復(fù)合材料
合材料(材料的化學(xué)和結(jié)晶學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、空隙等在空間連續(xù)梯變的功能復(fù)合材料)、機(jī)敏復(fù)合材料(具有感覺(jué)、處理和執(zhí)行功能,能適應(yīng)環(huán)境變化的功能復(fù)合材料)、仿生復(fù)合材料、隱身復(fù)合材料等。使用溫度可達(dá)1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強(qiáng)碳、石墨纖維增強(qiáng)碳或石墨纖維增強(qiáng)石墨,構(gòu)成耐燒蝕材料,已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中。非金屬基復(fù)合材料由于密度小,用于汽車(chē)和飛機(jī)可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當(dāng)。型、反應(yīng)注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基復(fù)合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低于基體熔點(diǎn)溫度下,通過(guò)施加壓力實(shí)現(xiàn)成型,包括擴(kuò)散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。后者是將基體熔化后,充填到增強(qiáng)體材料中,包括傳統(tǒng)鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復(fù)合材料的成型方法主要有固相燒結(jié)、化學(xué)氣相浸滲成型、化學(xué)氣相沉積成型等。殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。②汽車(chē)工業(yè)。由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好,損傷后易修理,便于整體成形,故可用于制造汽車(chē)車(chē)身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。③化工、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料,可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。④醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收x射線特性,可用于制造醫(yī)用x光機(jī)和矯形支架等。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環(huán)境下穩(wěn)定性好,也用作生物醫(yī)學(xué)材料。此外,復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等。
復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料,它可以發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn),克服單一材料的缺陷,擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。由于復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等特點(diǎn),已逐步取代木材及金屬合金,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域,在近幾年更是得到了飛速發(fā)展。
利用的優(yōu)勢(shì),該品種的復(fù)合材料發(fā)展較快,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料已經(jīng)占到樹(shù)脂基復(fù)合材料總量的30%以上。
欄、電機(jī)風(fēng)扇、百葉窗等部件,利用該材料的阻尼性可制作音響零件,利用其屏蔽性可制作蓄電池箱等。
我國(guó)的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末期,近十年來(lái)取得了快速發(fā)展,2000年產(chǎn)量達(dá)到12萬(wàn)噸,約占樹(shù)脂基復(fù)合材料總產(chǎn)量的17%,,所用的基體材料仍以pp、pa為主,增強(qiáng)材料以玻璃纖維為主,少量為碳纖維,在熱塑性復(fù)合材料方面未能有重大突破,與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有差距。
我國(guó)復(fù)合材料的發(fā)展?jié)摿蜔狳c(diǎn)
我國(guó)復(fù)合材料發(fā)展?jié)摿艽?,但須處理好以下熱點(diǎn)問(wèn)題。
1、復(fù)合材料創(chuàng)新
復(fù)合材料創(chuàng)新包括復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展、復(fù)合材料的工藝發(fā)展、復(fù)合材料的產(chǎn)品發(fā)展和復(fù)合材料的應(yīng)用,具體要抓住樹(shù)脂基體發(fā)展創(chuàng)新、增強(qiáng)材料發(fā)展創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝發(fā)展創(chuàng)新和產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)新。到2007年,亞洲占世界復(fù)合材料總銷(xiāo)售量的比例將從18%增加到25%,目前亞洲人均消費(fèi)量?jī)H為0.29kg,而美國(guó)為6.8kg,亞洲地區(qū)具有極大的增長(zhǎng)潛力。
