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碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料

2022-11-10

與鋼、鋁、鐵和鈦等傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料具有無可否認(rèn)的吸引力。隨著其發(fā)展，設(shè)計(jì)和制造工程師對其有了更好的理解。下面是復(fù)合材料制造中常用的纖維和樹脂的入門知識。

與鋼、鋁、鐵和鈦等傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料具有無可否認(rèn)的吸引力。隨著其發(fā)展，設(shè)計(jì)和制造工程師對其有了更好的理解。

下面是復(fù)合材料制造中常用的纖維和樹脂的入門知識。

獲勝屬性

高強(qiáng)度和低重量仍然是推動復(fù)合材料進(jìn)入新領(lǐng)域的制勝組合，但其他性能同樣重要。復(fù)合材料具有良好的振動阻尼和低熱膨脹系數(shù)這些特性可用于特殊應(yīng)用。復(fù)合材料具有抗疲勞性，并提供設(shè)計(jì)/制造靈活性，可以顯著減少特定應(yīng)用所需的零件數(shù)量，這意味著成品需要更少的原材料、更少的接頭和緊固件

以及更短的裝配時(shí)間。復(fù)合材料還具有耐極端溫度、耐腐蝕和耐磨性，特別是在工業(yè)環(huán)境中，這些性能在很大程度上降低了產(chǎn)品的生命周期成本。這些特性推動了復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。

完全不同的材料

復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料的不同之處在于，復(fù)合材料部件由兩種截然不同的成分組成——纖維和基體材料（通常是聚合物樹脂）——當(dāng)組合時(shí)，它們保持離散，但相互作用，形成一種新材料，其性能不能通過簡單地將其成分的性能相加來預(yù)測。事實(shí)上，纖維/基體樹脂組合的主要優(yōu)點(diǎn)之一是其互補(bǔ)性。

玻璃纖維

復(fù)合材料工業(yè)中使用的絕大多數(shù)纖維都是玻璃纖維。玻璃纖維是最古老和最常見的增強(qiáng)材料，玻璃纖維比碳纖維重，也沒有碳纖維硬，但它更耐沖擊，斷裂伸長率更大。

高性能纖維

碳纖維是目前高性能應(yīng)用中使用最廣泛的纖維，由多種前體材料制成。市場上第一批高性能碳纖維是由人造絲原絲制成的。聚丙烯腈基碳纖維是用途最廣泛的碳纖維。

熱固性樹脂

復(fù)合材料中最廣泛使用的聚合物是熱固性樹脂，這是一類塑料樹脂，盡管目前商業(yè)用途的熱固性樹脂幾乎都來自石油原料，但生物樹脂的研發(fā)和商業(yè)化仍在不斷發(fā)展。

熱塑性樹脂

交聯(lián)熱固性塑料的固化反應(yīng)無法逆轉(zhuǎn)，與之相反，熱塑性塑料在冷卻時(shí) 硬化，但仍保持其塑性。運(yùn)動鞋、矯形器和醫(yī)療假肢等大批量商業(yè)產(chǎn)品得益于這些樹脂的韌性和防潮性，汽車進(jìn)

氣歧管和其他發(fā)動機(jī)罩下部件也是如此。

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