复合材料概况
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复合材料初中
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的,具有优良的性能和广泛的应用。
在我们的日常生活中,复合材料无处不在,比如我们常见的玻璃钢、碳纤维等,都是复合材料的一种。
复合材料的应用范围非常广泛,从航空航天到汽车、建筑、体育器材等领域都有着重要的作用。
首先,复合材料具有很高的强度和刚度,这是其它材料所无法比拟的。
比如碳
纤维复合材料,其强度和刚度是传统金属材料的数倍甚至数十倍。
这使得复合材料在航空航天领域有着广泛的应用,可以减轻飞机的重量,提高飞行速度和燃油效率。
其次,复合材料具有优异的耐腐蚀性能和抗老化性能。
传统的金属材料容易受
到腐蚀和氧化的影响,而复合材料可以有效地抵御这些影响,延长材料的使用寿命。
这使得复合材料在海洋工程、化工设备等领域有着广泛的应用。
另外,复合材料还具有设计灵活性高的特点。
通过不同的材料组合和不同的层
压方式,可以得到不同性能的复合材料,满足不同领域的需求。
这种设计灵活性使得复合材料在汽车、建筑等领域有着广泛的应用。
总的来说,复合材料具有很多优良的性能,使得其在各个领域有着广泛的应用。
随着科技的发展和人们对材料性能要求的提高,相信复合材料的应用范围会越来越广,对人类社会的发展会产生越来越重要的影响。
希望大家能够加深对复合材料的了解,发挥其优势,推动社会的进步和发展。
2023年软磁复合材料行业概况及现状:软磁复合材料是电子工业中的重要材料网讯,软磁复合材料主要应用在消费电子和医疗器械以及汽车等领域,生产技术和工艺的不断进步创新下应用领域也渐渐拓宽。
不同的产品应用在不同的市场,智能家居和新能源汽车等都推动着软磁复合材料市场的进展。
软磁复合材料行业进展现状软磁复合材料是一种由软磁材料和非磁性材料组成的复合材料。
它具有高磁导率和低磁滞损耗等优点,广泛应用于电力电子、通信、计算机、汽车电子、医疗器械等领域中的电感器、变压器、电源、磁头、传感器等电子元器件中。
它可以提高电子元器件的效率和稳定性,降低能耗和噪音,并且具有小体积、轻重量、易加工等优点。
近年来,随着电子信息产业的快速进展,软磁复合材料行业也得到了快速进展。
据软磁复合材料行业概况及现状统计,全球软磁复合材料市场规模已经达到数十亿美元,将来还有很大的进展空间。
国内软磁复合材料行业也在不断壮大,已经形成了以国电电气、天津松江、广东鸿图、中航西飞等企业为代表的一批优秀企业。
目前,软磁复合材料行业的主要产品包括软磁芯、磁性传感器、变压器等。
其中,软磁芯是应用最为广泛的产品之一,主要用于电力电子、通信电子、计算机电子等领域。
磁性传感器则主要用于汽车、航空航天、工业自动化等领域,具有高精度、高灵敏度、高稳定性等特点。
变压器是电力电子领域最为基础的产品之一,广泛应用于电力系统、通信系统、铁路系统等领域。
总体来说,软磁复合材料行业进展前景宽阔,但也存在一些问题,如市场竞争激烈、技术含量不高、产品同质化严峻等。
因此,企业需要加强技术研发,提高产品质量,拓展市场渠道,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
软磁复合材料行业前景分析软磁复合材料是指由软磁性粉末和绝缘材料组成的复合材料,具有软磁性和绝缘性能。
它广泛应用于电子、通信、电力、机械等领域,是现代电子工业中不行缺少的材料之一。
随着新能源汽车、智能家居等领域的进展,软磁复合材料的需求量也将逐步增加。
层状金属复合材料行业发展概况及主要方向《层状金属复合材料行业发展概况及主要方向》层状金属复合材料是一种由多层金属板通过一定的方法复合而成的新型材料。
它具有优异的强度、刚性和耐磨性,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、建筑等领域。
随着科技的不断进步,层状金属复合材料行业也在不断发展。
近年来,层状金属复合材料行业发展迅速,主要表现在以下几个方面:首先,在原材料和工艺上不断创新。
随着材料科学和制造技术的不断发展,层状金属复合材料的原材料和工艺也在不断创新。
新的合金材料、复合工艺的应用使得层状金属复合材料的性能得到了大幅提升,为各个行业提供了更加可靠的材料选择。
其次,在应用领域上不断拓展。
层状金属复合材料在航空航天、汽车制造、船舶建造等传统领域得到广泛应用,并且在新能源、电子、医疗器械等行业也有不断的拓展。
