高性能复合材料ppt
什么是高性能
第三章夹层结构
优缺点概述3.1
几种类型：泡沫、蜂窝、波板
第四章模压成型
工艺性：流动性、收缩率、压缩性4.2
流动性如好，低成型温度，但内应（大还是小）
加入低收缩率…剂
短纤维
SMC
增稠热固性的树脂预聚
热塑性加大分子…
增稠剂
温度制度如何获得？
1）仪器的。。
2）
压力制度
第六章层压
胶布的制备工艺A阶→B阶
层压工艺
真空辅助工艺VARI
工艺流程：准备模具，喷涂胶衣，材料铺放、封装、抽真空、配树脂、导入树脂、脱模修整
第九章
拉挤成型
特点：（1）自动化、连续化生产工艺；
（2）生产效率高，可多模多件；
（3）拉挤制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥连续纤维的力学性能，产品强度高；
（4）制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求；
（5）制品性能稳定可靠，波动范围在±5％之内；
（6）原材料利用率在95％以上，废品率低；
（7）不能利用非连续增强材料；
（8）产品形状单调，只能生产线形型材（非变截面制品），横向强度不高。
、分类、工艺流程
工艺控制
第十章
热压罐好>手糊
手糊和拉挤比哪个好
十一章挤出成型
特点、分类、制备方法
影响挤出成型性能的因素
《复合材料工艺与设备》课程介绍 一、课程简介 《复合材料工艺与设备》是复合材料与工程专业复合材料方向的一门主要的专业课，其主要任务是使学生掌握复合材料研究与生产中的各种成型工艺方法、成型工艺原理、复合材料工艺配方设计等方面的系统知识。通过本科程学习，要求学生掌握复合材料的基本性质、原材料的选用、各种典型成型工艺的主要工艺过程与复合原理，并了解这些工艺的主要成型设备。掌握各成型工艺制品的主要性质及其在实际生活中的应用。该课程的学习对本专业其他专业课的学习具有重要的关联作用。 课程的主要教学内容包括： 1、热固性树脂基复合材料的生产工艺与设备要求学生掌握手糊成型、夹层结构成型、模压成型等各种热固性树脂基复合材料成型工艺的原材料选择、工艺特点、成型工艺原理和过程。了解这些成型工艺的发展概况和成型设备。 2、热塑性树脂基复合材料的生产工艺与设备要求学生掌握树脂基体的成型性能、聚合物熔体的流变行为、聚合物的结晶和定向。掌握挤出成型、注射成型及片状模塑料冲压成型等热塑性树脂基复合材料的成型工艺的工艺原理、工艺过程。了解热塑性树脂基复合材料的发展，成型工艺的发展概况和成型设备。 3、无机非金属基复合材料成型工艺及设备掌握短纤维增强水泥的制造工艺、水泥对玻璃纤维的微观侵蚀机理等。了解纤维增强水泥基复合材料的发展概况和纤维水泥的增强机理。了解石膏基和陶瓷基复合材料的发展概况、成型工艺与成型设备。 4、金属基复合材料成型工艺及设备了解金属基复合材料的发展概况和复合工艺。 本课程的实验教学内容共有共有两个实验项目，包括不饱和聚酯树脂粘度的测定和手糊玻璃钢板。 通过本课的教学，掌握树脂基复合材料典型成型工艺如手糊成型工艺、夹层结构成型、模压成型、层压、缠绕、拉挤成型、注射成型等工艺的原材料选用、主要工艺过程与复合原理，了解这些成型工艺的发展概况和成型设备。掌握纤维增强水泥基复合材料的分类、特点、缺陷及应用，短纤维增强水泥的制造工艺、
复合材料工艺大全 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业生产。如： （1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法； （2）喷射成型工艺； （3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）； （4）袋压法（压力袋法）成型； （5）真空袋压成型； （6）热压罐成型技术； （7）液压釜法成型技术； （8）热膨胀模塑法成型技术； （9）夹层结构成型技术； （10）模压料生产工艺； （11）ZMC模压料注射技术； （12）模压成型工艺； （13）层合板生产技术； （14）卷制管成型技术； （15）纤维缠绕制品成型技术； （16）连续制板生产工艺； （17）浇铸成型技术； （18）拉挤成型工艺； （19）连续缠绕制管工艺； （20）编织复合材料制造技术； （21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺； （22）注射成型工艺； （23）挤出成型工艺； （24）离心浇铸制管成型工艺； （25）其它成型技术。 视所选用的树脂基体材料的不同，上述方法分别适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。
复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成 一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。 （2）制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。 ◇成型工艺层压及卷管成型工艺 1、层压成型工艺 层压成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。 层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。 层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。 2、卷管成型工艺 卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。
