¿Qué son los materiales compuestos?
Los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos. Los materiales de matriz de los materiales compuestos se pueden dividir en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados son aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambres metálicos y partículas duras.
Un material compuesto es una mezcla. Los materiales compuestos se dividen en compuestos de metal con metal, compuestos de no metal con metal y compuestos de no metal con no metal según sus componentes. Según sus características estructurales se pueden dividir en: ① Materiales compuestos de fibras. Se colocan varios refuerzos de fibra en el material de matriz y se combinan. Por ejemplo, plásticos reforzados con fibra, metales reforzados con fibra, etc. ②Materiales compuestos sándwich. Se compone de materiales de superficie y materiales de núcleo con diferentes propiedades. Por lo general, el material de la superficie es de alta resistencia y delgado; el material del núcleo es liviano y de baja resistencia, pero tiene cierta rigidez y espesor. Se puede dividir en sándwich sólido y sándwich alveolar. ③Materiales compuestos de grano fino. Las partículas finas y duras, como las aleaciones reforzadas por dispersión, cermets, etc., se distribuyen uniformemente en la matriz. ④Materiales compuestos híbridos. Consiste en dos o más materiales de fase de refuerzo mezclados en un material de fase de matriz. En comparación con los materiales compuestos ordinarios de una sola fase, su resistencia al impacto, resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura mejoran significativamente y tiene propiedades especiales de expansión térmica. Se puede dividir en compuestos híbridos intracapa, híbridos entre capas, híbridos tipo sándwich, híbridos intracapa/intercapas y ultrahíbridos.
Los métodos de moldeo de los materiales compuestos varían según el material de la matriz. Existen muchos métodos de moldeo para materiales compuestos a base de resina, como el moldeo por colocación manual, el moldeo por inyección, el moldeo por bobinado de fibra, el moldeo por compresión, el moldeo por pultrusión, el moldeo RTM, el moldeo en autoclave, el moldeo por diafragma, la migración al tipo de soporte de cable compuesto, la reacción. Moldeo por inyección, moldeo por expansión de película flexible, moldeo por estampado, etc. Los métodos de moldeo de materiales compuestos de matriz metálica se dividen en método de moldeo en fase sólida y método de moldeo en fase líquida. El primero se forma aplicando presión a una temperatura por debajo del punto de fusión de la matriz, incluida la soldadura por difusión, la pulvimetalurgia, la laminación en caliente, el estirado en caliente, el prensado isostático en caliente y la soldadura por explosión. Este último consiste en fundir la matriz y llenarla con el material reforzado, incluida la fundición tradicional, la fundición por succión al vacío, la fundición por contrapresión al vacío, la fundición por compresión y la fundición por inyección. Los principales métodos de moldeo de materiales compuestos de matriz cerámica incluyen sinterización en estado sólido, moldeo por infiltración de vapor químico, moldeo por deposición de vapor químico, etc.
Los principales campos de aplicación de los materiales compuestos son: ①Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica y su alta resistencia específica y rigidez específica, los materiales compuestos se pueden utilizar para fabricar alas de aviones y fuselajes delanteros, antenas de satélite y sus estructuras de soporte, alas y carcasas de células solares, compuestos Verton para grandes vehículos de lanzamiento. Carcasas de materiales, carcasas de motores. , piezas estructurales del transbordador espacial, etc. ②Industria automotriz. Los materiales compuestos tienen propiedades especiales de amortiguación de vibraciones, pueden reducir las vibraciones y el ruido, tienen buena resistencia a la fatiga, son fáciles de reparar después de daños y facilitan el moldeado integral. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión y soportes de motores. y otros internos. ③Industria química, industria textil y de fabricación de maquinaria. Los materiales compuestos de fibra de carbono y matriz de resina con buena resistencia a la corrosión se pueden utilizar para fabricar equipos químicos, maquinaria textil, maquinaria papelera, fotocopiadoras, máquinas herramienta de alta velocidad, instrumentos de precisión, etc. 4. Campo médico. Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen excelentes propiedades mecánicas y no absorben los rayos X, y pueden usarse para fabricar máquinas de rayos X médicas y soportes ortopédicos. Los materiales compuestos de fibra de carbono también son biocompatibles y compatibles con la sangre, tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos. Además, los materiales compuestos se utilizan en la fabricación de equipamiento deportivo y materiales de construcción.