这些新的应用领域为层状金属复合材料行业带来了新的增长点。
再次,在环保和可持续发展方面不断引领。
层状金属复合材料的轻质化、高强度、高刚性等特点使得其具有良好的节能环保性能,符合当下社会对于环保和可持续发展的要求。
随着各行业对于环保和可持续发展的重视,层状金属复合材料在市场上得到了更广泛的认可。
未来,层状金属复合材料行业的发展方向主要体现在以下几个方面:首先,加强基础研究和创新能力。
层状金属复合材料行业需要加强基础研究,提高创新能力,推动材料科学和制造技术的不断进步,为层状金属复合材料的发展打下良好的基础。
其次,拓展应用领域,深入产业链。
层状金属复合材料行业应积极拓展应用领域,深入产业链,与相关产业做好合作,为其提供更加个性化的解决方案,提高自身的市场竞争力。
再次,注重环保和可持续发展。
层状金属复合材料行业需要在产品研发和生产中注重环保和可持续发展,积极应对各类环保标准,推动行业的转型升级。
总之,层状金属复合材料行业作为一种新型材料行业,其发展潜力巨大。
在未来,行业应加强创新能力,拓展应用领域,注重环保可持续发展,以更加积极的态度应对社会和市场的挑战,取得更好的发展。
2023年功能性涂层复合材料行业市场调研报告近年来,随着人们对复合材料行业的重视,功能性涂层复合材料市场也在不断地发展壮大。
在市场竞争日趋激烈的背景下,制定科学的市场营销策略可以使企业在市场中占据更有优势的地位。
本文对功能性涂层复合材料行业市场进行了调研分析,旨在了解市场现状和趋势,为企业决策提供参考。
一、市场概况功能性涂层复合材料是由涂层和基材组成的复合材料,以增强材料性能为主要目的。
它具有优良的防腐、抗氧化、耐磨、耐高温等性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
目前,全球功能性涂层复合材料行业市场规模已经达到了1000亿美元,年复合增长率为5%左右。
随着科技的不断进步和产业的升级,功能性涂层复合材料的市场前景十分广阔。
二、市场分析1. 行业竞争格局功能性涂层复合材料市场具有较高的市场集中度,市场前几位的企业占据了市场的大部分份额。
全球领先的企业包括PPG、AkzoNobel、Axalta、Valspar等,它们拥有多年的技术积累和完善的营销网络,具有较高的市场竞争力。
2. 市场需求趋势功能性涂层复合材料的应用范围不断扩大,应用领域的需求也在不断地增加。
其中,建筑和汽车产业的需求量最大。
随着人们对建筑环保和汽车轻量化的关注程度提高,涂层复合材料的需求也将不断增长。
3. 市场驱动因素随着人民生活水平的提高和全球经济的发展,人们对产品的性能和体验的要求越来越高。
这加速了各行业对功能性涂层复合材料的需求。
同时,全球气候变暖和环境污染,给各行业的产品带来了更高的环保要求,这也推动了功能性涂层复合材料的市场需求。
三、市场发展趋势1. 市场规模持续扩大全球功能性涂层复合材料市场规模将在未来10年内继续扩大,年复合增长率将超过5%。
这一增长主要受到建筑和汽车产业的需求增加、对环保和性能要求的提高以及新兴产业的逐渐崛起等多种因素的影响。
2. 技术革新引领市场发展涂层复合材料的研发和应用技术不断地更新,新技术的应用将更好地满足市场需求。
陶瓷基复合材料摘要: 材料是科学技术发展的基础,材料的发展可以推动科学技术的发展,材料主要有金属材料、聚合物材料、无机非金属材料和复合材料四大类. 复合材料是不同的材料结合在一起、形成一种结构较为复杂的材料。
近年来,通过往陶瓷中加入或生成成颗粒、晶须、纤维等增强材料,使陶瓷的韧性大大地改善,而且强度及模量也有一定的提高。
陶瓷复合基材料就是以陶瓷材料为基体,并以陶瓷、碳纤维、难熔金属纤维、晶须、晶片和颗粒等为增强体,通过适当的复合工艺所构成的复合材料。
本文主要综述了陶瓷基复合材料的发展状况,分类,基体,增强体,以及制备工艺等内容。
关键词:陶瓷基复合材料、基体、增强、制备。
1 陶瓷基复合材料的发展概况。
陶瓷材料作为技术革命的新材料早在十几年前就引起了美国的关注。
近年来由于日本、美国、欧洲的竞相研究陶瓷材料技术得到迅速发展。
作为能适应各种环境的新型结构材料陶瓷材料已步入了实用化阶段。
为使陶瓷在更大范围内达到实用化国内外都对能改善陶瓷韧性陶瓷基复合材料进行了广泛研究。
陶瓷基复合材料(CMC)由于具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性等优异性能,是制造推重比10 以上航空发动机的理想耐高温结构材料。
