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高中化学必修一《复合材料》

复合材料
概念:
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,在宏观上组成具有新性能的材料。

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。

复合材料的发展历史和意义
1、复合材料的发展历史
6000年前人类就已经会用稻草加粘土作为建筑复合材料。

水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和河堤大坝等的建筑,发挥着极为重要的作用;
20世纪40年代,美国用碎布酚醛树脂制备枪托、代替木材,发展成为玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)这种种广泛应用的较现代化复合材料。

如果将玻璃强化树脂看作是第一代
复合材料,则CFRP(碳纤维增强塑料)、BFRP (硼纤维增强塑料)可以称为第二代复合材料。

进一步,以金属或陶瓷为
基体的先进复合材料则可以称为第三代
复合材料。

碳纤维复合材料:
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。

碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。

碳纤维比重小,因此有很高的“比强度”。

碳纤维属于聚合物碳,是有机纤维经固相反应转变为纤维状的无机碳化合物。

碳纤维是一种新型非金属材料,它和它的复合材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能,碳纤维单独使用时主要是利用其耐热性、耐蚀性、导电性和其它性质。

功能复合材料:
•功能复合材料是指除机械性能以外而提供
其他物理性能的复合材料。

如:导电、超
导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透
波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔
热等凸显某一功能。

统称为功能复合材料。

功能复合材料主要由功能体和增强体及基
体组成。

功能体可由一种或以上功能材料
组成。

多元功能体的复合材料可以具有多
种功能。

同时,还有可能由于复合效应而
产生新的功能。

多功能复合材料是功能复
合材料的发展方向。

塑木复合材料:
•塑木是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等低值
生物质纤维为主原料,与塑料合成的一种
复合材料。

它同时具备植物纤维和塑
料的优点,适用范围广泛,几乎可涵盖所
有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它类似
复合材料的使用领域,同时也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题。

其主要特点为:原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化
复合材料家居
树脂工艺品见得多了,但树脂家具近年来才正式进入市场,用树脂和玻纤布等复合材料手工制作而成的玻璃钢家具,不仅做工精细,质感逼真,具有重量轻、耐老化、可塑性强、免维护的优点,而且价格低廉,成为家具市场上最时尚产品。

古色古香的“现代”玻璃纤维家具
玻纤加固的潘顿椅蛋椅—外壳由玻璃纤维和聚
氨酯泡沫加固而成
什么是塑钢?
•塑钢是以聚氯乙烯(PVC)树脂为主要原料,加上一定比例的稳定剂、着色剂、填充剂、紫外线吸收剂等,经挤出成型材,同时为
增强型材的刚性,超过一定长度的型材空
腔内需要填加钢衬(加强筋),这样制成
的材料称之为塑钢。

玻璃钢门窗是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以不饱和聚酯树脂为基体材料,通过拉挤工艺生产出空腹型材,经过切割、组装、喷涂等工序制成门窗框,再装配上毛条、橡胶条及五金件制成的门窗。

玻璃钢门窗是继木、钢、铝、塑后又一新型门窗。

其综合了其它类门窗的优点,既有钢、铝门窗的坚固性,又有塑钢窗的防腐蚀、保温、节能性能,更具有自身独特的隔音、抗老化、尺寸稳定等性能,被誉为21世纪建筑门窗的“绿色产品”。

2013-8-1。

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