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1、聚合物納米復(fù)合材料與普通粒子填充聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能上有何差
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- 1、聚合物納米復(fù)合材料與普通粒子填充聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能上有何差異
- 2、聚合物基復(fù)合材料的主要性能有哪些
- 3、復(fù)合材料主要用于那些領(lǐng)域,有什么優(yōu)勢(shì)
- 4、上交的材料和北航的信息怎么選啊
聚合物納米復(fù)合材料與普通粒子填充聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能上有何差異
聚合物納米復(fù)合材料與普通粒子填充聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能上差異:
聚合物只是一種有機(jī)物,是一種物質(zhì),不是復(fù)合材料。復(fù)合材料是由兩種以上的材料組合在一起構(gòu)成的,當(dāng)然聚合物可以是復(fù)合材料的組成物質(zhì)之一,例如可以作為復(fù)合材料的基體材料。
聚合物材料是指由許多相同的、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接而成的高分子量(通??蛇_(dá)10~106)化合物。例如聚氯乙烯分子是由許多氯乙烯分子結(jié)構(gòu)單元“—CH2CHCl—”重復(fù)連接而成,因此“—CH2CHCl”—又稱為結(jié)構(gòu)單元或鏈節(jié)。
背景
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,如今發(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。
聚合物基復(fù)合材料的主要性能有哪些
復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合的材料,其比強(qiáng)度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍,還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤(rùn)滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹(shù)脂復(fù)合可得到熱膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強(qiáng)材料的另一個(gè)特點(diǎn)是各向異性,因此可按制件不同部位的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料,在500℃時(shí)仍能保持足夠的強(qiáng)度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合,
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)。
復(fù)合材料主要用于那些領(lǐng)域,有什么優(yōu)勢(shì)
下面所說(shuō)均為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,希望對(duì)你有幫助
先說(shuō)優(yōu)勢(shì)(以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為例)
輕質(zhì)高強(qiáng)相對(duì)密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強(qiáng)度卻接近,甚至超過(guò)碳素鋼,而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。
耐腐蝕性能好FRP是良好的耐腐材料,對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
電性能好是優(yōu)良的絕緣材料,用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過(guò)性良好,已廣泛用于雷達(dá)天線罩。
熱性能良好FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下,是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料,能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
可設(shè)計(jì)性好(1)可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來(lái)滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。
