09 复合材料
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复合材料介电强度测试标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:复合材料是一种由两种或多种不同材料组合而成的材料,具有优异的综合性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
在实际应用中,复合材料的性能测试非常重要,其中介电强度测试是其中的一个重要指标之一。
介电强度测试是指在一定的电场强度下,材料发生击穿或绝缘失效的电压值,是评判材料绝缘能力的重要参数。
复合材料介电强度测试标准是指在规定的实验条件下,对复合材料进行介电强度测试的标准和方法。
通过介电强度测试,可以评价复合材料的绝缘性能,为材料的设计和应用提供参考。
下面将详细介绍复合材料介电强度测试标准的相关内容。
一、复合材料介电强度测试标准的相关定义和概念1.介电强度:介电强度是材料在电场作用下发生击穿或绝缘失效的电场强度。
通俗来说,介电强度是材料能够承受的最大电场强度,单位通常为千伏/毫米。
3.复合材料:复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料,具有优异的综合性能,例如碳纤维增强复合材料、玻璃钢复合材料等。
1.复合材料介电强度测试标准的制定:复合材料介电强度测试标准是由各国标准化组织或行业协会制定的,旨在提供统一的测试方法和标准,确保测试结果的可比性和准确性。
2.复合材料介电强度测试标准的应用:复合材料介电强度测试标准适用于各种类型的复合材料,如碳纤维复合材料、玻璃钢复合材料等,可用于材料评价、产品质量控制和工程设计等方面。
1.试样准备:在进行复合材料介电强度测试前,需要切割具有一定尺寸的试样,并进行表面处理和清洁,以确保测试结果准确可靠。
2.测试装置:复合材料介电强度测试通常采用介电强度测试仪进行,测试装置包括电源、电极、试样夹持装置等,确保测试过程的稳定和可靠。
3.测试方法:复合材料介电强度测试可采用直流电场或交流电场进行,测试过程中需要记录电场强度和试样发生击穿或绝缘失效的电压值,并计算介电强度参数。
4.测试结果分析:根据测试结果分析,可以评估复合材料的绝缘性能、确定材料的电场强度等级,并为产品设计和应用提供依据。
复合材料名词解释复合材料:由两个或两个以上独立的物理相,包含粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
导电性:金属传导电流的能力;导热性:金属传导热能的能力;热膨胀: 金属受热膨胀氧化腐蚀性:金属表面与周围的环境介质发生化学及电化学作用而遭受破坏的现象称为氧化或腐蚀。
拉伸强度σb:表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力屈服强度σs:表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力弹性模量E(MPa)—衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,又称为刚度冲击韧性:金属抵抗冲击载荷而不被破坏的能力硬度:金属表面上不大体积内抵抗变形或抵抗破裂的能力。
蠕变强度:金属在某一恒定温度下,经过一定时间后,使其残留变形量达到一定数值时的应力值。
持久强度:金属在某一恒定温度下,经过一定时间而引起断裂的应力值。
工艺性能:制造零件过程中各种冷热加工工艺对材料性能的要求。
铸造性能:主要指液体金属的流动性、凝固过程中的收缩和偏析倾向,以及气体的吸收和排除等。
压力加工性能:指金属材料在冷热状态下塑性变形的能力。
焊接性能:指金属是否适应通常的焊接方法与工艺的性能。
切削加工性能:指切削速度、切削表面光洁度、刀具寿命机切削功耗等。
