树脂基碳纤维复合材料成型工艺现状及发展方向
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碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势碳纤维增强复合材料是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优点的新型复合材料,已经广泛应用于航天航空、汽车、船舶、体育器材等领域。
近年来,随着科技的发展和需求的增加,碳纤维增强复合材料技术也在不断进步,呈现出以下发展现状和趋势。
1.材料性能提升:随着碳纤维及复合材料制备技术的不断改善,碳纤维增强复合材料的力学性能得到了极大的提升。
例如,新型的高性能碳纤维材料具有更高的拉伸强度和模量,可以满足更高的工程性能要求。
2.成本降低:由于碳纤维和树脂材料的价格较高,导致碳纤维增强复合材料的成本相对较高。
为了降低成本,正在研究开发更加经济实用的碳纤维制备技术,比如通过改变纤维结构、调整成纤维化学组成等方式降低成本。
3.制备工艺改进:为了更好地满足不同工程应用的需求,人们正在不断改进碳纤维增强复合材料的制备工艺。
例如,采用新的纤维排列方式、改变纤维束的堆放方式等,可以提高材料的强度、断裂韧性和耐疲劳性。
4.新型纤维增强材料的研发:除了传统的碳纤维增强复合材料,人们还在研究开发其他类型的纤维增强材料,如陶瓷纤维、金属纤维等。
这些新型纤维材料可以通过与树脂组合使用,进一步提高复合材料的力学性能和耐高温性能。
5.应用领域的拓展:碳纤维增强复合材料已经成功应用于航空航天和汽车行业,而随着技术的进步,复合材料的应用领域将进一步拓展。
例如,在新能源领域,碳纤维增强复合材料可以用于制造风力发电机叶片和光伏支架;在医疗器械领域,可以制备高性能的假体和支架等。
总之,碳纤维增强复合材料技术在不断发展中,其性能提升、成本降低、制备工艺改进、新型材料研发和应用领域拓展等方面都显示出明显的趋势。
这一技术的进步将进一步推动碳纤维增强复合材料在各个领域的应用,并为新材料和新技术的研发提供更加广阔的空间。
碳纤维复合材料的成型工艺一、碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维增强体和树脂基体组成的新型高性能材料。
它以其轻质、高强度、高刚度、耐疲劳、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、汽车制造、体育器材、建筑结构等领域得到了广泛的应用。
本文将探讨碳纤维复合材料的成型工艺,分析其重要性、挑战以及实现途径。
1.1 碳纤维复合材料的特点碳纤维复合材料的特点主要包括以下几个方面:- 轻质高强:碳纤维具有很高的比强度和比模量,使得复合材料在保持轻质的同时,具有很高的承载能力。
- 高刚度:碳纤维复合材料的刚度远高于传统材料,可以提供更好的结构稳定性。
- 耐疲劳:碳纤维复合材料具有优异的耐疲劳性能,适用于承受反复循环载荷的应用。
- 耐腐蚀:碳纤维复合材料对多种腐蚀性介质具有很好的抵抗力,适用于恶劣环境。
1.2 碳纤维复合材料的应用领域碳纤维复合材料的应用领域非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 航空航天:用于飞机结构、发动机部件等,以减轻重量、提高性能。
- 汽车制造:用于车身、底盘等部件,以提高燃油效率和车辆性能。
- 体育器材:用于自行车、网球拍、高尔夫球杆等,以提供更好的运动性能。
- 建筑结构:用于桥梁、高层建筑等,以提高结构的承载能力和耐久性。
二、碳纤维复合材料的成型工艺碳纤维复合材料的成型工艺是实现其优异性能的关键环节。
不同的成型工艺会影响材料的性能和应用范围。
2.1 预浸料成型工艺预浸料成型工艺是一种常用的碳纤维复合材料成型方法。
该工艺首先将碳纤维与树脂基体预先混合,形成预浸料,然后在模具上铺设预浸料,通过热压或真空袋压等方法固化成型。
预浸料成型工艺具有成型效率高、产品质量好等优点。
2.2 树脂传递模塑成型工艺树脂传递模塑(RTM)成型工艺是一种先进的复合材料成型技术。
该工艺通过将树脂注入闭合模具中,使树脂在模具内流动并浸润碳纤维,最终固化成型。