一方面,它克服了单一陶瓷材料脆性断裂的缺点,提高了材料的断裂韧性;另一方面,它保持了陶瓷基体耐高温、低膨胀、低密度、热稳定性好的优点。
陶瓷基复合材料的最高使用温度可达1650℃,而密度只有高温合金的70%。
因此,近几十年来,陶瓷基复合材料的研究有了较快发展。
目前CMC 正在航空发动机的高温段的少数零件上作评定性试用。
2 陶瓷基复合材料的分类按增强材料形态分类,陶瓷基复合材料可分为颗粒增强陶瓷复合材料、纤维增强陶瓷复合材料、片材增强陶瓷复合材料。
按基体材料分类,陶瓷基复合材料可分为氧化物基陶瓷复合材料、非氧化物基陶瓷复合材料、碳/碳复合材料、微晶玻璃基复合材料。
3 瓷基体的种类陶瓷基体材料主要以结晶和非结晶两种形态的化合物存在,按照组成化合物的元素不同,又可以分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等。
三氧化二铝镍-概述说明以及解释1.引言1.1 概述三氧化二铝镍是一种重要的复合材料,由三氧化二铝和镍组成。
三氧化二铝是一种无机化合物,具有高熔点、高硬度、耐热性和化学稳定性等特点,而镍是一种常见的金属元素,具有良好的导电性和磁性。
将这两种材料组合在一起,可以充分发挥它们各自的优势,形成一种具有独特性能和广泛应用领域的新型材料。
本文将对三氧化二铝镍的性质、镍的特性和应用进行详细介绍,通过对其结构、物理性质和化学性质的分析,揭示其在材料领域中的重要作用和应用前景。
最后,通过总结当前研究现状和展望未来发展方向,提出对三氧化二铝镍的进一步研究和应用的建议,以期推动该材料在各个领域的广泛应用。
1.2 文章结构:本文将分为三个主要部分来讨论三氧化二铝镍的相关内容。
首先,在引言部分中,将对三氧化二铝和镍的一般概况进行介绍,以及说明本文的结构和目的。
接着,在正文部分中,将详细探讨三氧化二铝和镍的性质,包括物理性质、化学性质等方面,并分析三氧化二铝镍在工业上的应用情况。
最后,在结论部分,将对全文进行总结,展望未来三氧化二铝镍的发展趋势,并给出结论。
通过这样的结构安排,读者可以清晰地了解到本文的内容框架,有助于他们更好地理解和掌握所述材料的相关知识。
1.3 目的:本文的目的在于深入探讨三氧化二铝镍这一化合物的性质、应用及其在工业和科学领域中的重要性。
通过对三氧化二铝和镍两种物质性质的介绍,结合它们在合成三氧化二铝镍过程中的反应机制,我们将进一步理解这种化合物的特点和优势。
同时,对三氧化二铝镍在材料科学、电池技术、催化剂等领域的广泛应用进行分析,探讨其在未来发展中的潜在用途和挑战。
通过本文的研究,我们旨在为读者提供关于三氧化二铝镍的全面、深入的了解,促进该化合物在工业生产和科学研究中的应用和发展。
2.正文2.1 三氧化二铝的性质三氧化二铝,化学式为Al2O3,是一种无机化合物,常见的形式有α-氧化铝和γ-氧化铝。
它具有以下性质:1. 物理性质:- α-氧化铝是一种白色结晶体,密度为3.95 g/cm³,熔点约为2050。
复合材料组成范文复合材料是由两种或两种以上完全不同的材料组合而成的,通过界面相互作用获得一种新材料。
复合材料通常由增强相和基体相组成。
增强相提供了复合材料的机械性能,而基体相则用来固定增强相。
复合材料的组成方式可以根据不同应用领域的需求而有所不同。
常见的增强相材料有纤维、颗粒和片状物质,如碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、陶瓷颗粒等。
这些增强相材料具有很高的拉伸强度和模量,可以在复合材料中承担荷载。
其中,碳纤维是目前应用最广泛的增强相材料之一,因其具有重量轻、高强度、高模量等优点。
基体相材料可以是金属、陶瓷、聚合物等。
基体相的作用是保持增强相的方向性和形状,同时承受外界的荷载。
常用的基体材料有热固性树脂、热塑性树脂等。
这些材料具有良好的粘合性和成型性,可以使增强相均匀分散在基体中,并提高复合材料的耐热性和耐腐蚀性。
为了增加复合材料的机械性能,常常还会添加填充剂、界面剂和增容剂等。
填充剂可以增加复合材料的硬度和强度,常见的填充剂有硅酸盐、氧化铝等。
界面剂可以提高增强相和基体相的界面结合力,有效防止界面剥离。
增容剂则用于调节复合材料的密度和性能,如碳黑可以扩大热塑性聚合物的分子链间距。
复合材料的制备方法有很多种,常用的方法有注塑成型法、层叠法、浸渍法和螺旋缠绕法等。
注塑成型法是将增强相放在注塑机中加热熔融,通过注射成型得到复合材料制品。
层叠法是将增强相和基体相按照一定的顺序层叠,然后通过压制得到复合材料制品。