《复合材料工艺及设备》课程简介及教学大纲1．课程简介 《复合材料工艺及设备》课程简介 课程代码：613010421学分：1 总学时：16 课程性质：专业限选课先修课程：高分子物理、高分子化学 授课对象：材料科学与工程专业本科生 内容提要： 复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多组分固体材料。复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是组分材料的简单加和，有着重要的改进。在复合材料中，通常有一相为连续的相，成为基体；另外一相为分散的相，称为增强材料。 通过该课程的学习，使学生掌握复合材料的制备原理和生产过程、工艺流程的共性和特点，使学生对复合材料材料的性能、生产过程和应用有较全面地了解。 2．教学大纲 《复合材料工艺及设备》教学大纲 一、课程性质与教学目的 本课程是针对材料类专业本科生而开设专业限选课。过对本课程的学习，使学生了解复合材料的基本知识、基体和增强体种类和特点，聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料的特点、制备和应用。 二、基本要求 通过本课程的学习，学生应对复合材料的发展概况有一个基本的了解，掌握复合材料的基本知识，包括增强原理，基体、增强体材料，复合材料的界面，熟悉各类复合材料的制备方法、性能特点和应用。 三、教学内容及教学要求 第1章绪论（3学时掌握） 1.1复合材料发展概况 1.2复合材料的基本性能
1.3复合材料的成型工艺 1.4 选择成型方法的原则 第2章手糊成型工艺及设备（3学时掌握） 2.1原材料的选择 2.2手糊成型模具与脱模剂 2.3手糊成型工艺过程 2.4 喷射成型工艺及设备 第3章夹层成型工艺及设备（2学时掌握） 3.1概述 3.2蜂窝夹层结构制造工艺及设备 3.3泡沫塑料夹层结构制造工艺及设备 第4章模压成型工艺及设备（2学时掌握） 4.1概述 4.2模压料 4.3模压工艺及设备 第5章层压工艺及设备（2学时理解） 5.1概述 5.2胶布制备工艺及设备 5.3层压工艺及设备 第6章缠绕成型工艺及设备（2学时理解） 6.1概述 6.2芯模 6.3缠绕规律 6.4 缠绕工艺及设备 第7章注射成型工艺及设备（2学时理解） 7.1 概述 7.2 热塑性树脂基复合材料注射成型工艺 7.3 热固性树脂基复合材料注射成型工艺 四、学时分配 五、习题及自学要求
复合材料成型工艺大全及说明 复合材料成型工艺是复合材料工业的发展基础和条件。随着复合材料应用领域的拓宽，复合材料工业得到迅速发展，老的成型工艺日臻完善，新的成型方法不断涌现，目前聚合物基复合材料的成型方法已有20多种，并成功地用于工业 生产。 视所选用的树脂基体材料的不同，各方法适用于热固性和热塑性复合材料的生产，有些工艺两者都适用。复合材料制品成型工艺特点：与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： （1）材料制造与制品成型同时完成一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在选择材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。（2）制品成型比较简便一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅 需一套模具便能生产。 ◇ 层压及卷管成型工艺1、层压成型工艺层压 成型是将预浸胶布按照产品形状和尺寸进行剪裁、叠加后，
放入两个抛光的金属模具之间，加温加压成型复合材料制品的生产工艺。它是复合材料成型工艺中发展较早、也较成熟的一种成型方法。该工艺主要用于生产电绝缘板和印刷电路板材。现在，印刷电路板材已广泛应用于各类收音机、电视机、电话机和移动电话机、电脑产品、各类控制电路等所有需要平面集成电路的产品中。层压工艺主要用于生产各种规格的复合材料板材，具有机械化、自动化程度高、产品质量稳定等特点，但一次性投资较大，适用于批量生产，并且只能生产板材，且规格受到设备的限制。层压工艺过程大致包括：预浸胶布制备、胶布裁剪叠合、热压、冷却、脱模、加工、后处理等工序。2、卷管成型工艺卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品 成型方法，其原理是借助卷管机上的热辊，将胶布软化，使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下，辊筒在运转过程中，借助辊筒与芯模之间的摩擦力，将胶布连续卷到芯管上，直到要求的厚度，然后经冷辊冷却定型，从卷管机上取下，送入固化炉中固化。管材固化后，脱去芯模，即得复合材料卷管。卷管成型按其上布方法的不同而可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是：首先清理各辊筒，然后将热辊加热到设定温度，调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下，将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈，然后放下压辊，将引头布贴在热辊上，同时将胶布拉上，盖