RTM工艺可以实现复杂形状的制品成型,且具有较低的生产成本。
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要碳纤维复合材料是一种具有很高强度和轻质化特性的新型材料。
它由碳纤维和树脂等基质材料组成,具有优异的力学性能和低密度,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将对国内外碳纤维复合材料的现状以及研究开发方向进行概述。
首先,国内外碳纤维复合材料的现状可以概括为以下几个方面。
一是碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。
由于碳纤维复合材料具有高强度、低密度和热稳定性等特点,被广泛应用于航空航天领域,如飞机机体、发动机和燃气涡轮等部件。
二是碳纤维复合材料在汽车领域的应用。
汽车制造商越来越倾向于采用碳纤维复合材料制作汽车车身和结构件,以提高汽车的燃油效率和减轻车重,提高车辆的性能。
三是碳纤维复合材料在体育器材领域的应用。
碳纤维复合材料制作的高级运动器材,如高尔夫球杆、网球拍和自行车等,具有很高的刚性和强度,能够提高运动员的表现水平。
四是碳纤维复合材料在船舶领域的应用。
船舶结构件的重量和强度对于船舶的性能至关重要。
碳纤维复合材料具有高强度和轻质化特性,因此被广泛应用于船舶制造,可以提高船舶的性能和节能减排。
接下来,本文将重点讨论国内外碳纤维复合材料的研究开发方向。
一是开发新型碳纤维原料。
目前,市场上主要使用的碳纤维原料是聚丙烯腈纤维。
研究人员正在开发新型纤维原料,如石墨烯、纳米碳纤维等,以提高碳纤维的力学性能和热稳定性。
二是改善碳纤维与基质材料的界面粘结性能。
碳纤维与树脂等基质材料的界面粘结性能对复合材料的力学性能和耐久性影响很大。
研究人员正在探索提高界面粘结性能的方法,如表面改性和介入增韧等。
三是提高碳纤维复合材料的制备工艺。
制备工艺是影响碳纤维复合材料质量的关键因素之一、研究人员正在开发新的制备工艺,如预浸法、纺丝法和层合法等,以提高复合材料的力学性能和制造效率。
四是研究碳纤维复合材料的寿命与损伤机理。
碳纤维复合材料容易受到外界环境和应力加载的影响,会出现疲劳和损伤现象。
论文——树脂基复合材料的发展和应用现状摘要:树脂基复合材料是近年来受到越来越多关注的新型材料,它具
有良好的力学性能和耐热性能,可以广泛用于航天、航空、汽车、建筑、
索具等领域。
本文从历史发展角度出发,分析了树脂基复合材料的发展历
史及其现状,并从不同角度探讨了它们的特性、应用前景及发展趋势。
一、树脂基复合材料的发展历史
树脂基复合材料可追溯至20世纪50年代,当时,美国空军和NASA
科研机构首先提出了树脂基复合材料的应用设想,并在实际工程中开发出
了多种树脂基复合材料。
20世纪70年代,随着航空及航天技术的发展,
树脂基复合材料也迅速得到了应用。
此后,随着机械、电子等领域的发展,树脂基复合材料的应用越来越广泛,甚至可以说树脂基复合材料成为了目
前一种重要的新材料。
二、树脂基复合材料的特性
1、质轻:树脂基复合材料具有极低的密度,可以显著降低材料的重量,相比于钢材、铝材等金属材料,树脂基复合材料的重量更轻;
2、耐热性能好:树脂基复合材料具有优异的耐热性能,可以在极高
温度条件下正常使用,这使得树脂基复合材料可以用于航空航天等领域;
3、结构坚固:树脂基复合材料具有良好的力学性能。
碳纤维复合材料发展现状碳纤维复合材料是一种具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优点的材料,因而具有广泛的应用前景。
在航空航天、汽车、体育用品等领域都有着重要的应用。
目前,碳纤维复合材料发展势头强劲,下面将从材料配方、生产工艺和应用领域三个方面探讨其发展现状。
首先,材料配方是碳纤维复合材料发展的基础。
随着材料科学的不断进步,碳纤维复合材料的配方也在不断改进。
传统的碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体组成,而现在则有更多的材料被引入其中,例如陶瓷颗粒、金属纤维等,以增强其性能。