形核:在液态金属中形成一些极小的晶体作为结晶中心,这些极小的晶体称为晶核。
合金:将两种或两种以上的金属元素或金属和非金属元素熔合在一起,形成一种具有金属特性的新物质组元:组成合金的各元素。
固溶体:一种溶质元素的原子溶解到另一种元素或化合物的溶剂晶格中,该元素的浓度可以在一定的范围内变动,并且不改变原来溶剂的晶格类型,具有这种性质的合金相称为固溶体。
金属间化合物:金属间化合物是指由两个或更多的金属组元或类金属组元按比例组成的具有金属基本特性和不同于其组元的长程有序晶体结构的化合物。
时效:时效,指在一定时期内能够发生的效用;金属或合金在一定温度下(分为自然时效和人工时效),保持一段时间,由于过饱和固溶体脱溶和晶格沉淀而使强度逐渐升高的'现象。
新型复合材料基体材料发展李珈(北京服装学院 100029 材料学院高分子材料与工程专业09204班23号)摘要通过回顾国内外近代新型复合材料基体材料的发展,分类列举一些具体的研究成果,并总结几种基体材料的应用领域,对现存材料的一些缺点与不足进行思考,对未来基体材料的发展方向给予展望。
关键词复合材料;基体材料Review of the development on the Matrix for CompositesLi Jia(Beijing institute of Fashion Technology ;100029;School of Materials Science and Engineering;High polymer materials and Engineering;Class 09204 No.23)Abstract: The research progress and variety applications of Matrix for Composites were summarized and reviewed in general.Details on some experimental as well as industrial achievements were listed in categories.Through considering the shortcomings of current materiels used as Matrix,bring out the basic assumption for future development in this field.Keywords: Composites; Matrix前言复合材料(Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法组成的具有新性能的材料。
大型复合材料成型模具的质量控制发布时间:2022-07-20T09:07:14.619Z 来源:《工程管理前沿》2022年5期作者:胡军强[导读] 复合材料一般是由多种成分的材料组合而成胡军强航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳 110034摘要:复合材料一般是由多种成分的材料组合而成,这样做,可以将多种材料不同的功能进行性组合,优化材料的使用功能。
各种材料既能保持住个体的独立性,又能相互补充、扬长避短,一举两得。
复合材料的成型方法现已有几十种,虽然它比传统的材料有技术上的优点,但也正由于这些复杂的技术,使得复合材料的成本过高,其生产有很大的技术困难。
所以我们就需要改进复合材料的成型工艺方法。
关键词:复合材料;成型模具;质量1复合材料的概念及其特点1.1复合材料的概念ISO对复合材料做出了以下阐释:复合材料是由以上两种包括两种以上的物理化学材料物质,包含两种类型的材料。
一种为基体材料,一种为增强体材料。
其中基体材料是玻璃纤维材料或者非玻璃纤维材料,而增强体材料最为常见的是碳纤维、石棉纤维和玻璃纤维这三种。
