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復合材料的定義是什么? 復材云集|復合材料

放大字體  縮小字體 發布日期:2022-05-19 15:02:26    瀏覽次數:306    評論:0
導讀

松散地定義,復合材料是兩種或多種不同材料的組合,可產生卓越(通常更堅固)的產品。幾千年來,人類一直在創造復合材料來建造從

松散地定義,復合材料是兩種或多種不同材料的組合,可產生卓越(通常更堅固)的產品。幾千年來,人類一直在創造復合材料來建造從簡單的庇護所到精致的電子設備的一切。雖然最初的復合材料是由泥土和稻草等天然材料制成的,但今天的復合材料是在實驗室中用合成物質制成的。不管它們的起源如何,復合材料使我們所知道的生活成為可能。

 

 

一個簡短的歷史
考古學家說,人類使用復合材料的歷史至少有 5000 到 6000 年。在古埃及,用泥土和稻草制成的磚塊用來包裹和加固堡壘和紀念碑等木結構。在亞洲、歐洲、非洲和美洲的部分地區,土著文化用荊條(木板或木條)和涂抹物(泥或粘土、稻草、礫石、石灰、干草和其他物質的復合物)建造結構。
另一個先進文明蒙古人也是使用復合材料的先驅。從公元 1200 年左右開始,他們開始用木頭、骨頭和天然粘合劑制造加固弓,并用樺樹皮包裹。這些遠比簡單的木弓更強大、更準確,幫助成吉思汗的蒙古帝國在亞洲蔓延。
復合材料的現代時代始于 20 世紀,隨著早期塑料(如電木和乙烯基)的發明以及工程木制品(如膠合板)的發明。另一種重要的復合材料玻璃纖維是 1935 年發明的。它比早期的復合材料堅固得多,可以模壓成型,而且非常輕巧耐用。 
第二次世界大戰加速了更多石油衍生復合材料的發明,其中許多至今仍在使用,包括聚酯。1960 年代引入了更復雜的復合材料,例如 Kevlar 和碳纖維。 

 

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現代復合材料
今天,復合材料的使用已經發展到通常包含結構纖維和塑料,這被稱為纖維增強塑料或簡稱 FRP。像稻草一樣,纖維提供了復合材料的結構和強度,而塑料聚合物將纖維固定在一起。FRP 復合材料中使用的常見纖維類型包括:

 

  • 玻璃纖維

  • 碳纖維

  • 芳綸纖維

  • 硼纖維

  • 玄武巖纖維

  • 天然纖維(木材、亞麻、大麻等)

     

 

在玻璃纖維的情況下,數十萬條微小的玻璃纖維聚集在一起,并由塑料聚合物樹脂固定在適當的位置。復合材料中使用的常見塑料樹脂包括:

 

  • 環氧樹脂

  • 乙烯基酯

  • 聚酯纖維

  • 聚氨酯

  • 聚丙烯

     

 

常見用途和好處
復合材料最常見的例子是混凝土。在這種用途中,結構鋼筋為混凝土提供強度和剛度,而固化的水泥使鋼筋保持靜止。單獨的鋼筋會彎曲太多,單獨的水泥很容易開裂。然而,當組合成復合材料時,會產生一種極其堅硬的材料。
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最常與術語“復合材料”相關的是纖維增強塑料。這種類型的復合材料在我們的日常生活中廣泛使用。纖維增強塑料復合材料的常見日常用途包括:

 

  • 飛機

  • 小型船只和大型輪船

  • 運動器材(高爾夫球桿、網球拍、沖浪板、曲棍球棒等)

  • 汽車零部件

  • 風力渦輪機葉片

  • 身體護具

  • 建筑材料

  • 水管

  • 橋梁

  • 工具手柄

  • 梯軌

 


與鋼等其他材料相比,現代復合材料具有許多優勢。也許最重要的是,復合材料的重量要輕得多。它們還耐腐蝕、柔韌且耐凹痕。反過來,這意味著它們需要更少的維護,并且比傳統材料具有更長的使用壽命。復合材料使汽車更輕,因此更省油,使防彈衣更能抵抗子彈,并使渦輪葉片能夠承受高風速的壓力。
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(文/小編)
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