此外,纳米技术的应用也为碳纤维复合材料的配方提供了新的思路。
其次,生产工艺是碳纤维复合材料发展的重要环节。
传统的生产方法主要是手工层叠,虽然能够获得优秀的性能,但是生产周期长、效率低。
随着机器人技术和3D打印技术的发展,碳纤维复合材料的生产工艺也发生了很大地变革。
现在,自动化生产线已经能够实现连续生产,并且可以根据产品设计进行定制生产,大大提高了生产效率和产品的一致性。
最后,碳纤维复合材料在各个领域的应用也在不断扩大。
在航空航天领域,碳纤维复合材料被广泛应用于飞机的机身、翅膀等关键部件,以减轻飞机重量,提高燃油经济性能。
在汽车领域,碳纤维复合材料可以用于汽车车身、底盘等部件,以提高车辆的安全性和节能性。
在体育用品领域,碳纤维复合材料逐渐取代传统材料,成为高档的高尔夫球杆、网球拍等产品的制造材料。
总的来说,碳纤维复合材料发展现状良好。
通过不断优化配方和改进生产工艺,碳纤维复合材料的性能得到了显著提升。
同时,各个领域对该材料的需求也在不断增加,推动了碳纤维复合材料产业的快速发展。
然而,碳纤维复合材料的成本仍然较高,且在大规模生产中尚存在技术难题,这些都是需要攻克的挑战。
但随着技术的进一步发展和应用的推广,相信碳纤维复合材料的未来会更加广阔。
2024年热固性树脂基复合材料市场发展现状摘要热固性树脂基复合材料作为一种具有优异性能的新型材料,广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
本文从市场规模、应用领域、技术发展等方面对热固性树脂基复合材料市场的现状进行了综合分析和研究。
通过对市场前景的展望,指出了相关产业发展的方向和发展趋势。
1. 引言热固性树脂基复合材料是通过将热固性树脂与增强材料(如碳纤维、玻璃纤维等)进行复合制备而成的一种高性能材料。
由于其具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等高端领域。
2. 市场规模热固性树脂基复合材料市场在过去几年取得了快速发展,市场规模不断扩大。
根据研究机构的数据统计,2019年全球热固性树脂基复合材料市场规模达到xx亿美元,并且预计在未来几年内还将保持稳定增长。
亚太地区是热固性树脂基复合材料市场的主要消费地区。
3. 应用领域3.1 航空航天热固性树脂基复合材料在航空航天行业中的应用非常广泛。
航空航天器结构材料、飞机外壳、液氧/液氢燃料储罐等都可以采用热固性树脂基复合材料制造,以提高飞机的性能和耐久性。
3.2 汽车制造随着汽车工业的发展,对材料的性能要求也越来越高。
热固性树脂基复合材料具有重量轻、强度高、抗冲击性好等特点,被广泛应用于汽车车身、座椅等部件的制造中,以提升汽车的安全性和节能性。
3.3 能源热固性树脂基复合材料在能源领域的应用也十分重要。
太阳能电池板的背板材料以及风力发电机叶片等都可以采用热固性树脂基复合材料制造,以提高能源装备的效能和可靠性。
4. 技术发展热固性树脂基复合材料的技术发展一直是市场关注的焦点。
目前,随着碳纤维、玻璃纤维等增强材料的不断改进和热固性树脂的研发,热固性树脂基复合材料的力学性能和工艺性能得到了极大提高。
同时,也出现了一些新的技术和工艺,如预浸料、自愈合复合材料等,进一步拓宽了热固性树脂基复合材料的应用领域和市场。
5. 市场前景与发展趋势热固性树脂基复合材料市场未来的发展前景非常广阔。
碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料是一种具有高强度、高模量、耐腐蚀性和轻质化等优良性能的新型材料,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将对碳纤维增强树脂基复合材料的制备工艺、性能特点及应用前景进行介绍。
首先,碳纤维增强树脂基复合材料的制备工艺包括原材料选取、预处理、成型、固化等多个环节。
在原材料选取方面,需要选择优质的碳纤维和树脂,并对其进行表面处理以提高其界面粘合性。
在成型过程中,可以采用手工层叠、自动纺织、注塑成型等方法,根据不同的产品要求进行选择。
固化工艺则是利用热固化或者光固化技术,使得树脂基复合材料达到预期的性能指标。
其次,碳纤维增强树脂基复合材料具有优异的性能特点。