1.2复合材料的特点复合材料会根据材料的不用组成而造成性能上的差异,但其也有一些共性的特点,如:复合材料的配比都是需要人工完成的;复合材料可以将各种普通材料的性能进行重组,可以使其具有多种优良性能;可以根据需要制作成各式各样的形状的产品,也避免了多次的复杂工序;可以有针对性的对材料根据需要对材料进行设计和加工等等。
2玻璃纤维复合材料的概述玻璃纤维复合材料具有以下几点优点。
①可设计性,玻璃纤维复合材料成型的工艺种类较多,能够根据产品的额要求,进行不同结构和性能的设计。
一般来说,普通的纤维,例如玻璃纤维,在强度和弹性的模量上高于复合材料的强度和弹性的模量几十倍,因此,可以通过改变纤维的质量的分数和分布情况,充分的发挥材料的作用,能够是产品满足多方位受力的问题,并且在制作中能够兼顾产品的刚性、塑性、韧性等。
内容提要•复合材料概述•复合材料的复合效应•常见复合材料理和化学上不同的物质结合起来而得到的一种多相固体材料”。
复合材料的概念复合材料概述理和化学上不同的物质结合起来而得到的种多相固体材料。
由基体,增强体和基体与增强体的界面组成。
有些钢和陶瓷材料也可以看作是复合材料,但现代复合材料的概念主要是指经人工特意复合而成的材料,而不包括天然复合材料及钢和陶瓷材料这一类多相体系。
自然界:天然复合材料如竹子、木材、骨骼等复合材料的组成:复合材料是多相体系,通常分成两个基本组成相:连续相:称为基体相,主要起粘接和固定作用;分散相:称为增强相,主要起承受载荷作用。
此外基体相和增强相之间的界面特性对复合材料的性能也有很大影响。
复合材料的发展:20世纪60年代:碳纤维、碳纤维增强树脂现在:金属基、陶瓷基、C/C复合材料、混杂复合材料、功能复合材料。
作为材料学科的一个专门学科只有几十年的时间。
1、性能的可设计性:根据构件要求选择基体、增强体及其含量,选择复合工艺及增强体排列方式.复合材料特征:2、各向异性3、结构一次成型性复合材料的分类1.按基体材料分类※金属基(如铝基、铜基、钛基等)MMC,(Metal Matrix Composite)※陶瓷基CMC,(Ceramic Matrix Composite)※水泥基※碳/碳基2.按增强相的种类和形态分类纤颗叠骨涂3.结功复合材料的性能(力学性能)1.比强度和比模量具有比其它材料都高的比强度和比模量,尤其是碳纤维―环氧树脂复合材料。
2.疲劳性能具有较小的缺口敏感性,其纤维和基体间的界面能有效地阻止疲劳裂纹的扩展,因此具有较高的疲劳极限,断裂安全性好。
3.其它性能具有良好的减振性能。
大多数纤维增强复合材料具有良好的高温强度、高温弹性模量和抗蠕变性能。
许多树脂基、金属基、陶瓷基复合材料还具有良好的耐磨性能。
复合材料的性能(物理、化学性能)料具有导电、导热、压电效应、换能、吸波等特殊性能。
有些复合材料还具有良好的耐热性和化学稳定性。
Al/SiC复合材料的组织,并使载荷均匀,自身承受一定载荷。
复合材料的复合效应(principle of combined action )②增强材料间传递载荷,并使载荷均匀,自身承受定载荷。
③保护增强体免受各种损伤。
④很大程度上决定成型工艺方法及工艺参数选择。
⑤决定部分性能。
增强体:主要承受绝大部分载荷、增强、增韧功能体:赋予一定功能界面相层:复合材料产生组合力学及其它性能,复合效应产生的根源PMC 界面区域示意图1-外力场;2-树脂基体;3-基体表面区;体表面;4-相互渗透区;5-增强剂表面区;6-增强剂增强机制1、增强机制(1)颗粒增强复合材料(2)纤维增强复合材料(3)晶须增强复合材料※颗粒增强复合原则1.颗粒应高度均匀弥散分布在基体中。
2颗粒大小应适当一般几微米到几十微米过大易裂2、复合原则2. 颗粒大小应适当。
一般几微米到几十微米,过大易裂,过小起不到强化作用。
3. 颗粒的体积含量应在20%以上,否则达不到强化效果。
4. 颗粒与基体之间有一定的结合强度。
