复合材料介绍

ｎｄｏｗ　ｆｏｒ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ　

材料（Ｗ　Ｐ　Ｃ）　

・绍　

ＷＰＣ）产品具有　工艺科学高效、技　

，既是～项利用废　Ｅ为宝的项目．又是　和社会效益且可持　

，该项目以既成熟　蔓弃木材（下脚料、　菱弃纤维素（稻糠、　；）以及回收的废弃　笋）为主要原料。通　压等加工手段。生　塑木复合材料。其　质感和性能具备弹性体与木材的优点。　其物理机械性能更是优于纯木制品。产　品不仅具有良好的木质感。而且具有许　多木材没有的特性，诸如克服了木质材　料吸水率高、易形变开裂、易被虫蛀变霉　等缺点。由于生产原料中废弃资源的利　用高达９９％以上，因此本项目可大大提　高废弃物的综合利用率。降低因废弃资　源处理不当造成的环境污染。对世界环　境综合整治工程具有十分明显的促进作　用。　塑木复合材料可广泛用于制作物流　用托盘、铁路枕木、道路窨井盖以及应　用于建筑、装潢等领域。尤其在园林景　观、户外装潢、海滩湖边、亭园护拦、　道路栏杆等场合更能显示其材料特性。　；　

生活小区塑木栏杆的运用　口　●●

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美新引进的全自动塑木生产储存输送系统　

美新全自动塑木生产线（车间实景）　

３）采用计算机辅助塑料模具分析设　计软件专门设计制造的挤出模具，有效　地保证了复合型材的机械性能、尺寸精　度和生产效率。　三、技术特点　１】　美新针对不同原料、不同品种和制品的要求而采用不同的原材料配方。使　用的原材料中９５％以上为生活或工业废塑料和农业废弃纤维素，以经济、可行的加　工技术。制成高附加值的产品。　

生活或工业废塑料和农业废弃纤维素　

墨■　

塑木复合材料被广泛运用于建筑景观等领域　

２）生产工艺科学合理，产品质量稳定，生产过程全自动化。　３）　复合材料及其制品兼备木材与塑料的双重特性。该材料可锯、可裁、可　刨、可钉，制品的各项性能指标均可与硬木产品相媲美，产品具有刚度（弹性模量）和韧　性（冲击强度），既能承受静载、动载，又能承受冲击。价格性能比明显优于其它纯塑料　或纯木质制品。　

非金属材料及复合材料

学习目标：了解非金属材料和复合材料的种类、性能特点及应用，特别是塑料、橡胶、陶瓷、复合材料的性能特点及应用。

本章导读：塑料与橡胶为有机高分子材料，与金属相比质量轻，具有金属材料不可比拟的特殊性能，使用极为广泛；陶瓷为无机非金属材料，具有高硬度、耐蚀的性能，除日用陶瓷外，工业上使用的特种陶瓷更具有其独特的性能，在机械加工、航空航天、化学工业等领域都有应用；复合材料是由两种或多种材料组成的多相材料，具有较好的综合性能，其应用越来越受到广泛的重视，大家熟悉的玻璃钢、塑钢门窗、羽毛球拍等，都是用复合材料制造的。

第一节 塑料与橡胶

塑料与橡胶属高分子材料，目前，全世界合成高分子材料的年产量按体积计已超过钢铁材料，并正以每年14%的速度增长，其使用领域广泛，涉及工业制造及日常生活。

高分子材料是由若干原子按一定规律重复地连接而成的长链分子，长链分子的最大伸直长度可达毫米级，其分子量一般大于5000。高分子材料按来源可分为天然高分子（天然橡胶、蚕丝、皮革、木材等）和合成高分子化合物（塑料、橡胶等）。

合成高分子化合物是由一种或几种单体（简单结构的低分子化合物）聚合而成的，因此高分子化合物又称高聚物或聚合物。如聚乙烯分子就是由单体乙烯经聚合反应连接而成：

n（CH2=CH2）—— --[ CH2—CH2 ]-- n

乙烯 聚乙烯

高分子化合物的化学组成一般并不复杂，是由重复连接的结构单元组成的，这种重复连接的结构单元称为“链节”，如聚乙烯中的 --[ CH-2—CH2 ]--。大分子链之间存在的相互作用力使链节连接起来，其连接方式决定了高分子化合物的性能。

一、塑料

1．塑料的组成

塑料的主要组成是合成树脂和添加剂。合成树酯是具有可塑性的高分子化合物的统称，它是塑料的基本组成物，它决定了塑料的基本性能，塑料中合成树酯含量一般为30%~100%。树酯在塑料中还起粘结剂的作用，许多塑料的名称是以树酯来命名的，如聚苯乙烯塑料的树酯就是聚苯乙烯；添加剂的作用主要是改善塑料的某些性能或降低成本，常用的添加剂有填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂等。 2．塑料的分类