首先是高强度和高模量,碳纤维本身具有很高的强度和模量,与树脂复合后可以进一步提高材料的整体性能。
其次是耐腐蚀性,碳纤维不易受到化学腐蚀,使得复合材料在恶劣环境下依然能够保持稳定的性能。
此外,碳纤维增强树脂基复合材料还具有轻质化的特点,可以大幅减轻产品重量,提高使用效率。
最后,碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域有着广阔的应用前景。
在航空航天领域,碳纤维增强树脂基复合材料可以用于制造飞机机身、发动机零部件等,以提高飞行器的整体性能。
在汽车领域,该材料可以用于制造车身结构、悬挂系统等,以提高汽车的安全性和燃油经济性。
在船舶领域,碳纤维增强树脂基复合材料可以用于制造船体、桅杆等,以提高船舶的耐久性和航行性能。
在体育器材领域,该材料可以用于制造高性能的运动器材,如高尔夫球杆、网球拍等,以提高运动员的比赛水平。
综上所述,碳纤维增强树脂基复合材料具有广泛的应用前景,制备工艺成熟,性能优异,是一种具有发展潜力的新型材料。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,相信碳纤维增强树脂基复合材料将会在更多领域展现出其独特的优势和价值。
碳纤维树脂基复合材料发展现状碳纤维树脂基复合材料是一种具有轻质、高强、高刚度等优异性能的高级材料,具有广泛的应用前景。
本文主要就碳纤维树脂基复合材料的发展现状做一个简单的介绍。
碳纤维树脂基复合材料就是由一种或多种纤维(通常是碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维等)与树脂(通常是环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺树脂等)混合形成的一种材料。
其主要特点是具有轻质、高强、高刚度等优点,是一种高性能的结构材料。
由于其优异的性能,碳纤维树脂基复合材料在航空航天、汽车、轨道交通、运动器材、电子设备、建筑结构等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域,碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于飞机机身、机翼、发动机罩等部位,以提高其结构强度和减轻重量,从而提高飞行性能。
在电子设备领域,碳纤维树脂基复合材料可以用于制作高性能的塑料外壳、散热片、接线板等,从而提高电子设备的性能和可靠性。
在建筑领域,碳纤维树脂基复合材料可以用于制作桥梁、钢结构加固、水泥结构加固等,以提高建筑物的结构强度和耐久性。
1.技术发展碳纤维树脂基复合材料技术的发展趋势是向高强、高刚度、高稳定性、高耐疲劳性和高阻尼性方向发展。
同时,随着工艺技术的不断改进,碳纤维树脂基复合材料的成本也在不断降低。
2.市场应用碳纤维树脂基复合材料的需求量不断增长。
据统计,自2015年至2020年,全球汽车零部件市场的碳纤维树脂基复合材料需求量将增长50%以上,显示出碳纤维树脂基复合材料在汽车等领域的市场前景广阔。
3.新材料研究碳纤维树脂基复合材料的研究方向主要有三个:一是探索新的纳米材料和基质树脂,以提高复合材料的机械性能和阻燃性能;二是探索新的加工工艺和模具材料,以提高加工效率和模具寿命;三是探索新的表面涂层和涂装工艺,以提高复合材料的耐腐蚀性能和美观性能。
总之,碳纤维树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的高性能材料,在未来的发展中将继续发挥其优势,服务于人类的生产和生活。
树脂基碳纤维复合材料成型工艺现状及发展方向与金属材料相比,高性能纤维复合材料成本高,所以必须在纤维复合材料结构件制造过程中广泛实现自动化和数字化相结合的现代复合材料制造技术,以达到降低飞机全寿命周期内成本的目的。
国外飞机碳纤维复合材料制造技术现状1 复合材料用量大幅提高目前,国外新一代军机和民用运输机已普遍采用高性能树脂基碳纤维复合材料,第四代战机复合材料用量占飞机结构重量的20%~50%,干线客机约为10%~50%。
以波音777为例,在其机体结构中,铝合金占70%、钢11%、钛7%,复合材料仅占到11%,而且复合材料主要用于飞机辅件。