热塑性复合材料成型工艺 热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，国外称FRTP （Fiber Rinforced Thermo Plastics）。由于热塑性树脂和增强材料种类不同，其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。 从生产工艺角度分析，塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类：（1）短纤维增强复合材料①注射成型工艺；②挤出成型工艺；③离心成型工艺。（2）连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型；②片状模塑料冲压成型；③片状模塑料真空成型；④预浸纱缠绕成型；⑤拉挤成型。 热塑性复合材料的特殊性能如下： （1）密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1～1.6g/cm3，仅为钢材的1/5～1/7，比热固性玻璃钢轻1/3～1/4。它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。一般来讲，不论是通用塑料还是工程塑料，用玻璃纤维增强后，都会获得较高的增强效果，提高强度应用档次。 （2）性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能，都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多，因此，其选材设计的自由度也就大得多。 （3）热性能一般塑料的使用温度为50～100℃，用玻璃纤维增强后，可提高到100℃以上。尼龙6的热变形温度为65℃，用30%玻纤增强后，热形温度可提高到190℃。聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃，用30%玻纤增强后，使用温度可提高到310℃，这样高的耐热性，热固性复合材料是达不到的。热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4～1/2，能够降低制品成型过程中的收缩率，提高制品尺寸精度。其导热系数为0.3～0.36W(㎡·K)，与热固性复合材料相似。 （4）耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性，主要由基体材料的性能决定，热塑性树脂的种类很多，每种树脂都有自己的防腐特点，因此，可以根据复合材料的使用环境和介质条件，对基体树脂进行优选，一般都能满足使用要求。热塑性复合材料的耐水性优于热固性复合材料。 （5）电性能一般热塑性复合材料都具有良好的介电性能，不反射无线电电波，透过微波性能良好等。由于热塑性复合材料的吸水率比热固性玻璃钢小，故其电性能优于后者。在热塑性复合材料中加入导电材料后，可改善其导电性能，防止产生静电。 （6）废料能回收利用热塑性复合材料可重复加工成型，废品和边角余料能回收利用，不会造成环境污染。 由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能，应用领域十分广泛，从国外的应用情况分析，热塑性复合材料主要用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。 1、注射成型工艺 注射成型是热塑性复合材料的主要生产方法，历史悠久，应用最广。其优点是：成型周期短，能耗最小，产品精度高，一次可成型开关复杂及带有嵌件的制品，一模能生产几个制品，生产效率高。缺点是不能生产纤维增强复合材料制品和对模具质量要求较高。根据目前的技术发展水平，注射成型的最大产品为5kg，最小到1g，这种方法主要用来生产各种机械零件，建筑制品，家电壳
《复合材料工艺与设备》简答与论述（▲为重点内容） 1原材料 （1）GF生产工艺中，浸润剂分为哪几种类型？它们的作用是什么？（概念题里有详解） （2）▲根据CF原丝的选择原则，生产CF常用的原丝种类有哪些？（聚丙烯睛纤维，沥青纤维，粘胶纤维） 2、手糊成型工艺 （1）▲根据手糊成型的工艺特点，说明对增强纤维和基体树脂的选择原则及常 用GF制品和树脂的种类？P12-14 （2）GFR高级模具的基本要求？如何制备GFRP高级模具？P17-19 （3）▲手糊成型工艺对外脱模剂的基本要求？并举例说明外脱模剂的主要类型 及应用特点？P20-21 （4）▲分析手糊成型工艺GFR制品常见缺陷的原因如：表面发粘、气泡、流胶、胶衣层起皱、分层、固化不完全等。P29-31 3、RTM喷射、热压釜工艺 （1）喷射成型有哪几种形式？P32 （2）喷射成型中垂流与浸渍不良原因是什么？如何防治？P35 （3）热压釜主要结构及装置有哪些？P41 （4）▲与其他工艺相比，RTM t哪些特点？P49 （5）何为RIM RRIM SRIM工艺？（分别是反应注射模塑、增强型反应注射模塑、结构反应注射模塑）P51-54 4、夹层结构工艺 （1）GFR夹层结构的特点及应用。P56-57 （2）聚氨酯泡沫塑料夹芯材料的生产原理。P66-68 （3）金属蜂窝夹芯材料的生产流程。P61 （4）蜂窝夹层结构生产中常见问题和解决方法。P64 （5）泡沫夹层结构通常有哪几种制造方法。P66 5、模压成型工艺 （1）▲ SM（树脂糊包括哪些基本组分？P83 （2）SMC中内脱模剂种类有哪些？作用机理如何？P91 （3）▲ SMC常用增稠剂的化学增稠机理如何？P86 （4）▲ SMC中低收缩添加剂的作用机理如何？P87 6、层压成型工艺 （1）层压板的主要类型？P135 （2）▲胶布生产的工艺参数？质量指标？以及相互关系？P136-139