浸渍法是将增强相浸渍到基体相中,并通过热固化使其固化成型。
螺旋缠绕法是将增强相缠绕在一个圆柱基体上,然后通过热固化将其固定在基体上。
复合材料的应用非常广泛,主要应用于航空航天、船舶、汽车、体育器材、电子器件等领域。
由于复合材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀、抗疲劳等特点,因此更受到各行各业的重视。
随着科技的不断进步,复合材料的研究和应用将会更加广泛,为人们的生活带来更多的便利和可能性。
复合材料综述复合材料姓名:鲁天阳学号:040204186班级:材料044复合材料综述前言材料是人类赖以生存和发展的物质基础。
20世纪70年代人们把信息、能源、材料作为社会文明的支柱;80年代以高科技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支独立的新的科学分支,已得到广泛重视,正日益发展,并在许多工业部门得到广泛应用,成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方向。
本综述对复合材料的发展、分类、基本性能进行了大概的介绍,并介绍了中国复合材料发展现状和前景。
正文复合材料简介:定义:复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料具有以下几点含义:(1)复合材料的组分是人们有意选择和设计的。
(2)复合材料必须是人工制造的。
(3)复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
(4)复合材料既保持各组分材料性能的优点,又具有单一组元不具备的优良性能。
复合材料的发展概况:人类发展的历史证明,材料是社会进步的物质基础和先导,是人类进步的里程碑,纵观人类利用材料的历史,可以清楚的看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
当前以信息、生命和材料三大科学为基础的世界规模的新技术革命风涌兴起,它将人类的物质文明推向一个新的阶段。
在新型材料的研究、开发和应用,在特种性能的充分发挥以及传统材料的改性等诸多方面,材料学都肩负着重要历史使命。
近30年来,科学技术迅速发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。
在许多方面,传统的单一材料不能满足实际需要,这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法,而向着按预定性能设计新材料的研究方向发展。
学院:材料学院专业班级:材料09-1班姓名:***学号:************复合材料概况人类进步的历史与人类应用材料的历史密切相关。
在迈向现代文明的进程中,人类经历了石器时代、铜器时代、铁器时代、合成材料时代,现已迈入应用复合材料的新时代。
长期以来,人们不断改进原有材料、开发新的材料品种,在实践中积累了丰富的应用材料的经验。
但是,任何一种单一的材料(金属、陶瓷、聚合物),虽有许多优点,但都存在着一些明显的不足,改性也往往是有限的。
随着现代科学技术的迅猛发展,对材料提出了越来越高、越来越严、越来越多的要求,既要求良好的综合性能,如高强度、高刚度、高韧性、低密度等性能,又希望能够在高温、高压、强腐蚀等恶劣的环境下服役。
这些是传统的单一材料所不能满足的。
于是人们想到将一些不同性能的材料复合起来,相互取长补短,这样就出现了复合材料。
复合材料并不是人类发明的新材料,在自然界存在许多天然的复合材料,人类使用复合材料有着悠久的历史。
复合材料定义及特点复合材料是指将两种或以上的不同材料,用适当的方法复合成一种新材料。
各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等复合材料应具有以下三个特点:①复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料,组元之间存在着明显的界面。
②复合材料中各组元不但保持各自的固有特性而且可最大限度发挥各种材料组元的特性,并赋予单一材料组元所不具备的优良持殊性能。
③复合材料具有可设计性。
复合材料的结构通常是一个相为连续相,称为基体;而另一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相,与连续相相比,这种分散相的性能优越,会使材料的性能显著增强,故常称为增强体(也称为增强材料、增强相等)。