对纤维、塑性和韧()性及保护不损伤表面性。
3. 纤维和基体之间高而适合的结合强度。
过低的结合强度易裂,过高易脆断。
4. 纤维增强相有合理的含量、尺寸和分布。
5. 纤维和基体间不能有化学反应。
复合效应分为:三、复合材料的复合效应复合材料具有复合效应,使材料在基本保持原有组分的性能基础上,增添原组分没有的性能。
线形效应,非线形效应,界面效应,尺寸效应及各向异性效应。
线形效应可分为:平均效应,平行效应,相补效应,相抵效应。
非线形效应可分:乘积效应,系统效应,诱导效应,共振效应。
合材料的混合定则(Rule of Mixture)。
p i :组成复合材料的基体或增强体的某性质F i:体积分数,f1+f2+f3+f4+ (100)n:常数,由实验确定,范围为-1≤n≤1。
相补效应(协同效应)和相抵效应(不协同效应)往往共存的。
通过原料的选择、设计和工艺尽量得到相补效应,避免相抵的情况。
混杂复合材料:由两种或以上增强体增强同一基体,或者可以认为是两种或以上单复合材料混杂复合成的材料最能体认为是两种或以上单一复合材料混杂复合而成的材料。
最能体现相补效应(协同效应)和相抵效应(不协同效应)。
混杂效应:混杂复合材料的某些性能偏离按混合规则计算结果的现象,向增加方向偏离(性能改善)的情况称为正混杂效应(相补效应,协同效应),而向减低方向偏离(性能下降)的情况称为负混杂效应(相抵效应,不协同效应)。
特性,交叉耦和效应。
如对材料输入X,材料性能输出为Y,而Y又作为另外一材料不可能存在的功能效应。
如把钴铁氧体(CoFe2O4)的微粉和钛酸钡(BaTiO3)铁电微粉复合,利用钴铁氧体(CoFe2O4)的磁场中的磁致伸缩产生应力传递到钛酸钡(BaTiO3)铁电微粉上,通过钛酸钡的压电效应把应力转变为电势,完成磁和电之间的转换,这种复合材料的磁电效应是目前最好的单晶体材料的100倍。
复合材料的传递特性复合材料传递特性实例系统效应机理不清楚,但存在,如彩色胶片由红、黄、兰诱导效应实验发现增强体的晶形会通过界面诱导基体结构改变而形成界面层相。
共振效应:两个相邻物体在一定条件下发生共振。
1 阻断效应:可阻断裂纹扩展,中断材料破坏,减缓应力集中等。
2 不连续效应:在界面上引起物理性质不连续性和界面摩擦出现的现象,如电阻,介电特性,磁性,耐热性,尺寸稳定性等。
3 散射和吸收效应:光波,声波,热弹性波,冲击波等在界面产生的散射和吸收,如透光性,隔热性,隔音性,耐冲击性。
4复合材料的界面效应4 感应效应:增强物的表面结构使基体与增强物接触的物质的结构由于诱作用而改变,如弹性,热膨胀性,抗冲击性和耐热性的改变等。
5 界面结晶效应:基体结晶时,易在界面上形核,界面成核诱发基体结晶。
6 界面化学效应:基体与增强体之间的化学反应,官能团、原子、分子之间的作用。
界面效应与界面结合状态,形态和物理,化学等特性有关,还与界面两侧材料的浸润性,相容性,扩散性等密切相关。
正是由于界面效应的存在,导致复合材料之间出现协同效应。
复物理不稳定性化复合材料界面改善的方面1、降低界面残余应力界面残余应力由于基体和增强体导热性、弹性模量、热膨胀系数不同,增强体诱导基体结晶、基体相变偏析引起残余应力体相变、偏析引起残余应力。
残余应力引起裂纹的产生,使强度下降,对树脂基复合材料引起界面受环境的氧和水的作用,使材料早期破坏。
减少残余应力的办法:对纤维表面梯度涂层,使弹性模量逐渐变化,降低制造中的温度等。
3、选择合理的复合工艺和使用条件基体改性和改进复合条件可有效改变界面结合状态和断裂4、纤维表面处理和涂层(表面改性)纤维表面处理和涂层可改善纤维表面性能,增加与基体的浸润性,防止界面不良反应,改善界面结合情况。
如碳纤维增强铝基复合材料中,纤维表面能很低,一般不能被铝浸润,用化学气相沉积(CVD)在纤维表面形成TiB2并含有氯化物,可大大改善浸润能力,还遏止了C/Al界面不良反应。