Pregunta 2: ¿Qué significa material compuesto? Los materiales compuestos son materiales de ingeniería mecánica compuestos de dos o más materiales diferentes. Los diversos materiales componentes pueden complementarse entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general del material compuesto sea mejor que el de los materiales componentes originales, cumpliendo así con diversos requisitos.
Pregunta 3: ¿Qué son los materiales funcionales? ¿Qué son los materiales compuestos? (2) Los materiales funcionales se refieren a materiales de alta tecnología que tienen excelentes funciones eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas, acústicas, mecánicas, químicas y biomédicas, así como efectos físicos, químicos y biológicos especiales, y pueden completar la conversión mutua de funciones. . Se utiliza principalmente para fabricar diversos componentes funcionales y se utiliza ampliamente en diversos campos de alta tecnología.
(3) Los materiales compuestos son una combinación de dos o más materiales diferentes. A nivel macro, se sintetizan materiales con nuevas propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, de modo que los materiales compuestos no sólo conservan las características de los materiales componentes originales, sino que también tienen características que son inalcanzables o mejores que las de los materiales originales de un solo componente.
Pregunta 4: ¿Qué son los materiales compuestos? ¿Cuáles son sus usos? Un material compuesto es un material con nuevas propiedades que se compone de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos.
Clasificación de los materiales compuestos: Los materiales matriz de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos.
Los sustratos metálicos más utilizados son el aluminio, el magnesio, el cobre, el titanio y sus aleaciones.
Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc.
Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambre metálico y partículas duras. Las principales áreas de aplicación de los materiales compuestos son: 1. Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica y su alta resistencia específica y rigidez específica, los materiales compuestos se pueden utilizar para fabricar alas y fuselajes delanteros de aviones, antenas de satélite y sus estructuras de soporte, alas y carcasas de células solares, y carcasas de vehículos de lanzamiento de gran tamaño, carcasas de motores. piezas estructurales del transbordador espacial, etc. 2. Industria del automóvil. Los materiales compuestos tienen propiedades especiales de amortiguación de vibraciones, pueden reducir las vibraciones y el ruido, tienen buena resistencia a la fatiga, son fáciles de reparar después de daños y facilitan el moldeado integral. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión y soportes de motores. y otros internos. 3. Industria química, textil y de fabricación de maquinaria. Los materiales compuestos de fibra de carbono y matriz de resina con buena resistencia a la corrosión se pueden utilizar para fabricar equipos químicos, maquinaria textil, maquinaria papelera, fotocopiadoras, máquinas herramienta de alta velocidad, instrumentos de precisión, etc. 4. Campo médico. Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen excelentes propiedades mecánicas y no absorben los rayos X, y pueden usarse para fabricar máquinas de rayos X médicas y soportes ortopédicos. Los materiales compuestos de fibra de carbono también son biocompatibles y compatibles con la sangre, tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos.
Pregunta 5: ¿Qué son los materiales compuestos? Directorio compuesto [ocultar]
Concepto
Clasificación
Rendimiento
Método de formación
Aplicación de aplicación
Nuevo Parque Industrial de Materiales Compuestos de Jiangsu
Materiales Compuestos
[Editar este párrafo] Concepto
Los materiales compuestos se componen de un material como matriz y otro Un material compuesto de materiales que sirven como refuerzos. Varios materiales se complementan en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos. Los materiales de matriz de los materiales compuestos se pueden dividir en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados son aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambres metálicos y partículas duras.
La historia de los materiales compuestos se remonta a la antigüedad. La arcilla reforzada con paja y el hormigón armado, utilizados desde la antigüedad, se componen de dos materiales. En la década de 1940, debido a las necesidades de la industria de la aviación, se desarrollaron los plásticos reforzados con fibra de vidrio (comúnmente conocidos como fibra de vidrio), y desde entonces apareció el nombre de materiales compuestos. Desde la década de 1950 se han desarrollado fibras de alta resistencia y alto módulo, como la fibra de carbono, la fibra de grafito y la fibra de boro. La fibra de aramida y la fibra de carburo de silicio aparecieron en la década de 1970. Estas fibras de alta resistencia y alto módulo se pueden combinar con resinas sintéticas, carbono, grafito, cerámica, caucho y otras matrices no metálicas o matrices metálicas como aluminio, magnesio y titanio para formar materiales compuestos únicos.