但到波音787时,复合材料的使用出现了质的飞跃,其用量已占到结构重量的50%,不仅数量激增,而且已用于飞机的主承力构件。
2 构件集成化、整体化、大型化复合材料是大型整体化结构的理想材料,与常规材料相比可使飞机减重15%~30%,结构设计成本降低15%~30%,制造成本大幅降低。
复合材料还克服了金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点,增加了飞机的耐用性,改善了飞机的维修性,同时也带来了飞机客舱的舒适性。
美国CAI计划将复合材料结构整体成型技术列为其最主要的关键技术之一,并于2001年开始用于F-35(JSF)的验证上。
在波音787之前,飞机的机身段由约2500个配件、3万个螺钉组装起来,现在通过采用集成化的整体机身结构,使生产方式更简单、更可靠,且显著减少了零件数目,减重约达20%。
3 制造设备大型化在复合材料制造设备上,国外民机广泛采用了高效的双头铺带机、自动铺放设备、大型热压罐及超声检测设备等,为高速生产机体结构提供了保障。
ASC工艺系统公司已制造出用于波音787复合材料机身段固化的、世界上最大的热压罐。
该热压罐最大压力1.02MPa,最高温度232℃,作业区面积9m×23m,容积2214m3,重量500t以上。
Flow International公司制造了超大型喷水切割机,用于长达30m的波音787全复合材料结构机翼蒙皮层合板的切割,床身为36m×6.5m。
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料,已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。
本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析,并探讨其在各个领域的应用现状。
通过对国内外相关研究的综述,本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势,以及面临的挑战和机遇,以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。
在文章的结构上,本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述,为后续的研究奠定理论基础。
接着,文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程,分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。
在此基础上,文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状,包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。
文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战,如成本、性能优化、环保等问题,并提出相应的解决方案。
文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景,探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。
通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析,本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示,推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。
二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。
近年来,随着科技的不断进步,该领域取得了显著的突破和进展。
树脂体系的创新:树脂作为复合材料的基体,其性能直接影响着复合材料的整体性能。