复合材料工艺与设备 增强纤维（CF,GF）的生产工艺与设备（表面处理工艺与设备） 玻璃纤维在生产过程中辅助材料的作用：浸润剂的种类，作用 种类：增强型浸润剂和纺织型浸润剂； 作用：1、润滑-保护作用；2、粘结-集束作用； 3、防止玻璃纤维表面静电荷的积累；4、为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要的特性；5、使玻璃纤维获得与基材有良好的相容性及界面化学结合或化学吸附等性能 C纤维生产工艺中，惰性气体和张力的作用 惰性气体作用：①保护新生产的纤维不受氧化②作为传热介质③排除裂解产物（非C元素）。张力的作用：①使分子取向②使分子结构规整③产生轴向拉伸应力 增强纤维在表面处理工艺中的影响因素 玻璃纤维表面处理的影响因素：①处理剂的种类；②偶联剂的用量1~%；③处理方法（前处理法、后处理法、迁移法）；④烘焙温度与时间（偶联剂与GF的硅层结构的最佳结合程度）； ⑤偶联剂溶液的配制（PH值的调节，一般用5%的氨水）。 手糊成型工艺与设备 手糊工艺的特点：优点：1、守护成型不受产品尺寸和形状的限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；2、设备简单、投资少、设备折旧费低；3、工艺简单；4、易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料；5、制品树脂含量高，耐腐蚀性好；缺点：1、生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差；2、产品质量不易控制，性能稳定性不高；3、产品力学性能较低。 原材料选择原则：1、产品设计的性能要求；2、手糊成型工艺要求；3、价格便宜，材料容易取得。聚合物基体的选择原则：1、能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物得产生。2、能配制成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为。3、无毒或低毒；4、价格便宜。增强纤维的选择原则：以玻璃纤维为例，工艺特点：1、很好的疏松性；2、铺覆的变形性；3、纤维的均匀性。 先进手糊法的种类：喷射成型、热压釜、树脂传递模塑与反应注射模塑。 RTM（树脂传递模塑）基本工艺过程：将液态热固性树脂及固化剂，由计量设备分别从储桶
0常用的增强材料 0常用的树脂基体（包括热塑性、热固性） 0常用的成型工艺 典型的液体成型：树脂传递模塑(RTM)、树脂膜渗透（RFI）、VARTM、VARI、SCRIMP、RLI 典型的热固性树脂成型：模压、喷射、RTM、RIM、拉挤、缠绕… 典型的热塑性成型：挤出、GMT、LFT、注射… 0工艺流程及其特点 0成型工艺参数及其控制 CM 复合材料 FRP 纤维增强塑料 FRTP 纤维增强热塑性塑料 SMC 片状模塑料 DMC 团状模塑料 BMC 块状模塑料 RTM 树脂传递模塑 RIM 反应注射模塑 RRIM 增强反应注射模塑 GMT 热塑性片状模塑料 AS AS树脂，丙烯腈—苯乙烯共聚物 CM是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。 高性能：高强度、高模量、耐高温、低密度、轻质高强、力学性能好、耐热性好、介电性能好。有些热防护功能、透波功能、吸波功能、阻尼功能等。 高性能树脂基复合材料的制备： 1）选材好，选用耐热性能、力学性能好的树脂基体； 2）选材好，选用力学性能比较好的碳纤维或者高性能的玻璃纤维； 3）成型方法要选择合适； 4）关键的成型设备要选择好； 5）成型工艺控制好，通过优化成型工艺条件，可以大幅提升材料性能。
第三章夹层结构 由高强度的蒙皮(表层)与轻质芯材组成的一种结构材料。 弥补玻璃钢弹性模量低、刚度差的不足。在同样承载能力下，大大减轻结构的自重。 加芯材的目的：维持两面板之间的距离，使夹层面板截面的惯矩和弯曲刚度增大。 优缺点 泡沫：质量轻、刚度大、保温隔热性能好、强度不高 蜂窝：质量轻、强度大、刚度大//应用：构件尺寸较大、强度要求较高的部件 波板：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。 第四章模压成型 ?什么是模压？将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力作用下，固化成型制品的方法。 加热加压的作用：使模压料塑化、流动，充满空腔，并使树脂发生固化反应 模压料的工艺性：流动性、收缩性、压缩性。 流动性。在一定温度和压力下模压料充满模腔的能力。如流动性好，可用较低成型温度、压力，较容易成型复杂制品。过大，会导致树脂流失或纤维局部聚集，制品性能下降。过小，物料不能充满模腔或局部缺料，无法成型。 成型压力↑，剪切速率↑，流动性↑。在较低温度范围内T↑，η↓，流动性↑，T继续升高，流动性↓。在开始一段时间内t↑，流动性↑，继续延长t，流动性↓。分子结构压缩性原材料、模具结构和制品形状、成型工艺条件 ?模压料的组成：短纤维增强材料、树脂基体材料、辅助材料 控制：树脂溶液浓度，纤维长度，浸渍时间，烘干条件 制备：预混、预浸，浸毡法 与质量控制 ?短纤维模压料质量控制指标：树脂含量；挥发物含量；不溶性树脂含量SMC基本组成：不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜(聚乙烯或聚丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。 SMC的增稠、低收缩作用、 SMC生产工艺：树脂糊制备，上糊操作，纤维切割沉降、浸渍、稠化 及其控制、模压工艺参数 第六章层压成型
无机非金属复合材料的成型工艺—纤维增强水泥基复合材料 【摘要】纤维增强水泥基复合材料作为新型工程材料已在土木工程多领域中得到广泛地应用。目前在水泥复合材料中掺加一定量的纤维，可以改善并且提高水泥复合材料的物理、力学等性能指标。 【关键词】纤维增强复合材料水泥 1、发展及应用 自60年代开始，纤维增强水泥基复合材料的研究和开发有较大进展。1964年，丹麦科学家应用复合材料理论探讨纤维增强无机与有机凝胶材料的机理。1967年英国人试制成功抗碱玻璃纤维增强波特兰水泥砂浆。随后美、日等国也相继投产。我国进入80年代用抗碱玻璃纤维增强低碱铝硅酸盐水泥，现已取得一定成效。目前广泛用于各种建筑物中以及工程装备中。 2、特点 纤维增强水泥基复合材料与普通混土相比，其显著特点是轻质高强，具有良好的断裂韧性。其拉压比一般可达1/4～1/6(普通混凝土为1/10)。 3、复合材料的组成 1、纤维增强水泥原材料 3.1.增强材料 纤维加入脆性的水泥基体中，其作用是提高水泥集体的抗拉强度和韧性，改善其冲击强度和疲劳性能。增强水泥所用纤维按其化学组成可分为金属纤维，无机纤维和有机纤维三大类。 用于增强水泥的纤维可分为短切纤维、连续纤维或纤维织物等。目前国内外使用最多的为短切纤维。 2.水泥基体材料 硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、高铝矿渣水泥等 4、成型工艺及设备 GRC的成型方法有喷射法、预拌法、注射法、铺网法、缠绕法等多种方法。其中玻璃纤维增强水泥复合材料使用最多的方法是喷射成型法。 1、成型工艺 A：直接喷射法 用人工手动或通过机械移动装置使切割喷射机在模型上方作往复移动，将纤维水泥砂浆喷在模型表面。