[Editar este párrafo] Clasificación
El material compuesto es una mezcla. Los materiales compuestos se dividen en compuestos de metal con metal, compuestos de no metal con metal y compuestos de no metal con no metal según sus componentes. Según sus características estructurales se pueden dividir en: ① Materiales compuestos de fibras. Se colocan varios refuerzos de fibra en el material de matriz y se combinan. Por ejemplo, plásticos reforzados con fibra, metales reforzados con fibra, etc. ②Materiales compuestos sándwich. Se compone de materiales de superficie y materiales de núcleo con diferentes propiedades. Por lo general, el material de la superficie es de alta resistencia y delgado; el material del núcleo es liviano y de baja resistencia, pero tiene cierta rigidez y espesor. Se puede dividir en sándwich sólido y sándwich alveolar. ③Materiales compuestos de grano fino. Las partículas finas y duras, como las aleaciones reforzadas por dispersión, cermets, etc., se distribuyen uniformemente en la matriz. ④Materiales compuestos híbridos. Consiste en dos o más materiales de fase de refuerzo mezclados en un material de fase de matriz. En comparación con los materiales compuestos ordinarios de una sola fase, su resistencia al impacto, resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura mejoran significativamente y tiene propiedades especiales de expansión térmica. Se puede dividir en compuestos híbridos intracapa, híbridos entre capas, híbridos tipo sándwich, híbridos intracapa/intercapas y ultrahíbridos.
En la década de 1960, para satisfacer las necesidades de materiales de tecnologías avanzadas como la aeroespacial y la aeroespacial, se utilizaron materiales compuestos reforzados con fibras de alto rendimiento (como fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio). , etc.) fueron utilizados. ) han sido desarrollados y fabricados uno tras otro, con una resistencia específica superior a 4×106 cm y un módulo específico superior a 4×108 cm. Para distinguirlos de la primera generación de compuestos de resina reforzados con fibra de vidrio, estos compuestos se denominan compuestos avanzados. Según los diferentes materiales de matriz, los materiales compuestos avanzados se dividen en materiales compuestos a base de resina, a base de metal y a base de cerámica. Sus temperaturas de funcionamiento están por encima de 250 ~ 350 ℃, por encima de 350 ~ 1200 ℃ y por encima de 1200 ℃ respectivamente. Además de usarse como materiales estructurales, los materiales compuestos avanzados también se pueden usar como materiales funcionales, como materiales compuestos degradados (materiales compuestos funcionales como composición química y cristalina, estructura, huecos, etc.), materiales compuestos inteligentes (con detección , funciones de procesamiento y ejecución, y puede adaptarse a materiales compuestos funcionales para cambios ambientales), materiales compuestos biónicos, materiales compuestos sigilosos, etc.
[Editar este párrafo] Rendimiento
Dentro de los materiales compuestos, los materiales reforzados con fibra son los más utilizados. Se caracteriza por una gravedad específica baja, una resistencia específica alta y un módulo específico alto.
Por ejemplo, los materiales compuestos de fibra de carbono y resina epoxi tienen una resistencia y un módulo específicos varias veces mayores que las aleaciones de acero y aluminio. También tienen una excelente estabilidad química, reducción de la fricción y resistencia al desgaste, autolubricación, resistencia al calor, resistencia a la fatiga y fluencia. Transformación, atenuación acústica, aislamiento eléctrico y otras propiedades. La combinación de fibras de grafito con resina puede dar como resultado un material con un coeficiente de expansión casi igual a cero. Otra característica de los materiales reforzados con fibras es la anisotropía, por lo que la disposición de las fibras se puede diseñar de acuerdo con los requisitos de resistencia de las diferentes partes del producto. Los compuestos de matriz de aluminio reforzados con fibra de carbono y fibra de carburo de silicio aún pueden mantener suficiente resistencia y módulo a 500°C. El compuesto de fibra de carburo de silicio y titanio no solo puede mejorar la resistencia al calor del titanio, sino que también mejora la resistencia al desgaste y puede usarse como aspas de ventilador de motor. Fibra de carburo de silicio y compuesto cerámico, la temperatura de servicio puede alcanzar los 1500 ℃...>;& gt
Pregunta ¿Cuál es la definición de compuesto ALCAR? 20 puntos Los materiales compuestos ALCAR son materiales poliméricos.
