02-2 树脂基复合材料(1):基体树脂
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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。
复合材料在汽车中的应用一、汽车用复合材料简洁概述随着全球能源危机、环境污染等问题的重视,汽车对于重量、噪声、耗油等方面的要求的越来越高。
另一方面,高档轿车的附加功能越来越多,又会增加轿车质量。
汽车的轻量化会可以降低油耗、节省能源、保护环境、改善汽车性能。
图一展现了各类不同汽车的车重和它们的百公里油耗比照状况。
从图中可以看出汽车车重平均削减100kg,汽车的百公里油耗削减0.7L。
值得提示的是,汽车部件的能耗可以从三个方面考察:原材料能耗、加工能耗和运载能耗,图一所示的只是运载能耗。
汽车轻量化设计最有效的途径就是更换新材料。
在现代的众多材料之中,聚合物基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲惫、本钱低、减振和降噪性能良好、耐腐蚀和尺寸稳定等优良性能,生产耗能只有钢材的50%-60%,是Al、Mg 材料的70%・80%, 其实不仅是聚合物基复合材料具有以上几点特点,用复合材料替代传统材料,普遍表现出质量小、耐腐蚀、易修补、噪声小、燃油消耗低、成型工艺便利、易回收采用,已广泛应用与制造汽车车身、车门、发动机罩、油底壳、保险杠、板弹簧和驱动轴等。
例如: 美国的Pontiac Fiero轿车采纳纤维增加塑料车身,车重削减了80%o下面概述一下各种复合材料在汽车上面的应用。
金属基复合材料在汽车上的应用:目前应用与汽车工业的金属基复合材料主要有AI或Mg基的颗粒或者短纤维增加的材料,特点是:比强度和比刚度高,耐磨性好,导热性好,热膨胀系数低。
金属基复合材料适合制造汽车的制动器耐磨件,如制动盘等。
现在的汽车制动盘大多采纳铸铁制图一:汽车能耗与重量关系造,但是用铝基复合材料替代铸铁可以减重50%-60%,同时制动距离短,提高导热系数,制动过程中的大量的热量能够散发出去,提高了抗热震性能。
在反复连续制动的工况下外表温度基本维持在450℃,而铸铁刹车盘外表温度高达700C,止匕外,摩擦系数更为稳定。
金属基复合材料还广泛用于制造轻质连杆和活塞。
浅谈树脂基复合材料的成型工艺摘要:树脂基复合材料作为新型复合材料得到了广泛的应用,在许多行业都发挥了重要的作用。
树脂基复合材料的成型工艺日趋完善,各种新的成型方法不断出现,为树脂基复合材料的发展起到了积极的推动作用。
本文对树脂基复合材料的成型工艺做了简单介绍,分别探讨了几种成型工艺,并分析了聚氨酯树脂基成型工艺的影响因素,以供大家参考。
材料是社会发展人类进步的物质基础,材料的革新将会推动产业进步,从而带动人类生活不断提高。
由于具有比强度、耐疲劳、各向异性和可设计性等诸多优点,树脂基复合材料已经被广泛应用与多个行业,并成为衡量某些行业发展水平的指标之一。
1 树脂基复合材料成型工艺简要分析树脂基复合材料成型工艺就是将增强材料在预定的方向上进行均与铺设,使其能够符合制品的表面质量、外部形状以及尺寸。
同时还应尽量降低孔隙率,将制品中的气体彻底排净,确保制品性能不会受到较大影响。
与此同时,在进行相关操作时,还应选择与制品生产相符合的制造工艺和生产设备,降低单件生产制品的生产成本,提高相关人员的操作便捷性以及身体健康。
总的来说,树脂基复合材料的成型工艺可以分为三个阶段,第一个阶段就是原材料准备阶段,包括了树脂基材料、增强材料和成型模具;第二个阶段是准备阶段,包括了胶液配制、增强材料处理和模具准备;第三个阶段是成型工序阶段,包括了成型作业、固话和脱模三个步骤。
2 几种树脂基复合材料成型工艺分析2.1 拉挤成型工艺分析复合材料拉挤成型工艺的研究开始于上世纪五十年代,到了六十年代中期,在实际生产中逐渐运用了拉挤成型工艺。