常用增强材料(纤维-晶须)1.玻璃纤维由熔融的玻璃经拉丝而成,可制成连续纤维和短纤维;具有不吸水、不燃烧、尺寸稳定、隔热、吸声、绝缘、能透过电磁波等特性,有良好的耐腐蚀性除氢氟酸浓碱浓磷酸外对其它,除氢氟酸、浓碱、浓磷酸外,对其它溶剂有良好的化学稳定性。
其缺点是脆性大,耐磨性差。
由于其制取方便,价格便宜,是应用最多的增强纤维。
2.碳(石墨)纤维将有机纤维(如聚丙烯腈纤维、沥青纤维、棉纤维等)在惰性气氛中经高温碳化而制成的纤维。
经石墨化处理的碳纤维又称为石墨纤维。
碳纤维的比强度和比模量高,在无氧条件下2500℃弹性模量也不降低。
它的耐热性耐寒性好热膨胀系数小热导率高导电性好石性、耐寒性好,热膨胀系数小,热导率高,导电性好。
石墨纤维的耐热性、导电性比碳纤维高,而且还有自润滑性。
碳纤维化学稳定性高,能耐浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等介质浸蚀。
其缺点是脆性大,易氧化,与基体结合力差。
3.硼纤维用三氯化硼和氢气混合气在高温下将硼沉积到钨丝上制得的一种复合纤维。
具有高强度、高弹性模量、高耐热性,在无氧条件下、1000℃弹性模量也不降低,还具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性。
其缺点是,直径较粗,伸长率低,生产工艺复5.碳化硅纤维突出优点是具有优良的高温强度,主要用于增强金属和陶瓷。
它是以钨丝或碳纤维作纤芯,通过气相沉积法而制得;或用聚碳硅烷纺纱,烧结制得。
6石棉纤维是天然多晶质无机矿物纤维主要有温石棉.石棉纤维是天然多晶质无机矿物纤维,主要有温石棉、青石棉和铁石棉。
以温石棉用量最大。
石棉具有耐酸、耐热、保温、不导电等特性。
石棉应用的主要问题是粉尘大、对人体有害。
7.氧化铝纤维用有机物烧成法制成。
它与金属基复合的材料可用常规金属加工方法制备。
8.晶须直径为几个μm的单晶体,具有很高的强度。
常用的有碳化硅、氧化铝、氮化硅等,但由于价格昂贵,使用受到限制。
9.其它纤维增强材料棉、麻等天然纤维和尼龙、涤纶等合成纤维及其织物都可作为增强材料,但性能较差,只能用于一般要求的复合材料。
常用增强材料(颗粒)颗粒增强材料主要是各种陶瓷材料颗粒,如Al2O3、SiC、WC、TiC、Si3N4、B4C及石墨等。
另外氧化锌、碳酸钙、氧化铝等、石墨等粉末增强材料一般作为填料用于塑料和橡胶制品。
炭黑一般不列入颗粒增强材料之中。
常见复合材料玻璃钢碳纤维树脂复合材料硼纤维树脂复合材料陶瓷基复合材料玻璃钢(1)热固性玻璃钢▼分类:酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂和有机硅树脂等。
▼特点:优点成形工艺简单、质量轻、比强度高、耐蚀性能好;缺点弹性模量低(1/5~1/10结构钢)、耐热度低(≤250℃)、易老化。
树脂改性改善性能:酚醛树脂和环氧树脂混溶的玻璃钢即有良好粘接性, 又降低了脆性,还保持了耐热性, 也具有较高的强度。
▼用途:机器护罩、车辆车身、绝缘抗磁仪表、耐蚀耐压容器和管道及各种形状复杂的机器构件和车辆配件。
玻璃钢特点:强度不如热固性玻璃钢, 但成形性好、生产率特点强度不如热固性玻璃钢,但成形性好产率高,且比强度不低。
▼用途:尼龙66玻璃钢刚度、强度、减摩性好,作轴承、轴承架、齿轮等精密件、电工件、汽车仪表、前后灯等ABS玻璃钢化工装置、管道、容器、聚苯乙烯玻璃钢汽车内装、收音机机壳、空调叶片等聚碳酸酯玻璃钢耐磨、绝缘仪表等碳纤维树脂复合材料结合力不如玻璃纤维,表面氧化处理可改善其与基体的结合力。
结合力不如玻璃纤维表面氧化处可改善其与基体的结合力▼类别与应用:碳纤维环氧树脂、酚醛树脂和聚四氟乙烯等得到广泛应用,如:宇宙飞船和航天器的外层材料,人造卫星和火箭的机架、壳体,各精密机器的齿轮、轴承以及活塞、密封圈,化工容器和零件等。