传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等,虽然在很多领域有广泛应用,但随着性能要求的提升,新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。
这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗,以及更好的机械性能,为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。
增强材料的多样化:增强材料是复合材料中的关键组成部分,其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。
浅析碳纤维复合材料的应用现状与发展趋势上伟碳纤维复合材料有限公司 224000摘要:本文通过阐述碳纤维复合材料在成型工艺应用方面的现状,希望能够通过对加工工艺的重点考量,分析碳纤维复合材料在不同领域的作用。
包括航空航天、汽车、风电、体育休闲等等,从而研究其未来的发展趋势,也给相关从业者提供一定的帮助。
关键词:碳纤维复合材料;应用现状;发展趋势一、碳纤维复合材料的分类碳纤维指的是95%以上的含碳量且具备高强度、高模量的一种特种纤维材料,它通过复合材料的加工而形成。
碳纤维复合材料通常以碳纤维、金属、陶瓷等等进行融合与反复加工,成为符合功能要求的结构性材料。
碳纤维复合材料相较于金属材料,具备着耐腐蚀、耐高温、便于设计等等诸多优点。
按基体的不同,可以将碳纤维复合材料分为树脂基复合材料、碳复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、橡胶基复合材料等等。
碳纤维复合材料在全世界范围之内拥有着广泛的材料消费市场,总占比约为80%,可见碳纤维复合材料已经成为了材料市场当中的主流消费材料。
本文主要介绍碳纤维复合材料的成型工艺以及具体使用情况。
二、树脂基复合材料(CFRP)成型工艺CFRP拥有着许多的成型技术,近些年来,预成型件成型技术通过采用综合成型形式,减少使用的零件,也能够一定程度的降低成型的成本,已经得到了广泛的应用。
它避免分层剥离技术的应用难点,在航空飞机结构构造、汽车的构件制备等方面得到充分利用。
2.1模压成型工艺模压成型是一种非常传统的工艺形式,它是由普通的塑料制品模压成型逐渐转化而来。
在加工的过程当中,通过将碳纤维预浸料置于上下模之间,从而利用专业的设备进行加工过程。
将模具放置在液压成型台上,在高温高压的作用之下,让树脂材料产生固化反应,得到最终的制品。
这种工艺加工形式具备着制件质量优、技术处理高效的优势,而且它能够在尺寸精度方面得到较高控制,且加工形式不易受周围环境的影响。
但是其总体的投入成本较高,也容易受到机械设备的限制,拥有着前期模具制造复杂的缺点[1]。
先进树脂基复合材料的现状及应用第一篇:先进树脂基复合材料的现状及应用先进树脂基复合材料的现状及应用摘要:先进树脂基复合材料以其比强度比模量高、良好的耐疲劳性能、良好的抗腐蚀性能、成型工艺的多选择性等独特优点获得广泛应用和迅速发展。
本文简要介绍了先进树脂基复合材料的特性,并结合其特性从应用的角度总结了先进树脂基复合材料的应用和前景。
关键字:树脂基复合材料现状应用前言先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成,具有明显优于原组分性能的一类新型材料[ 1 ]。
先进树脂基复合材料具有比传统结构材料优越得多的力学性能,可设计性优良,还兼有耐化学腐蚀和耐候性优良、热性能良好、振动阻尼和吸收电磁波等功能。
目前,随着复合材料工业的迅速发展,树脂基复合材料正凭借其本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐蚀、质感美观等优点,越来越受到人们的青睐。
先进树脂基复合材料的现状据有关部门的统计,全世界树脂基复合材料制品共有4万多种,全球仅纤维增强复合材料产量目前达到750多万t,从业约45万人,年产值415亿欧元,其生产能力与市场分布情况为:北美32%、亚太地区35%、欧洲30%、其他地区3%[ 2 ]。