(2)可以充分選擇材料來(lái)滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計(jì)出耐腐的,耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的,等等。
工藝性優(yōu)良(1)可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。
(2)工藝簡(jiǎn)單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)效果突出,尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更突出它的工藝優(yōu)越性。
應(yīng)用領(lǐng)域:
FRP應(yīng)用領(lǐng)域
一:FRP在我國(guó)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用
80年代以前,F(xiàn)RP主要用于軍工產(chǎn)品,院所之間受到保密限制,不便交流,建筑師對(duì)FRP的優(yōu)良性能不了解,得不到可靠的性能數(shù)據(jù),因此未大量用于建筑結(jié)構(gòu)。
90年代開(kāi)始,隨著對(duì)FRP研究工作的不斷深入,使FRP的缺陷得以克服,產(chǎn)品價(jià)格有所下降。在大型建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用取得很好的效果。下面簡(jiǎn)要介紹幾個(gè)實(shí)例:
(1)大型FRP機(jī)房:1991年在杭州市建成,該機(jī)房與其下面賓館取得建筑上的協(xié)調(diào),從外觀上難于區(qū)分,效果很好;
(2)卡拉OK娛樂(lè)廳柱形屋蓋:長(zhǎng)26m,跨度10m,1992年在上海大中華橡膠廠樓頂建成,十分美觀實(shí)用;
(3)旋轉(zhuǎn)餐廳球形屋蓋:球徑45m,1993年在上海長(zhǎng)江口商城建成;
(4)東方明珠電視塔大堂雙曲面屋蓋及內(nèi)裝飾件:直徑60m,總面積約5000m2,1994年完成。從合同簽訂至安裝完成僅用了三個(gè)多月,使用至今,效果很好;
(5)方舟大廈尖頂(高7m)及拼裝屋面(約300m2):1996年建成,1997年3月安裝完畢。
國(guó)外建筑領(lǐng)域應(yīng)用FRP的數(shù)量大、品種多
復(fù)合材料在整個(gè)工程材料中用量從1950年的2%將上升到2000年的14.7%,預(yù)計(jì)2020年將有望達(dá)到18.4%。美國(guó)1993年用量23.7萬(wàn)t,占總量的20%,僅次于交通運(yùn)輸業(yè),是第二大應(yīng)用領(lǐng)域;英國(guó)1992年占總用量的26.6%,是第一大應(yīng)用領(lǐng)域;西歐1992年用量24.7萬(wàn)t,占總量的21.3%,是第二大應(yīng)用領(lǐng)域;日本1993年用量23,7萬(wàn)t,占總用量的55%左右,是第一大應(yīng)用領(lǐng)域。
國(guó)外FRP在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例有
①直徑66m的全FRP球形娛樂(lè)場(chǎng):該建筑位于美國(guó)西海岸臨近舊金山的里諾市,該建筑由2000多塊四邊形FRP單元件拼裝而成;
②美國(guó)New Jersey州、大西洋城Trump Taj Mahal綜合娛樂(lè)場(chǎng):占地39萬(wàn)m2,門面1.6km長(zhǎng),大部分是FRP藝術(shù)造型裝飾件,共有二萬(wàn)三千多件,總值約1500萬(wàn)美元;
③美國(guó)New York 的 FRP可口可樂(lè)大廣告牌:立體狀l2.5m×19.8m,“可口可樂(lè)瓶”高12.8m,冰塊高3m;
④美國(guó)Boston許多建筑物門窗、門面、欄桿、屋檐板、裝飾拱都采用FRP;
⑤美國(guó)Atlanta銀行大廳高樓層蓋采用FRP,美國(guó)Florida Tampa市CS銀行大樓(該州西海岸最高的大廈,43層),采用半錐形FRP屋蓋,高7.9m,都兼有防腐、透波和抗風(fēng)等多種功能。還有機(jī)場(chǎng)和氣象雷達(dá)罩等也都采用FRP。
據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),F(xiàn)RP在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下五個(gè)方面:
①各種異形建筑結(jié)構(gòu)物:雷達(dá)天線罩、崗?fù)?、廣告牌(物)、球形娛樂(lè)場(chǎng)、球幕影劇院、大跨度機(jī)庫(kù)、車庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、旋轉(zhuǎn)餐廳屋蓋、卡拉OK娛樂(lè)廳柱形屋蓋、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)大跨度看臺(tái)屋蓋、室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)屋蓋和高層建筑錐形頂?shù)?;②各種功能性建筑物:電視塔透波墻、透波機(jī)房、屏蔽房、隔聲墻、化工廠防腐車間、碼頭FRP與金屬?gòu)?fù)合椿、醫(yī)院防輻射復(fù)合墻、大型冷卻塔、污水處理廠防腐板、大型耐腐蝕槽、罐等;③各種建筑物內(nèi)外裝飾件:屋檐、沿口、門楣、騎馬廊、燈槽、燈飾、羅馬柱、吊頂、藝術(shù)花瓶、假山瀑布、吉祥動(dòng)物(獅子、牛、象等)等;④小康居室、辦公室建筑構(gòu)件:門、隔墻、隔段、家具、廚房用具、花園欄桿、圍墻、小車庫(kù)、游泳池、各種窗框、盆景等;⑤各種衛(wèi)生潔具:整體衛(wèi)生盒子間、整體淋浴間、水箱、移動(dòng)廁所、凈化池、洗面盆具、抽水馬桶、浴缸、太陽(yáng)能熱水器等。
