复合材料的应用研究
下介绍各种复合 材料在各个机械工程 中的应用 。
1 在汽车行业中的应用
蜂窝夹芯复合板是在 两层 薄面板的中问夹上一层厚 而极
轻 的蜂窝组成 。 根据夹芯材料的不 同可 以分为纸蜂窝 、 玻璃布 蜂窝、 玻璃纤 维增强树脂蜂 窝 、 铝蜂窝等 ; 面 板则可 以采 用玻 璃钢 、 塑料 、 铝板和钢板等材料制成 。由于蜂窝夹芯复合板具 有质量轻 、 比强度 和比刚度较 高 、 抗振性好 、 隔热 、 隔音和阻燃
等特点 , 因此在汽 车的车身 上应 用较多 , 例 如车身外板 、 车门 、
好, 最 高使 用温度可达到 4 5 0 ℃, 其热性能 已达 到原 先使 用的 铸铁水平 , 因此铝基复合材料在有些 国家 已经应用于刹车轮 。 轮胎螺栓采用金属基复合材料( M MC ) 制造 , 质量减轻了 5 0 %。
金属基复合材料( MMC ) 为铝或镁基 质加粉末或碎屑纤维增强 。 在汽车制动盘 、 制动鼓 、 制动钳 、 活塞 、 传动轴 以及轮胎螺栓上
土, 它既具备混凝土的高抗压强度 , 又有钢筋的高抗拉强度。
按 照其基体不 同大致可分为 2类 : 金属 基复合材 料( MMC) 和 非金 属基复合 材料 ( 陶瓷 基复合材 料( C M c) 各种纤 维增 强 的 树脂基复合 材料( F R P )o复合 材料的主要性 能有 : ① 比强度
都采用金属基复合材料( M M C ) 制造 。 目 前铝基复合 材料一般大 多都采用铝硅合金 ,而常用 的填充增强剂大多采用 陶瓷纤维
和微粒等 。 铝基复合材料与铝合金相 比具有质量轻 、 比强度高
和弹性模量高 、 耐热性 和耐磨性好 等优 点 , 是汽车轻量化的最
佳理想材料。
和 比模量 高 ; ②化 学稳定性优 良; ③减 摩 、 耐磨 、 自 润 滑性好 ; ④韧性和抗热冲击性好 ; ⑤ 有很 大的材料设计 自由度 ; 此 外还
摘
要: 文章主要讲述 了复合材料的优点 以 及 在汽车行 业、 机械设备 、 船舶和海 洋结构建造 、 航 天航 空领域 、 医学领
域及 军事领域 中的应 用。 关键词 : 复合材料 ; 应用
中图分类号: T B 3 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 7 — 8 3 2 0 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 叭1 7 一 o 2
强陶瓷纤维组成 , 主要适合用于高性能 的铝活塞。 近年来有所
发展 的是纤维增强 金属( F R M ) , 铝合金基 的纤维增强金属具有 抗拉强度高和耐磨耐热特性 。纤维增强 的轻金属 只能用 于仅 靠轻合金而不能满足强度和耐磨性 的部位上 ,是很有发展前 途 的复合材料之一 。 由于铝基复合材料具有使质 量减 轻了 3 0 %~ 6 0 %, 导热性
Ab s t r a c t :T h i s p a p e r ma i n l y d e s c r i b e s t h e a d v a n t a g e s o f c o mp o s i t e ma t e r i a l s a s w e l l a s i n t h e a u t o mo t i v e i n d u s t r y , me c h a n i c a l e q u i p me n t ,s h i p s a n d ma i r n e s t r u c t u r e s c o n s t r u c t i o n ,a v i a t i o n a n d a e r o s p a c e ,me d i c a l f i e l d ,a n d mi l i t a y r a p p l i — c a t i o n s i n t h e f i e l d .
Ap p l i c a t i o n o f Co mp o s i t e Ma t e r i a l s
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f B a o i i V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c l a C o l I e , B n D j S h a a n x i 7 2 1 0 0 0 , C h i n a )
第 4 0卷 第 1 1期 - 学 术
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201 3年 1 1 月
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复合材料 的应用研究
杨 鑫
( 宝 鸡职 业技 术学 院 , 陕西 宝鸡 7 2 1 0 0 0 )
车架 、 保 险杠 、 座椅框架等 。英 国发 明了一种 以聚丙烯作为 内 部夹层而钢板为面板的薄夹层板 , 用以替代钢制车身外板 , 使 整个零 件从质 量上减轻 了约 5 0 %一 6 0 %,且 容易 采用 冲压 成
具有耐烧蚀 性 、 耐辐射性 、 耐蠕变性及 特殊 的光 、 电、 磁 效能 。 由于其具有优异的性 能 , 因此在许多领域已得 到广泛应用 。 以
活塞是发动机 中的重要 零件 之一 ,它的工作条件要 求较 高, 常在高温高压下工作 , 因而对 于活塞材料的选择是至关重 要的。 如今 , 应用于活塞的复合 材料 大都 由低密度金属以及增
Ke y wo r d: C o mp o s i t e s ; a p p l i c a t i o n
复合 材料是一 种多相固体混合物 ,它既保 留了原组 成材 料各 自所具有 的性 能 , 又具有材料合 成后 的新 特性 , 因此 复合 材料具有其单组分材料 无法 比拟的优越性能 。例如钢筋混凝