2、聚丙烯腈基纖維發(fā)展
我國(guó)碳纖維工業(yè)發(fā)展緩慢,從cf發(fā)展回顧、特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展過(guò)程、中國(guó)pan基cf市場(chǎng)概況、特點(diǎn)、“十五”科技攻關(guān)情況看,發(fā)展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。
3、玻璃纖維結(jié)構(gòu)調(diào)整
我國(guó)玻璃纖維70%以上用于增強(qiáng)基材,在國(guó)際市場(chǎng)上具有成本優(yōu)勢(shì),但在品種規(guī)格和質(zhì)量上與先進(jìn)國(guó)家尚有差距,必須改進(jìn)和發(fā)展紗類、機(jī)織物、無(wú)紡氈、編織物、縫編織物、復(fù)合氈,推進(jìn)玻纖與玻鋼兩行業(yè)密切合作,促進(jìn)玻璃纖維增強(qiáng)材料的新發(fā)展。
4、開(kāi)發(fā)能源、交通用復(fù)合材料市場(chǎng)
一是清潔、可再生能源用復(fù)合材料,包括風(fēng)力發(fā)電用復(fù)合材料、煙氣脫硫裝置用復(fù)合材料、輸變電設(shè)備用復(fù)合材料和天然氣、氫氣高壓容器;二是汽車(chē)、城市軌道交通用復(fù)合材料,包括汽車(chē)車(chē)身、構(gòu)架和車(chē)體外覆蓋件,軌道交通車(chē)體、車(chē)門(mén)、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等;三是民航客機(jī)用復(fù)合材料,主要為碳纖維復(fù)合材料。熱塑性復(fù)合材料約占10%,主要產(chǎn)品為機(jī)翼部件、垂直尾翼、機(jī)頭罩等。我國(guó)未來(lái)20年間需新增支線飛機(jī)661架,將形成民航客機(jī)的大產(chǎn)業(yè),復(fù)合材料可建成新產(chǎn)業(yè)與之相配套;四是船艇用復(fù)合材料,主要為游艇和漁船,游艇作為高級(jí)娛樂(lè)耐用消費(fèi)品在歐美有很大市場(chǎng),由于我國(guó)魚(yú)類資源的減少、漁船雖發(fā)展緩慢,但復(fù)合材料特有的優(yōu)點(diǎn)仍有發(fā)展的空間。
5、纖維復(fù)合材料基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用
國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料在橋梁、房屋、道路中的基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛,與傳統(tǒng)材料相比有很多優(yōu)點(diǎn),特別是在橋梁上和在房屋補(bǔ)強(qiáng)、隧道工程以及大型儲(chǔ)倉(cāng)修補(bǔ)和加固中市場(chǎng)廣闊。
6、復(fù)合材料綜合處理與再生
重點(diǎn)發(fā)展物理回收(粉碎回收)、化學(xué)回收(熱裂解)和能量回收,加強(qiáng)技術(shù)路線、綜合處理技術(shù)研究,示范生產(chǎn)線建設(shè),再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的應(yīng)用、在拉擠制品中的應(yīng)用以及在smc/bmc模壓制品中的應(yīng)用和典型產(chǎn)品中的應(yīng)用。
21世紀(jì)的高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)是賦予復(fù)合材料自修復(fù)性、自分解性、自診斷性、自制功能等為一體的智能化材料。以開(kāi)發(fā)高剛度、高強(qiáng)度、高濕熱環(huán)境下使用的復(fù)合材料為重點(diǎn),構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)。組織系統(tǒng)上將是聯(lián)盟和集團(tuán)化,這將更充分的利用各方面的資源(技術(shù)資源、物質(zhì)資源),緊密聯(lián)系各方面的優(yōu)勢(shì),以推動(dòng)復(fù)合材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
gpo-3介紹
gpo-3層壓板是由無(wú)堿玻璃纖維氈板浸以不飽和聚酯樹(shù)脂糊,并添加相應(yīng)的添加劑經(jīng)熱壓而成的硬性板狀絕緣材料。
gpo-3,又稱 upgm-203 ,指的是不飽和聚酯玻璃纖維氈板材料,機(jī)械和電氣用,高濕下電氣性能好,中等溫度下機(jī)械性能好,具有阻燃性,耐電弧和耐抗漏電痕跡性能佳。
規(guī)格:0.8~100mm 1000×1200mm,1000×2000mm
顏色:紅色、白色、棕色、棕紅色等
gpo-3層壓板應(yīng)用
在斷路器中應(yīng)用: 框架式斷路器:安全擋板、安全遮板、間隔襯墊、相間隔板等。
塑殼式斷路器中的應(yīng)用:相間隔板、滅弧室隔弧板等。
在電機(jī)馬達(dá)中應(yīng)用: 電機(jī)電樞部件,活動(dòng)蓋板,槽楔定子、定墊片,薄墊片,碳刷座等