Está fabricado a partir de un nuevo material homopolímero* * *
Este material no se pegará al molde.
No importa si la superficie del molde está recubierta o no.
Pero el coeficiente de fricción es mayor.
Esto complicará el diseño del molde.
Satisfecho, adopte
Muchas gracias
Pregunta 7: ¿Qué son los materiales compuestos y los materiales compuestos de alto rendimiento? Echemos un vistazo a qué son los materiales compuestos y qué son los materiales compuestos de alto rendimiento.
Un material compuesto es un material con nuevas propiedades que se compone de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos.
Los materiales matrices de los materiales compuestos se pueden dividir en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados son aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambres metálicos y partículas duras.
Los materiales compuestos se utilizan ampliamente, principalmente en ingeniería de infraestructuras y construcción, transporte, materiales compuestos para automoción, energía y protección ambiental, aeroespacial y otros campos. Entre ellos, la energía eólica, los trenes de alta velocidad y los automóviles, la desulfuración de gases a alta temperatura y los materiales compuestos militares son áreas de gran interés para el desarrollo.
Como sugiere el nombre, los materiales compuestos de alto rendimiento son materiales compuestos de alto rendimiento.
Según las diferentes materias primas sintéticas, las fibras de alto rendimiento se dividen principalmente en fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de vidrio especial y fibra de polietileno de peso molecular ultraalto, entre ellas, fibra de carbono, fibra de aramida y fibra de ultraalto. La fibra de polietileno de alto peso molecular se encuentra entre las tres principales fibras de alto rendimiento del mundo actual, la fibra de carbono merece especial atención.
Según cifras proporcionadas por instituciones de investigación de mercado de EE. UU., la demanda del mercado mundial de fibra de carbono mantendrá una tasa de crecimiento del 13% antes de 2015, y la demanda de fibra de carbono de China está creciendo significativamente más rápido que el mundo. Se estima que para 2015 la demanda total de fibra de carbono de mi país alcanzará las 160.000 toneladas. Según el plan de la industria de nuevos materiales, la capacidad de producción de fibra de carbono de mi país será de 6,5438+20 millones de toneladas al final del "Duodécimo Plan Quinquenal".
Actualmente, los nuevos materiales de fibra de carbono han entrado en un periodo de rápida expansión. En el futuro, el desarrollo aeroespacial, de petróleo y gas, los automóviles, la electrónica y otros campos impulsarán un crecimiento sustancial de la demanda de materiales de fibra de carbono. Se entiende que países como Japón, Estados Unidos y Alemania tienen una concentración relativamente alta de monopolios tecnológicos, y vínculos clave como los precursores y la carbonización están controlados por Japón y Estados Unidos. Entre ellas, la producción de fibra de carbono de remolque pequeño está controlada básicamente por empresas japonesas como Toray, Toho y Mitsubishi, con una participación de mercado de alrededor del 70%. La fibra de carbono de remolque grande está controlada principalmente por Zaltek, Sigri y Toho. con una cuota de mercado de alrededor del 80%.
Al igual que otras "barreras técnicas" que enfrentan los nuevos materiales, desde 2000, mi país ha invertido fondos especiales para promover la investigación y el desarrollo de la tecnología de fibra de carbono. En la actualidad, algunos productos de fibra de carbono desarrollados a nivel nacional han alcanzado el nivel de productos internacionales similares, pero la tasa de localización de los productos de fibra de carbono de mi país aún no es alta.
Los materiales compuestos a base de resinas están compuestos por polímeros orgánicos y sus correspondientes refuerzos de fibra, también conocidos como plásticos reforzados con fibra. Son actualmente los materiales compuestos más maduros y utilizados.
Las sustancias individuales son las sustancias más utilizadas en la vida diaria, ya sean orgánicas o inorgánicas. Con la innovación continua de la ciencia y la tecnología, las personas tienen requisitos cada vez más altos para el rendimiento de los materiales. Por tanto, la aparición de materiales compuestos ha sido muy bien recibida por el mercado.