二:運(yùn)輸部門:以汽車為中心增長(zhǎng)1.7%,即使客車出售輛數(shù)下降,但玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)制品正在平穩(wěn)上升。汽車主體使用400種以上的部件是SMC產(chǎn)品,2007年新型汽車使用100種以上的部件。玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(FRTP)的使用量迅速提高。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用的FR-Nylon制吸氣集合管。比鋁制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率高,而且經(jīng)濟(jì)。汽車傳動(dòng)軸是拉擠成型,材料采用碳纖維、乙烯基酯和鋁管制成。目前,已活躍在汽車市場(chǎng)上。最主要的是用拉擠成型的空調(diào)設(shè)備用通風(fēng)管。鐵道部對(duì)全FRP制車輛進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),并在今年投放市場(chǎng)。
三:土木建筑部門:FRP制品在住宅方面也不斷增加。在基礎(chǔ)建筑方面有干線公路橋、人行橋、港灣用橋墩。另外也廣泛使用用來(lái)增強(qiáng)混凝土的FRP筋。
四:耐腐蝕器械方面:FRP在器械方面用途廣泛。半導(dǎo)體界和化學(xué)界、污水處理和下水道處理方面、石油、煤氣用平臺(tái)、化工貯存罐等。
五:船舶方面。
六:電氣、電子:印刷電路板、雷達(dá)罩的需求旺盛。用FW生產(chǎn)的照明電桿已有增長(zhǎng)趨勢(shì),并開(kāi)始進(jìn)行電線桿子現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。目前歐洲已大量生產(chǎn)。美國(guó)也投放市場(chǎng)。電子方面的陳舊化也有待刺激。預(yù)計(jì)今后手提式電話機(jī)等也會(huì)采用FRP、FRTP制品。
七:消費(fèi)材料:FRP耐老化、外觀美觀,替代了原用材料。衛(wèi)星廣播天線以及DBS天線的銷售量正在增長(zhǎng),特別是DBS天線的銷售量增長(zhǎng)迅速。用碳纖維生產(chǎn)的高爾夫球桿也勢(shì)在必增,生產(chǎn)碳纖維的廠家也增加了設(shè)備。
八:家電、辦公設(shè)備:新設(shè)計(jì)的縫紉機(jī)殼的銷售量也在增長(zhǎng)。目前新建住宅受到轉(zhuǎn)賣的影響,家電也不斷增長(zhǎng)。辦公設(shè)備市場(chǎng)大、銷售廣、基礎(chǔ)雄厚。FRTP玻璃鋼格柵具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、耐熱性、剛性、難燃性,所以在家電、辦公設(shè)備的使用上占優(yōu)勢(shì)。
九:航空、防衛(wèi)方面。
FRP型材應(yīng)用實(shí)例
FRP工具柄本系列產(chǎn)品主要應(yīng)用在包括鏟子、耙子、鋤頭、剪刀、錘子等園林工具和五金工具上。
FRP拉擠圓管本系列產(chǎn)品適用于制作帳蓬、蚊帳、箱包、手袋、X展架、工具柄、風(fēng)車、高爾夫(球袋、旗桿、練習(xí)桿、練習(xí)網(wǎng))、三腳架、噴霧桿、腳架桿、玩具骨架、飛碟骨架、空竹手柄、風(fēng)箏桿等。
FRP拉擠圓棒本系列產(chǎn)品適用于制作雨傘骨、風(fēng)箏骨架、PCB設(shè)備、航模飛機(jī)、支架毯、沙灘席、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸芯、窗簾桿、玩具、箱包、飛蝶、旗桿(桌旗、車旗、手搖旗、刀型旗)、植物支撐架、籬笆、煙囪桿、游戲毯支撐架、窗簾轉(zhuǎn)/撥棒等。
FRP拉擠扁條系列本系列產(chǎn)品適用于制作瑜珈健身圈、魔力圈、健身器材、玩具弓、窗簾條、箱包、手袋、旗桿橫條、工具手柄等。
FRP格柵平臺(tái)系列本系列產(chǎn)品主要有玻璃鋼格柵、防腐平臺(tái)、走道和圍欄系統(tǒng)、絕緣梯子、冷卻塔支撐架、電纜橋架、地鐵軌道罩等。
拉擠產(chǎn)品深加工系列我們根據(jù)客戶需求對(duì)玻璃纖維桿、玻璃纖維管、玻璃纖維棒表面包PP PE PVC,此產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于園藝及農(nóng)業(yè)上。
上交的材料和北航的信息怎么選啊
選上海交大的材料。
1、北航的聚合物基復(fù)合材料,航天材料比較好,上海交大的金屬基復(fù)合材料比較好。
2、所以北航的信息比不上上海交大的材料,所以選上交的材料。
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