在開(kāi)關(guān)設(shè)備中應(yīng)用:隔板系統(tǒng)中的前端、后端、上端、底端、相間隔板等 其他應(yīng)用:耐弧結(jié)構(gòu)件江蘇新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園日前,經(jīng)江蘇外經(jīng)貿(mào)廳批準(zhǔn),“江蘇新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園”在鐘樓經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)成立。這是江蘇省首家獲批成立的新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園。 復(fù)合材料是鐘樓經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè),近年來(lái),隨著優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集聚的深入推進(jìn),開(kāi)發(fā)區(qū)注重引進(jìn)科技含量和產(chǎn)品附加值高的新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。園區(qū)目前已有復(fù)合材料類生產(chǎn)企業(yè)20多家,2007年實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值70億元,占開(kāi)發(fā)區(qū)企業(yè)總產(chǎn)值的47%。一批以軟塑包裝復(fù)合材料、納米復(fù)合材料、新型建材復(fù)合材料和電工絕緣復(fù)合材料為主的企業(yè)集群已經(jīng)形成,鐘樓開(kāi)發(fā)區(qū)正在成為全國(guó)重要的新型復(fù)合材料制造、出口和配套基地。
新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園成立后,將強(qiáng)化復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在鐘樓經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的集約發(fā)展,集成有效的科技資源、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),發(fā)揮集聚化的整體效應(yīng),形成具有較強(qiáng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)群體,推動(dòng)開(kāi)發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和土地、資金、勞動(dòng)力、信息、技術(shù)等資源的優(yōu)化配置,降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本,促進(jìn)開(kāi)發(fā)區(qū)整體競(jìng)爭(zhēng)能力躍上一個(gè)新臺(tái)階。
納米復(fù)合材料
復(fù)合材料由于其優(yōu)良的綜合性能,特別是其性能的可設(shè)計(jì)性被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防、交通、體育等領(lǐng)域,納米復(fù)合材料則是其中最具吸引力的部分,近年來(lái)發(fā)展很快,世界發(fā)達(dá)國(guó)家新材料發(fā)展的戰(zhàn)略都把納米復(fù)合材料的發(fā)展放到重要的位置。該研究方向主要包括納米 聚合物基復(fù)合材料、納米碳管功能復(fù)合材料、納米鎢銅復(fù)合材料。
在納米聚合物基復(fù)合材料方面,主要采用同向雙螺桿擠出方法分散納米粉體,分散水平達(dá)到納米級(jí),得到了性能符合設(shè)計(jì)要求的納米復(fù)合材料。我們制備的納米蒙脫土/pa6復(fù)合材料中,納米蒙脫土的層間距為1.96nm,處于國(guó)內(nèi)同類材料的領(lǐng)先水平(中國(guó)科學(xué)院為1.5~1.7nm),蒙脫土復(fù)合到尼龍基體中后完全剝離成為厚度1~1.5nm的納米微粒,其復(fù)合材料的耐溫性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常優(yōu)秀,此材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化;正在開(kāi)發(fā)的納米tio2/聚丙烯復(fù)合材料具有優(yōu)良的抗菌效果,納米tio2粉體在聚丙烯中分散達(dá)到60nm以下,此項(xiàng)技術(shù)正在申報(bào)發(fā)明專利。由于納米聚合物復(fù)合材料的成型工藝不同于普通的聚合物,本方向還積極開(kāi)展新的成型方法研究,以促進(jìn)納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行。
碳納米管是上個(gè)世紀(jì)九十年代初發(fā)現(xiàn)的一種新型的碳團(tuán)簇類纖維材料,具有許多特別優(yōu)秀的性能。我們?cè)谔技{米管取得的研究成果主要包括:
1)大規(guī)模生產(chǎn)多壁碳納米管的技術(shù),生產(chǎn)出的碳納米管的質(zhì)量處于世界先進(jìn)水平,生產(chǎn)成本也很低,為碳納米管的工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
2)開(kāi)發(fā)了制造碳納米管為電極材料的雙電層大容量電容器的技術(shù)。
3)開(kāi)發(fā)了制造具有軟基底定向碳納米管膜的技術(shù)。
鎢銅復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、低的熱膨脹系數(shù)而被廣泛地用作電接觸材料、電子封裝和熱沉材料。采用納米粉末制備的納米鎢銅復(fù)合材料具有非常優(yōu)越的物理力學(xué)性能,我們采用國(guó)際前沿的金屬?gòu)?fù)合鹽溶液霧化干燥還原技術(shù)成功制備了納米鎢銅復(fù)合粉體和納米氮化鎢-銅復(fù)合粉體,目前正在加緊其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。