Los materiales compuestos están compuestos por dos o más sustancias diferentes combinadas de diferentes maneras que pueden integrar y poner en juego las ventajas de varios materiales y ampliar la gama de aplicaciones de los mismos. Los materiales compuestos a base de resina son uno de ellos.
Los materiales compuestos a base de resinas están compuestos por polímeros orgánicos y sus correspondientes refuerzos de fibra, también conocidos como plásticos reforzados con fibra. Son actualmente los materiales compuestos más maduros y utilizados. Según los diferentes refuerzos de fibra, los materiales compuestos a base de resina se pueden dividir en plásticos reforzados con fibra de vidrio, materiales compuestos de fibra de carbono, plásticos reforzados con fibra de aramida, etc.
"El mercado, el valor de producción y la aplicación de la fibra de vidrio en mi país han alcanzado el nivel avanzado del mundo y todas las variedades pueden satisfacer la demanda del mercado. Los materiales compuestos de fibra de carbono se utilizan principalmente en el campo aeroespacial y se están desarrollando rápidamente. en el país." Profesor de Materiales de China Tang Jianmao, Director del Departamento de Consultoría de la Sociedad de Investigación.
Los compuestos abarcan muchas áreas de la energía aeroespacial.
Los materiales compuestos a base de resinas aparecieron en Estados Unidos ya en 1932, utilizándose principalmente en el sector aeroespacial. No fue hasta finales de la Segunda Guerra Mundial cuando este material comenzó a extenderse al ámbito civil. Su tecnología de producción también se ha desarrollado desde la tecnología inicial de moldeo por colocación manual hasta la tecnología actual de moldeo por bobinado de fibra, la tecnología de moldeo por bolsa de vacío y correa de presión y la tecnología de moldeo por inyección. Resina> >
Pregunta 8: ¿Cuál es la matriz de los materiales compuestos y cuál es su función? La matriz de los materiales compuestos es una fase continua, que se puede dividir en matriz polimérica, matriz metálica y matriz inorgánica no metálica.
Función: El material de la matriz desempeña el papel de unir, equilibrar cargas, dispersar cargas y proteger las fibras. Los materiales compuestos se dividen en dos fases, la otra es una fase dispersa llamada refuerzo.
Introducción:
Los materiales compuestos se pueden dividir en tres categorías según el material de la matriz: materiales compuestos de matriz metálica, materiales compuestos de matriz inorgánica no metálica y materiales compuestos de matriz polimérica.
1. Materiales compuestos de matriz metálica
Cuando se utilizan materiales compuestos de matriz metálica, diferentes campos tienen diferentes requisitos. Por ejemplo, en el campo aeroespacial, existen requisitos estrictos en cuanto a resistencia al contraste, módulo específico y estabilidad dimensional, por lo que se eligen como matriz aleaciones de metales ligeros de baja densidad. Los materiales compuestos utilizados en motores de alto rendimiento no solo requieren alta resistencia específica y módulo específico, sino que también requieren resistencia a altas temperaturas y resistencia a la oxidación. Normalmente, como materiales de matriz se utilizan aleaciones a base de titanio, aleaciones a base de níquel y compuestos intermetálicos. Los motores de automóviles comunes tienen ciertas consideraciones en cuanto a la resistencia al calor, la resistencia al desgaste, la conductividad térmica y la resistencia a altas temperaturas del material. Al mismo tiempo, requieren un bajo costo y son adecuados para la producción en masa. Como matriz se suelen utilizar materiales de aleación de aluminio. Sin embargo, los sustratos de circuitos integrados industriales y los componentes de disipación de calor deben tener una alta conductividad térmica y propiedades de baja expansión. Generalmente sólo se utilizan cobre y aluminio como sustratos.
Si desea mejorar la resistencia de los compuestos de matriz metálica, agregar refuerzos de fibra continua puede lograr este propósito de manera efectiva. Como materiales de refuerzo, las fibras tienen mayor resistencia y módulo que la matriz metálica. Sin embargo, en compuestos de matriz metálica reforzada discontinua que utilizan partículas, bigotes y fibras cortas como refuerzos, la resistencia y el módulo de los refuerzos son menores que los de la matriz metálica. Al seleccionar los materiales de refuerzo, también se debe considerar plenamente su compatibilidad con la matriz metálica, especialmente la compatibilidad química. Asegúrese de que los materiales de refuerzo no reaccionen con la matriz durante el proceso de moldeo a alta temperatura de los compuestos de matriz metálica, afectando así las funciones físicas y químicas de los materiales compuestos. Esto es aún más importante cuando los composites contienen múltiples sustancias.