复合材料制造工艺 第一章概述 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把材料、信息、能源作为社会文明的支柱；80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。复合材料作为材料科学中一枝独立的新的科学分支，已经得到了广泛的重视，正日益发展并在许多工业部门中得到广泛运用，成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方面。 鉴于材料的重要的基础地位和作用，每一次科学技术的突飞猛进，都对材料的性能提出了越来越高、越来越严和越来越多的要求。现如今在许多方面，传统的单一材料已经不能满足实际需要，在这种情况下，人们以其充满智慧的头脑将材料的新的发展方向伸向一个更加广阔的领域——复合材料。 本文就将对复合材料的基本概念、加工中的理论问题、制备工艺与方法和典型的应用加以阐述，希望能够比较全面的对复合材料做一个介绍。 首先我们来给复合材料下一个明确的定义。根据国际标准化组织（International Organization for Standardization, ISO）为复合材料下的定义，复合材料（Compose Material）是由两种或者两种以上物理和
化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合材料的组份材料虽然保持其相对独立性，但是复合材料的性能却不是组份材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。在复合材料中通常有一相为连续相（称为基体），而另一相为分散相（增强材料）。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之间存在着相界面，分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。 复合材料的出现和发展，是现代科学技术不断进步的结果，也是材料设计方面的一个突破。它综合了各种材料如纤维、树脂、橡胶、金属、陶瓷等的优点，按照需要设计，复合成为综合性能优异的新型材料。可以预见，如果用材料作为历史分期的依据，那么，继石器、青铜、铁器、钢铁时代之后，在21世纪，将是复合材料的时代。 在概述的余下一些篇幅中，我们来大致了解一下关于复合材料的一些基本内容。 一、复合材料的命名和分类 复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。将增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”即为材料名。为书写简便，也可仅写增强材料和基体材料的缩写名称，中间加一条斜线隔开，后面再加“复合材料”。有时为了突出增强材料或者基体材料，视强调的组份不同也可将不需强调的部分加以省略或简写。 复合材料的分类方法很多，常见的分类方法有以下几种：
树脂基复合材料成型工艺介绍（1）：模压成型工艺 模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺的主要优点：①生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；②产品尺寸精度高，重复性好；③表面光洁，无需二次修饰；④能一次成型结构复杂的制品；⑤因为批量生产，价格相对低廉。 模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。 模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：①纤维料模压法是将经预混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。 ②碎布料模压法将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在金属模具中加温加压成型复合材料制品。③织物模压法将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。④层压模压法将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。⑤缠绕模压法将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。⑥片状塑料（SMC）模压法将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。⑦预成型坯料模压法先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。 模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品种。 