经过将近十年的发展,拉挤技术又取得了重大研究进展,树脂胶液连续纤维束在湿润化状态下,通过牵引结构拉力,在成型模中成型,最后在固化设备中进行固化,常用的固化设备有固化模和固化炉。
拉挤成型工艺的制品质量十分稳定,制造成本也很低;生产效率也很高能够进行批量化的生产。
2.2 模压成型工艺分析模压成型工艺是一种较为老旧的工艺,但是又充满不断创新的可能,具有良好的未来发展潜力。
复合材料的种类及特点用塑性材料将另一种高强度的纤维按受力方向粘接在一起,以获得一定的综合性能,这种材料则被称为复合材料。
但是在近年来复合材料的定义又有了更广泛的含义。
由两种或两种以上的材料复合在一起,并获得了新性能的材料都可以称其为复合材料。
基体一般为一种连续相的材料,它把纤维或者是粒子等等的增强材料固结成为一个整体,所以在不同的基体和不同的增强材料下可以组成不同类型的复合材料。
复合材料的分类方法有四种:第一种则是利用构成材料进行分类;第二种则是按照复合性质进行分类; 第三种则是利用复合效果进行分类;第四种则是按照结构特点进行分类。
通过这四种不同的分类方法可以将制备成型的复合材料进行有规律的分类。
在我国复合材料拥有良好的发展空间,其首要的原因则是由于能源的短缺,不少陆地资源陆续出现枯竭的现象,同时随着社会的进步和发展所带来的工业化发展和人口急剧增加都会造成环境恶化等严重的问题;另一方面人们将步入高度的信息化社会,同时伴随着人们生活质量的提高。
最后是我国国防事业的大力发展,在这些方面上都提供了复合材料发展的机遇。
在复合材料领域中,由高比强度、比模量的高性能纤维作为增强体的树脂基复合材料被称为先进树脂基复合材料,它一直是发达国家对复合材料应用和研究的主体。
先进树脂基复合材料具有比强度和比刚度高,可设计性强,抗疲劳断裂性能好,耐腐蚀,结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点,充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。
所以在研究领域发展先进树脂基复合材料成为至关重要的一项课题。
先进树脂基复合材料中包含有热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。
其中热固性树脂基体在制备过程中产生交联反应,在理想的交联反应中不但能形成体型交联结构,而且在交联反应中能形成附加的刚性环结构,大大提高了热固性复合材料在极端恶劣环境下的使用,所以在大多数己经成型的研究中热固性树脂己经成为主要的研究对象,其在航空航天领域、能源工业方面、电子工业方面、体育日用品方面、建筑结构工程方面都做出了杰出的贡献。
pa66检测标准PA66检测标准是指对聚酰胺66(Polyamide 66,简称PA66)进行检测时所采用的标准和方法。
PA66是一种常见的高性能工程塑料,具有优良的耐热性、耐候性和机械性能,广泛应用于汽车、电子电器、纺织、电力等领域。
为了确保PA66产品的质量和安全性,进行相关的检测是必要的。
下面是一些常见的PA66检测标准的相关参考内容:1. 物理性能测试标准:- GB/T 1040-2006《塑料拉伸性能试验方法》:包括拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量等。
- ISO 178:《塑料断裂扫描电镜显微镜检验判断抗冲击性联合加载的判定》:用于评估PA66的抗冲击性能。
- GB/T 9341-2008《玻璃纤维增强塑料组成材料性能的测定》:用于进行PA66玻璃纤维增强复合材料的力学性能测试。
2. 热性能测试标准:- GB/T 1633-2000《塑料电气绝缘材料燃烧性能通用试验方法》:用于评估PA66的燃烧性能,以确定其在火灾中的安全性。