颗粒增强铝基复合材料的介绍与研究

作为金属基复合材料的一种，铝基复合材料有着最广泛的发展和应用。这是一种通过在基体中加入一些具有特殊性能的增强体材料（如具有高硬度、耐磨的陶瓷颗粒）来制备在性能上优于基体金属的复合材料的方法。为了使材料的的力学性能和致密性达到最好，充分发挥弥散增强的效果，所以要选择适当大小、密度和数量的颗粒来作为增强体。本文主要介绍颗粒增强铝基复合材料的优点以及如何选择基体和增强体。

标签： 颗粒增强；基体；增强体

铝基复合材料——目前种类最多、应用最广的MMCs。因为其性能优异、研究深入，所以是MMCs阵营中不可或缺的重要成员。铝的面心立方结构决定了其会有良好的塑韧性，除此之外它良好的加工性能和价格便宜等许多优点都促成了它在工程上的广泛使用。而其质量轻、塑性好等优点在制备复合材料时同样也是不可多得的优点，所以铝基复合材料发展最快。因为铝合金综合性能比铝更加优异，所以铝基复合材料多选用铝合金作基体。其增强体则多种多样，既可以是连续增强长纤维，也可是短纤维或颗粒。颗粒增强金属基复合材料就是指增强相是以颗粒的形式存。基体的作用是把通常平均直径大于1微米的颗粒粘合在一起。常用增强体颗粒有：TiC、TiB2等陶瓷颗粒还有石墨颗粒甚至是金属颗粒等。

颗粒增强铝基复合材料

颗粒增强型金属基复合材料（简称PRMMC），是复合材料的一个重要的分支。PRMMC的最大特点成本较低使其应用范围变广，同时材料综合性能也不错。和纤维增强型金属基复合材料相比，PRMMC有着各向同性和加工工艺更为简单的特点。

虽然从理论说只要复合材料中增强体颗粒尺寸越小，其带来的强化效果就会越强，材料的力学性能也就越好。这是忽略复合材料制备过程而得出的结论。实际在铝基复合材料制备时，如果增强体颗粒太小就会使基体熔液粘度太大，颗粒团聚在一起不易分开。这样不仅达不到均匀弥散的制备要求，而且界面反应也不好掌握，最终可能导致材料中增强相不均匀或者发生有害界面反应。当然颗粒也不能太大，太大就会使颗粒有重量，从而导致颗粒可以依靠其自身的重量产生沉没或漂浮，最终结果就是出现严重的铸造偏析，同样造成材料中增强体颗粒分布不均匀。通常颗粒尺寸为5～20μm。同时对于颗粒数量的控制也尤为重要，因为直接影响到材料的致密度。如果颗粒数量太少，则起不到很好的力学承载作用，达不到获得高性能的初衷。太多则会由于颗粒团聚而使得材料致密度下降，颗粒之间连接不紧密，基体合金不能连续承受载荷，从而造成颗粒在缺陷处脱落，使材料失效，降低了使用寿命。

2012.No16󰀷0摘 要 复合材料以其优异的特性得到了越来越多人的重

视，随着其应用范围和应用量的不断增加，人们对其质量的要求

也越来越高。在这种情况下，各种检测手段便开始被应用在了复

合材料的质量检测中。其中，无损检测技术 (简称NDT)以其不破

坏材料完整性等优点而成为亮点。本文对复合材料和无损检测进

行了介绍，着重介绍了无损检测技术在复合材料检测中的应用。

关键词 复合材料 无损检测

在现代高技术中,材料技术已与信息技术、能源技术并列

为三大支柱技术,而高新技术对于新材料的依赖也变得越来越突

出。由于复合材料具有高的比强度和比刚度,性能可设计自由度

高,抗腐蚀和抗疲劳能力高,减震性能好,可以制成所需的任意形

状的产品和综合发挥各组成材料的优点等特性,复合材料已经和

无机材料、金属材料和高分子材料一起成为材料领域的四个方

面之一[1]。

复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存,在实

际应用中,即使经过研究和试验制定了合理的工艺,但在复合材

料结构件的制造过程中还有可能产生缺陷,引起质量问题,甚至

导致整个结构件的报废,造成重大经济损失。因此自20世纪70年

代起,国外针对复合材料的制造和应用开展了全方位的无损检测

技术研究。20世纪80年代后,许多适应复合材料特点的无损检测

新技术、新方法相继诞生,为解决复合材料的无损检测、促进复

合材料的推广应用发挥了重要作用[2]。

1 复合材料

复合材料（Composite Materials）一词，国外20世纪50年

代开始使用，国内使用大约开始于60年代，复合材料是一类成分

复杂的多元多相体系，很难准确地予以定义。比较简明的说法

是，复合材料是由两种或两种以上的不同性能、不同形态的组分

材料通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分

材料的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能。

《材料大词典》对复合材料给出了比较全面完整的定义：

复合材料是由有机高分子、无机非金属、活金属等几类不同材