1、原材料 （1）合成树脂复合材料模压制品所用的模压料要求合成树脂具有：①对增强材料有良好的浸润性能，以便在合成树脂和增强材料界面上形成良好的粘结；②有适当的粘度和良好的流动性，在压制条件下能够和增强材料一道均匀地充满整个模腔；③在压制条件下具有适宜的固化速度，并且固化过程中不产生副产物或副产物少，体积收缩率小；④能够满足模压制品特定的性能要求。按以上的选材要求，常用的合成树脂有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚丁二烯树脂、烯丙基酯、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺树脂等。为使模压制品达到特定的性能指标，在选定树脂品种和牌号后，还应选择相应的辅助材料、填料和颜料。 （2）增强材料模压料中常用的增强材料主要有玻璃纤维开刀丝、无捻粗纱、有捻粗纱、连续玻璃纤维束、玻璃纤维布、玻璃纤维毡等，也有少量特种制品选用石棉毡、石棉织物（布）和石棉纸以及高硅氧纤维、碳纤维、有机纤维（如芳纶纤维、尼龙纤维等）和天然纤维（如亚麻布、棉布、煮炼布、不煮炼布等）等品种。有时也采用两种或两种以上纤维混杂料作增
复合材料原理与工艺课程习题 1、 增强体和功能体在复合材料中起的主导作用？ 答：1）填充：用廉价的增强体，特别是颗粒状填料可降低成本。 2）增强：（a ）功能体可赋予聚合物基体本身所没有的特殊功能。功能体 的这种作用主要取决于它的化学组成和结构。(b)纤维状或 片状增强体可提高聚合物基复合材料的力学性能和热性能。 其效果在很大程度上取决于增强体本身的力学性能和形态 等。 2、复合材料区别于单一材料的主要特点？ 答：1）不仅保持其原组分的部分优点，而且具有原组分不具备的特性； 2）材料的可设计性 ； 3）材料与结构的一致性。 3、材料复合效应的分类？ 答：（1）线性效应：线性指量与量之间成正比关系。平行效应、平均效应、相 补效应、相抵效应。 （2）非线性效应：非线性指量与量之间成曲线关系。相乘效应、诱导效应、 共振效应、系统效应。 4、建立材料的微观模型包含的内容？ 答：1）材料的几何结构模型，2）材料的物理模型，即计算场量的理论和方法。 5、推导并联传递方式中，复合材料的阻力系数 答：设外作用场强度为I 入，经均质材料响应后，传递输出场强度为I 出，则 材料总传递动力为：ΔI=I 入—I 出。（1） 材料传递时的阻力系数为α时，则传递通量q 为：q= -1/α×ΔI/Δl (2) 对于并联型复相结构，相间无能量交换，则系统的总通量q c 为各组分相同量之和：q c =Σq i (l ×V i ) (3) 式（2）代入式（3），得：qc= -Σ1/αi ×V i ×ΔI i /Δl i 由于组分相传递推动力梯度相等，故有： q c = —（Σ1/αi ×V i ）×ΔI/Δl= —1/α0×ΔI/Δl 则αc 为：1/αc =Σ1/αi ×V i 6、复合材料的界面层，除了在性能和结构上不同于相邻两组分相外，还具有哪些特点； 答: (1) 具有一定的厚度； (2) 性能在厚度方向上有一定的梯度变化； (3) 随环境条件变化而改变 。 i i c V ?=∑αα11
复合材料模压工艺 复合材料由于其众所周知的优异性能及各种工艺的日益成熟、原材料来源丰富、成本下降、可靠性提高,使其受到用户与生产者双方的青睐,越来越多地取代传统金属材料,我们的时代已进入了复合材料时代。据美国塑料工业协会复合材料所(Society of the Plastics Industry's Instit ute)1997年元月27日发表的年度统计报告表明:1996年美国复合材料的销售量为161万吨,比1995年的158.5万吨增长约1.6%,是复合材料的销售量连续第五年增长。据预测,1997年以及以后五年内复合材料销售量仍会连续增长。 聚合物基复合材料模压成形工艺在各种成形工艺方法中占有重要地位,主要用于异型制品的成形,因而所用的成形压力高于其它工艺方法。 由于模压成形工艺所需设备简单,又能对纤维料、碎布、毡料、层压制品、缠绕制品、编织物进行模压成形,因而被各种规模的复合材料生产企业所普遍采用,复合材料模压工艺也几乎为各生产单位家喻户晓。因此,本文并不打算对模压复合材料制品工艺进行系统介绍,仅就影响复合材料制品质量的一些重要环节谈谈体会,因为就复合材料复杂结构异型件而言,保证质量、提高合格率比一般制件更为重要,难度也更大。 一、对复合材料模压制品质量产生影响的因素 模压成形工艺的基本过程是将一定量的经过一定预处理的模压料放入预热的压模内,施加较高的压力使模压料充满模腔。在预定的温度条件下,模压料在模腔内逐渐固化,然后将制品从压模内取出,再进行必要的辅助加工即得到最终制品。 从上述过程看,完成最终制品涉及的因素有模压料本身、压模模具、加压加温的热压机等;最重要的当是压制工艺,本文将单列一节予以重点讲述;还有工作环境和辅助加工等。 1.模压料 任何形式的模压料(碎布料、毡料、长、短纤维),在装模前均应使其按预定比例与树脂均匀浸渍。对经溶剂稀释的树脂溶液,在浸渍纤维后应充分晾置使溶剂挥发。晾置时间与环境温度湿度有关。 2.压制模具 制品用的模具除应保证在工作压力下的强度、刚度条件以外,主要应考虑能给制品的各部位、各方向较均匀地加上压力。一定的拔模斜度既能保证制品顺利出模,又能起到侧向加压的作用。模具设计尽量使制品整体成形,既可保证制品的强度、刚度,又可减少辅助加工工序和工装模具数量。 在模具上应开有流胶槽使多余的胶料顺利排出。 压模的成型表面应至少进行抛光或镀铬,使光洁度在Δ9以上,以保证顺利脱模。 应在模具靠近型腔部位开设测温孔。 模具本身,必要时考虑设计一定的附件以保证较方便地实现脱模。