- GB/T 25052-2010《高性能工程塑料水分测定》:用于测定PA66中的水分含量,以评估其对热性能的影响。
- GB/T 13531-2005《塑料玻璃转移温度的测定》:用于测定PA66的玻璃转移温度,以评估其耐热性能。
3. 化学性能测试标准:- GB/T 8806-2008《塑料挥发性及可溶性物浸出的确定》:用于测定PA66中挥发性有机物和可溶性物的含量,以评估其化学稳定性。
- GB/T 2951.3-2008《绝缘和护套材料灭弧性聚苯基酯、聚酰胺和聚酰胺-聚酰胺共聚物》:用于评估PA66在高温下的耐化学品性能。
- GB/T 9342-2008《树脂基复合材料基体树脂的分析试验方法》:用于检测PA66复合材料中树脂的含量和组分。
4. 环境性能测试标准:- GB/T 2423.17-2008《电工电子产品湿热试验试验Ka:热(H)》:用于评估PA66材料在高湿高温环境下的稳定性和耐久性。
中国树脂基复合材料的发展生意社4月22日讯我国FRP/CM(玻璃钢/复合材料)工业肇始于1958年。
处于当时的时代背景下,一开始是为国防配套的,1978年后,从计划经济转型为市场需求导向,生产社会化,国家建设与人民生活所需的FRP/CM日益发展。
在党中央、国务院的领导下,原国家建筑材料工业部(局)对我国玻璃钢/复合材料工业的发展起了先导性和基础性的作用。
上世纪60年代中叶,我国即已研发与生产火箭发动机壳体、导弹头部、火箭筒、枪托、炮弹引信、高压气瓶、飞机螺旋桨、贮罐、风机叶片、农用喷雾器、撑杆、弓、跳水板、滑翔机尾翼等多种玻璃钢制品。
1965年10月,国家科委、国防科委、建材部联合召开全国玻璃钢工作会议,并举办展览会。
党和国家领导人朱德、邓小平莅临参观。
这期间,引进英国UPR(不饱和聚酯树脂)生产线,促进了我国UPR及其复合材料制品生产的技术进步与普及,对日后我国基体树脂及GRP的发展起了启茶油鸭技术蒙和基础性作用。
改革开发30年来,引进了纤维缠绕管道与罐生产线(包括工艺管、夹砂管、高压管、卧式与立式贮罐)、拉挤、SMC/BMC、RTM、连续采光板及LFT-D生产线等装备;引进了环氧树脂与不饱和聚酯生产软硬件。
我国在吸收日、美技术之后,自行研发,建成了具有世界先进水平的玻纤工业。
基体材料与增强材料工业已为中国复合材料的进一步发展奠定了雄厚的基础。
我国玻璃钢产量跃居世界第二历经50年、半个世纪,尤其是改革开发以来的30年,通过自主创新与吸收国际先进技术,FRP/CM在中国已成为朝阳产业。
神舟飞船上天,其返回舱主承力结构,低密度SMC等FRP件荣获国家科技进步二等奖,标志着我国复合材料科学技术已臻世界先进水平。
1986年~2007年,我国玻璃钢(热固性)增长近160倍。
总量在上世纪90年代末期超过德国,本世纪初超过日本,热固性玻璃钢已超过欧洲总和。
如今金浩茶油广告,我国FRP/CM年产量已超过日本、西欧,仅次于美国,居世界第二。
复合材料总思考题及参考答案集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-复合材料概论总思考题一.复合材料总论1.什么是复合材料复合材料的主要特点是什么①复合材料是由两种或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。
②1)组元之间存在着明显的界面;2)优良特殊性能;3)可设计性;4)材料和结构的统一2.复合材料的基本性能(优点)是什么?——请简答6个要点(1)比强度,比模量高(2)良好的高温性能(3)良好的尺寸稳定性(4)良好的化学稳定性(5)良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性(6)良好的功能性能3.复合材料是如何命名的如何表述举例说明。