目前,全世界高性能树脂基复合材料的产量超过300万t,高性能热塑性复合材料的产量为120多万t,其应用领域主要为:汽车行业占23%、建筑业21%、航空业17%、体育运动领域11%[ 3 ]。
从全球发展趋势来看,近几年欧美复合材料生产均持续增长,亚洲的日本发展缓慢,而中国特别是中国内地的市场发展迅速。
我国树脂基复合材料研究,经过多年的发展,在生产技术、产品种类、生产规模等方面迈过了由小到大的台阶,产量已经仅次于美国,居世界第2位,其市场分布为:建筑40%、管罐24%、工业器材12%、交通6%、船艇4%、其他14%[ 4-6 ]。
我国高性能树脂基复合材料发展水平不高,所采用的基体主要有环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等。
碳碳复合材料及工艺发展现状
目前,碳碳复合材料的工艺发展主要集中在以下几个方面:
1.现有碳纤维增强材料的改进:目前常用的碳源主要是聚丙烯和型号;而用于制备碳纤维的聚丙烯和型号已经达到了相对成熟的阶段,其性能稳定、质量可控。
但是,仍有一些问题需要解决,如增强纤维的强度和模量,以及在高温下的热稳定性。
2. 新型纤维增强材料的开发:为了进一步提高碳碳复合材料的性能,研究人员一直在开发新型的纤维增强材料,如碳纤维纳米管(Carbon Nanotubes,简称CNTs)、石墨烯(Graphene)等。
这些新型材料具有优
异的力学性能和导电性能,可以用于增强复合材料的强度和导热性能。
3.制备工艺的改进:碳碳复合材料的制备工艺主要包括热裂解法、化
学气相沉积法和热压烧结法等。
目前已经取得了很大的进展,在制备工艺
上进行了许多改进,如优化炭化和石墨化的工艺参数、提高复合材料的热
稳定性和抗氧化腐蚀性能等。
4.表面涂层技术的应用:为了改善碳碳复合材料的抗氧化性能和降低
摩擦损失,一种有效的方式是在复合材料表面涂覆陶瓷或金属涂层。
近年来,一些研究已经开始将表面涂层技术应用于碳碳复合材料中,以提高其
性能。
总的来说,碳碳复合材料的工艺发展正朝着提高材料性能、改进制备
工艺和应用表面涂层技术等方向前进。
随着纳米技术和材料科学的不断发展,碳碳复合材料的性能和工艺将进一步得到提高,为相关行业的发展提
供更多可能性。
先进树脂基复合材料技术发展及应用现状摘要:先进树脂基复合材料是由有机高分子基体材料与高性能纤维增强材料经过特殊成型工艺复合而成的具有2相或2相以上结构的材料,具有性能可设计、高比强度和比刚度、疲劳性能好、耐腐蚀、可整体成型和多功能一体化等优点。
关键词:先进树脂基;复合材料技术发展;应用现状;一、先进树脂基复合材料技术发展1.树脂基复合材料继续向高性能化发展。
树脂基结构复合材料通过提高强度、韧性、抗损伤容限和耐温性能等以实现结构承载能力、耐环境性能和抗冲击性能的提高,持续向高性能化发展。
为适应超高声速飞行器发展的要求,为了进一步提高树脂基复合材料的使用温度,开展了第4代耐温450℃有机无机杂化聚酰亚胺复合材料树脂基体研究,初步获得了玻璃化转变温度高达489℃,可在425℃以上长期使用的第4代有机无机杂化P2SI900HT聚酰亚胺复合材料。
树脂基复合材料的成本一直是制约其在民用领域规模化应用的主要原因之一。
随着低成本碳纤维技术的发展和液体成型、缠绕成型和自动铺放成型等高效工艺技术的应用,先进树脂基复合材料的成本将不断降低,结构复合材料产业也已跨越到由应用不断扩张带动成本持续降低的新阶段。
先进树脂基复合材料不仅在航空航天领域应用比例大幅度提高,还向能源、交通、工程建筑和体育休闲等民用领域快速渗透和规模扩张。
民用工业领域已经逐渐发展为先进树脂基结构复合材料产业的主导力量。
2.结构功能一体化树脂基复合材料呈现多功能化和尖端化趋势。
结构吸波复合材料通过引入新的吸波机制,进一步改善低频吸波性能、使用温度和力学性能。
基于“超材料”结构的吸波复合材料明显拓展了宽频吸收特性,基于“超材料”结构的透波复合材料将彻底改变目前雷达天线罩的设计思路,实现多频透波和透波/吸波一体化,以及通过相关致热和传热机制研究,改善耐大功率密度性能和耐高温性能,以满足大功率发射的要求。
结构抗弹树脂基复合材料将采用碳纤维和聚苯基苯并双噁唑纤维作为主要增强材料,进一步提高部件的刚性、防护性能和力学性能以及发展复合材料车体、炮塔等大型部件的整体制造技术。