第一章 1.复合材料定义：是指两种或两种以上不同材料，用适当的方法复合成一种新材料，其性能比单一材料性能优越。根据基体材料不同，分为金属基复合材料，非金属基复合材料，树脂基复合材料 2.复合材料最大特点，是性能具有可设计性。影响复合材料性能的因素很多，主要取决于增强材料的性能，含量及分布情况，基体材料的性能和含量，以及它们之间的界面结合情况。 3.树脂基复合材料的使用温度一般为60摄氏度到250摄氏度；金属基复合材料为400摄氏度到600摄氏度；陶瓷基复合材料为1000摄氏度到1500摄氏度。复合材料硬度主要取决于基体材料的性能，一般硬度为陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料 4.就力学性能而言，复合材料的力学性能取决于增强材料的性能，含量和分布，以及基体材料的性能和含量。 复合材料的耐自然老化性能，取决于基体材料的性能和与增强材料的界面粘结。一般优劣次序为，陶瓷基复合材料大于金属基复合材料大于树脂基复合材料。 导热性能的优劣比较为：金属基复合材料大于陶瓷基复合材料大于树脂基复合材料。 5.选择成型方法时应考虑： ①产品外形构造和尺寸大小 ②材料性能和产品质量要求 ③生产批量大小及供应时间（允许的生产周期）要求 ④企业可能提供的设备条件及资金 ⑤综合经济效益，保证企业盈利 第二章 1.手糊成型：又称接触成型。是用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温（或加热），无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。 手糊成型按成型固化压力可分为两类：接触压和低压（接触压以上）。前者为手糊成型，喷射成型。后者包括对模成型，真空成型，袋压成型，热压釜成型，树脂传递模塑（RTM）和反应注射模塑（RIM）成型。 2.聚合物基体的选择：能配置成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为200-500厘泊聚合物集体包括不饱和聚酯树脂，环氧树脂和辅助材料。其中，辅助材料包括稀释剂（分为活性稀释剂和非活性稀释剂），填料（在糊制垂直或倾斜面层时，为避免“流胶”，可在树脂中加入少量活性SiO2处变剂），色料。 3.增强材料包括玻璃纤维（E-玻璃纤维，也称无碱纤维；C-玻璃纤维；A-玻璃纤维，有碱纤维；S-玻璃纤维，高强纤维；M-高弹玻璃纤维；L-防辐射玻璃纤维），碳纤维（聚丙烯腈纤维，沥青纤维，粘胶纤维），Kevlar纤维。 玻璃纤维制品：玻璃纤维无捻粗纱，短切纤维毡，无捻粗砂布，玻璃纤维细布，单向织物4.手糊成型模具分为单模和对模。单模分为阳模和阴模。 玻璃钢高级模具：用玻璃钢制作，可获得“镜面效果”的，高光泽度，高平整度手糊制品的模具。 高级模具的要求： （1）具有足够的强度、刚度。 （2）具有一定硬度、耐热性能承受树脂固化放热的收缩作用。 （3）工作面外形尺寸精确，表面平顺，无潜藏气泡和针孔。 （4）光泽度达到80-90光泽单位或者目测有清晰的镜面反光。 （5）抛光后模具表面残留划痕度小于0.1μm。
《复合材料及工艺》复习提纲 第一章、绪论 1.了解复合材料的定义、分类及应用。 答：（1）定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合阳成的一种多相固体材料。（2）分类： 聚合物基复合材料（PMC）:热固性树脂基、热塑性树脂基、橡胶基 金属基复合材料（MMC）：轻金加基、高熔点金属基、金加间化合物基 陶瓷基复合材料（CMC）：高温陶瓷基、玻璃基、玻璃陶瓷基 水泥基复合材料（CeMC） 碳基体复合材料（C/C） 按功能分：结构复合材料和功能复合材料 （3）应用：航空航天，一般工业（汽车、化工、建筑、机械、船舶等），体育用品，生物医学，其他。 2.FRP、GFRP、FRTP各代表什么意思。 答：FRP： fiber reinforced plastics,纤维增强塑料； GFRP： glass fiber reinforced plastics,玻璃纤维增强幫料；FRTP： fiber reinforced thermal plastics,纤维增强热塑性塑料。 3.什么是ACM?其判据是什么？ 答：ACM： advanced composite materials,先进复合材料。先进复合材料是以碳纤维、硼纤维、芳纶纤维作为增强体，具有高的比强度、比模虽:、剪切强度和剪切模量、高温性能、耐热性的复合材料。 判断依据： 比强度=强度/材料密度比强度2（4X106cm）单位量纲（cm） 比模量=模量/材料密度比模量$（4X108cm）单位量纲（cm） 第二章、复合材料理论基础 1.（1）复合材料中增强体的作用是什么？常见的增强体有哪些（至少列出6种）？ 答：增强体是指在复合材料屮骑着增加强度、改善性能作用的组分。复合材料屮增强体主要分为：纤维、晶须和颗粒等。纤维增强体可分为：无机纤维和有机纤维 无机纤维（玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维） 有机纤维（芳纶纤维、尼龙纤维、聚烯坯纤维） （2）最常见的玻纤是什么？其网络结构假说赋予它什么特性？ 答：无碱玻纤（E-玻纤） 结构假说：微品结构假说和网络结构假说。 网络结构假说:二氧化硅四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成的不规则三维网络, 网络空间由Na、K、Ca. Mg等阳离子填充，它们与02■连接，而与网络不直接相连。 一定数目的多而体遵循类似品体结构规则排列，形成近程有序。也就是，微观上不均匀, 宏观上均匀的结构，反映到性能上是各向同性。 考点：玻纤的杨氏模最在纤维轴向为70GPa,贝IJ垂肓?于纤维轴力向的杨氏模最为70GPa （3）碳纤维的特性是什么？按原料分碳纤维的主要种类包括什么？描述某一种碳纤维的制备