在大多数情况下,分散相较基体硬,强度和刚度较基体大。
分散相可以是纤维及其编织物,也可以是颗粒状或弥散的填料。
在基体与增强体之间存在着界面。
复合材料分类按增强材料的形态分类零维:颗粒增强复合材料。
根据颗粒大小,又分为弥散颗粒增强复合材料(100~2500Å)和真正颗粒增强复合材料(微米级)。
一维:纤维增强复合材料。
按纤维长短有分为连续纤维增强复合材料、短纤维增强复合材料和晶须增强复合材料。
按纤维种类有分为玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、硼纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料、金属纤维增强复合材料、陶瓷纤维增强复合材料。
二维:板状复合材料、平面编织复合材料、片状材料增强复合材料。
三维:骨架状复合材料、立体编织复合材料。
按复合材料的用途分类结构复合材料:以承受载荷为主要目的。
主要使用力学性能,以满足高强度、高模量、耐冲击、耐磨损的要求。
这类复合材料通常由基体材料和增强材料组成,其中增强材料起主要作用,由它提供复合材料的刚度和强度,基本上控制了复合材料的力学性能;基体材料起配合作用,支持和固定增强材料,改善复合材料的某些性能。
功能复合材料:主要使用功能特性,利用其在电、磁、声、光、热、阻尼、烧蚀等方面的特殊性能。
如导电复合材料、磁性复合材料等。
智能复合材料:机敏材料+自决策材料+执行材料。
当材料发生故障或即将失效时,电阻或电导发生突变,机敏材料发出预警,自决策材料根据情况作出最优控制,发出指令传达给执行材料使之发生动作,从而保证材料处于最佳状态。
按基体材料分类①玻璃纤维复合材料用玻璃纤维增强工程塑料的复合材料,即玻璃钢。
玻璃钢分为两种,即热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。
A、热塑性玻璃钢热塑性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂和以热塑性树脂为粘结剂制成的复合材料。
B、热固性玻璃钢热固性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂和以热固性树脂为粘结剂制成的复合材料。
②碳纤维复合材料A、碳纤维复合材料:作基体的树脂,目前应用最多的是环氧树脂、酚醛树脂和聚四氟乙烯。
B、碳纤维碳复合材料:用有机基体浸渍纤维坯块,固化后再进行热解,或纤维坯型经化学气相沉积,直接填入碳。
C、碳纤维金属复合材料:主要用于熔点较低的金属或合金,如在碳纤维表面镀金属,制成了碳纤维金属复合材料。
D、碳纤维陶瓷复合材料:我国研制了一种碳纤维石英玻璃复合材料。
③硼纤维复合材料硼纤维是由硼气相沉积在钨丝上来制取的。
A、硼纤维树脂复合材料:基体主要为环氧树脂、聚苯并咪唑和聚酰亚胺树脂等。
B、硼纤维金属复合材料:常用的基体为铝、镁及其合金,还有钛及其合金等。
④金属纤维复合材料作增强纤维的金属主要是强度较高的高熔点金属钨、钼、钢、不锈钢、钛、铍等,它们能被基体金属润湿,也能增强陶瓷。
A、金属纤维金属复合材料:研究较多的增强剂为钨钼丝,基体为镍合金和钛合金。
B、金属纤维陶瓷复合材料:利用金属纤维的韧性和抗拉能力改善陶瓷的脆性。
复合材料发展概况学术界开始使用“复合材料”(composite materials )一词大约是在20世纪40年代,当时出现了玻璃纤维增强不饱和聚酯,开辟了现代复合材料的新纪元。
天然复合材料:竹子、木材、骨骼、皮肤、贝壳等。
自然界的经典组合:竹子是由许多直径不同的管状纤维素分散在木质素基体中形成的复合材料。
表皮纤维细而密,可增强抗弯强度;内层纤维粗而疏,可改善韧性。
最原始的人工复合材料:6000年前,我国古代劳动人民使用的土坯砖是有粘土和稻草组成的。
古代金属基复合材料:越王剑即金属包层复合材料,在潮湿的环境中埋藏了几千年,出土是仍光亮夺目,锋利无比。
近代复合材料:主要指人工特意复合而成的一种新型材料体系,成功制造要从1942年开始算起。
第二次世界大战期间,玻璃纤维增强聚脂树脂复合材料被美国空军用于制造飞机构件。
复合材料发展第一代:1942~1960年,玻璃纤维增强塑料时代。
复合材料发展第二代:1960~1980年,先进复合材料发展时代,主要研究增强材料,英国研制碳纤维,美国研制了Kevlar纤维。
碳纤维增强环氧树脂、Kevlar纤维增强环氧树脂复合材料用于飞机、火箭的主承力构件。
复合材料发展第三代:1980~1990年,纤维增强金属基复合材料时代,其中铝基复合材料应用最广泛;同时陶瓷基复合材料也得到研究和发展。
复合材料发展第四代:1990~至今,主要发展多功能复合材料,梯度功能材料、纳米符合材料、仿生复合材料。
复合材料的应用随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。
因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。
目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。
从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。
近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。
据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。
与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。
2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。
特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。
亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。
总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。
从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。
2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。
而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。
不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。
例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。
为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。
与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。
例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。
另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。
以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。
我国复合材料的发展潜力和热点我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。
1、复合材料创新复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。
到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,目前亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。
2、聚丙烯腈基纤维发展我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF 市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。
3、玻璃纤维结构调整我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。
4、开发能源、交通用复合材料市场一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。
热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。
我国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。