4种命名途径①根据增强材料和基体材料的名称来命名,如碳纤维环氧树脂复合材料②(1) 强调基体:酚醛树脂基复合材料(2)强调增强体:碳纤维复合材料(3)基体与增强体并用:碳纤维增强环氧树脂复合材料(4)俗称:玻璃钢4.常用不同种类的复合材料(PMC,MMC,CMC)各有何主要性能特点?5.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类,各表示什么在结构设计过程中的设计层次如何,各包括哪些内容 3个层次答:1、一次结构:由集体和增强材料复合而成的单层材料,其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何和界面区的性能;二次结构:由单层材料层复合而成的层合体,其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何三次结构:指通常所说的工程结构或产品结构,其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。
2、①单层材料设计:包括正确选择增强材料、基体材料及其配比,该层次决定单层板的性能;②铺层设计:包括对铺层材料的铺层方案作出合理安排,该层次决定层合板的性能;③结构设计:最后确定产品结构的形状和尺寸。
6.试分析复合材料的应用及发展。
答:①20世纪40年代,玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后,纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料。
至60年代,在技术上臻于成熟,在许多领域开始取代金属材料。
一、复合材料(Composite Materials,简称CM)概述1.1复合材料的由来人类制造、利用复合材料的历史由来已久。
在世界范围内,复合材料的发展过程可表示为:古代近代现代。
在古代中国,人们将粘土、石灰和砂粒混合,制成所谓的“三合土”,来夯筑城墙,或做地基,其原理是用粘土和石灰做基体,砂粒做骨架,得到坚固、防水的建筑材料。
而人们所熟知的钢筋混凝土,则是一种金属—非金属复合材料,已具有上百年的历史。
它是以水泥作为基体,可形象地理解为“肉”;以钢筋作为增强材料,可理解为“骨骼”。
水泥有很好的抗压强度和耐腐性能,但抗拉性能不好,而钢筋的抗拉性能很好,但不耐腐。
将钢筋包裹在水泥中,得到“筋肉”组合,其性能远超水泥或钢筋单一材料。
近代最早的复合材料是1909年出现的用酚醛树脂混合木粉热压成型的电木。
1932年在美国出现了第一块玻璃纤维增强聚酯复合材料。
后来随着二次世界大战的发展,聚合物基复合材料开始在军用装备上得到大力发展,1942年美国首先研制出玻璃纤维增强聚酯军用飞机雷达罩,1944年又研制出玻璃纤维增强聚酯机身和机翼。
学术界开始在20世纪40年代使用“复合材料”这个名称来称呼玻璃纤维增强聚酯。
二战结束后,复合材料得到迅速发展,继手糊工艺之后,缠绕工艺、预混工艺和真空袋压工艺相继出现。
1940年至1960年间,玻璃纤维增强聚酯复合材料迅速发展,可称为第一代复合材料。
1960年至1980年间,随着碳纤维、石墨纤维和芳纶纤维等高强度、高模量增强纤维的出现,先进复合材料开始发展,称之为第二代复合材料。
1980年至1990年间,出现了纤维增强金属基复合材料,即第三代复合材料。
1990年后,第四代复合材料开始出现,主要是功能性复合材料,如机敏复合材料、仿生复合材料、隐身复合材料等。
我国的复合材料开始发展于1958年,主要引进前苏联的玻璃纤维增强不饱和聚酯技术。
首先用于军工制品,而后逐渐扩展到民用。
1958年以手糊工艺研制了玻璃钢艇,以层压和卷制工艺研制玻璃钢板、管和火箭弹,1961年研制成用于远程火箭的玻璃纤维-酚醛树脂烧蚀防热弹头,1962年引进不饱和聚酯树脂、喷射成型和蜂窝夹层结构成型技术,并制造了玻璃钢的直升机螺旋桨叶和风洞叶片,同年开始纤维缠绕工艺研究并生产出一批氧气瓶等压力容器。