绪论1. 复合材料是指由两种或两种以上的不同材料，通过一定的工艺复合而成的，性能优于原单一材料的多相固体材料。按基体材料不同可分为：金属基复合材料，无机非金属复合材料，树脂基复合材料。 2. 复合材料的主要性能特点：轻质高强，可设计性好，工艺性能好，热性能好，耐腐蚀性能好，电性能好，其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。第一章1. 手糊成型：用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型，室温或加热、无压或低压条件下固化，脱模成制品的工艺方法。 2. 手糊成型工艺的优点：1、不受尺寸、形状的限制；2、设备简单、投资少；3、工艺简单；4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。 3. 手糊成型工艺的缺点1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；2、产品性能稳定性差；3、产品力学性能较低。 4. 选用的原材料必须满足3 点要求1、产品设计的性能要求2、手糊成型工艺要求3、价格便宜、材料容易取得 5. 聚合物基体的选择选用原则：1.能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物产生。2.能配制成粘度适当的胶液、适宜手糊成型的胶液粘度为0.2Pa·S~0.5Pa·S。 3.无毒或低毒。4.价格便宜。 6. 不饱和聚酯树脂的固化原理：固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。 7.不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程，共聚反应过程的三个主要阶段：链引发、链增长、链终止。 8.不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、阻聚剂、光敏剂等。 9. 交联剂要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂、促进剂、染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。常用交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。 10. 苯乙烯的优缺点：优点：粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。缺点：沸点较低（145℃），易挥发，有一定毒性，对人体有害。 11. 引发剂:引发剂可以产生自由基，引发树脂体系进行固化反应。引发剂一般为过氧化物, 其通式为ROOR`。引发剂的主要类型有：氢过氧化物、酸过氧化物、酮过氧化物、酯过氧化物、二酰基过氧化物。最常用的有：过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮（混合物）、过氧化甲乙酮（混合物） 12. 过氧化物的特性指标：以活性氧含量；临界温度；半衰期来评价 13. 促进剂:这种能使引发剂降低分解活化能，降低引发温度的物质称为促进剂。 14. 阻聚剂:为了增加不饱和聚酯树脂的贮存稳定性，调节适用期，常在聚酯树脂中加入阻聚剂。最常用的阻聚剂有：对苯二酚、叔丁基对苯二酚、硝基苯、亚硫酸盐等 15.手糊制品为什么要在表面覆盖聚酯薄膜？自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2 的反应速度慢104 倍，一般聚酯树脂制品固化时，表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖，也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类，否则自由基与周围空气中的O2 、H2O 反应，耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而发粘。 16. 环氧树脂的性能及特点：在树脂基复合材料中，用量仅次于不饱和树脂.其综合性能明显优于不饱和树脂。在受力构件、耐碱、电性能要求较高的场合一般使用环氧树脂。主要类型
复合材料的预浸料模压成型工艺 预浸料模压成型工艺基本过程是：将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产品。 1．压制前的准备 (1)装料量的计算 在模压成型工艺中，对于不同尺寸的模压制品要进行装料量的估算，以保证制品几何尺寸的精确，防止物料不足造成废品，或者物料损失过多而浪费材料。常用的估算方法有①形状、尺寸简单估算法，将复杂形状的制品简化成一系列简单的标准形状，进行装料量的估算：②密度比较法，对比模压制品及相应制品的密度，已知相应制品的重量，即可估算出模压制品的装料量：③注型比较法，在模压制品模具中，用树脂、石蜡等注型材料注成产品，再按注型材料的密度、重量及制品的密度求出制品的装料量。 (2)脱模剂的涂刷 在模压成型工艺中，除使用内脱模剂外，还在模具型腔表面上涂刷外脱模剂，常用的有油酸、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、有机硅油、硅脂和硅橡胶等。所涂刷的脱模剂在满足脱模要求的前提下，用量尽量少些，涂刷要均匀。一般情况下，酚醛型模压料多用有机油、油酸、硬脂酸等脱模剂，环氧或环氧酚醛型模压料多用硅脂和有机硅油脱模剂，聚酯型模压料多用硬脂酸锌、硅脂等脱模剂。 (3)预压 将松散的粉状或纤维状的模压料预先用冷压法压成重量一定、形状规整的密实体。采用预压作业可提高生产效率、改善劳动条件，有利于产品质量的提高。 (4)预热 在压制前将模压料加热，去除水分和其它挥发份，可以提高固化速率，缩短压制周期；增进制品固化的均匀性，提高制品的物理机械性能，提高模压料的流动性。 (5)表压值的计算