2. Materiales compuestos de matriz inorgánica no metálica
Los materiales de matriz de materiales compuestos de matriz inorgánica no metálica incluyen principalmente cemento, yeso y vidrio soluble. Tomemos como ejemplo el material cementoso más utilizado. El material de cemento es un sistema poroso, que no sólo afecta el desempeño de la propia matriz, sino que también afecta la unión interfacial entre las fibras y la matriz. La relación del módulo de elasticidad entre la fibra y el cemento no es grande y el efecto de transmisión de tensión es muy inferior al de la resina reforzada con fibra. La matriz de cemento tiene un bajo alargamiento de rotura y, cuando se somete a una fuerte fuerza de tracción, la matriz de cemento se agrietará antes que las fibras. Los materiales a base de cemento contienen materiales en polvo o granulares que están en contacto puntual con las fibras, por lo que el contenido de fibras es muy limitado. La matriz de cemento es alcalina y tiene cierto efecto protector sobre las fibras metálicas, pero es desfavorable para la mayoría de las fibras minerales.
3. Materiales compuestos de matriz polimérica
Como materiales de matriz, los materiales compuestos incluyen resina de poliéster insaturada, resina epoxi, resina fenólica y varios polímeros termoplásticos. materiales. Agregar refuerzos de fibra a los compuestos de matriz polimérica puede aumentar su resistencia. Los tipos de fibras utilizadas son fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras orgánicas y otras fibras.
La fibra de vidrio tiene una alta resistencia a la tracción y una excelente resistencia al fuego, al moho, a las polillas, a las altas temperaturas y al aislamiento eléctrico. Tiene buena estabilidad química y no reacciona con todos los demás productos químicos y disolventes orgánicos excepto HF, álcali concentrado y ácido fosfórico concentrado. Sin embargo, la fibra de vidrio también tiene desventajas, es decir, es frágil, no resistente al desgaste y dañina para la piel humana.
La fibra de carbono tiene buena resistencia a altas y bajas temperaturas, la gravedad específica está entre 1,5 y 2, el coeficiente de expansión térmica es anisotrópico, la conductividad térmica es direccional y la resistencia específica está relacionada con el tipo de fibra. Las propiedades químicas son relativamente estables. Además de ser oxidado por oxidantes fuertes, no reaccionará con ácidos y bases comunes. También tiene propiedades como resistencia al aceite, resistencia a la radiación, absorción de gases tóxicos y desaceleración de neutrones.
Las fibras orgánicas tienen alta resistencia a la tracción y módulo elástico, baja densidad, alta estabilidad térmica, coeficiente de expansión térmica anisotrópica y buena resistencia media, pero son susceptibles a diversas corrosión ácida y alcalina y tienen poca resistencia al agua.
Pregunta 9: ¿Qué son los materiales compuestos? Los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos. Los materiales de matriz de los materiales compuestos se pueden dividir en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados son aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambres metálicos y partículas duras.
Los principales campos de aplicación de los materiales compuestos son: ①Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica y su alta resistencia específica y rigidez específica, los materiales compuestos se pueden utilizar para fabricar alas y fuselajes delanteros de aviones, antenas de satélite y sus estructuras de soporte, alas y carcasas de células solares y grandes vehículos de lanzamiento.
Carcasa, carcasa de motor, estructura de transbordador espacial, etc. ②Industria automotriz. Los materiales compuestos tienen propiedades especiales de amortiguación de vibraciones, pueden reducir las vibraciones y el ruido, tienen buena resistencia a la fatiga, son fáciles de reparar después de daños y facilitan el moldeado integral. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión y soportes de motores. y otros internos. ③Industria química, industria textil y de fabricación de maquinaria. Los materiales compuestos de fibra de carbono y matriz de resina con buena resistencia a la corrosión se pueden utilizar para fabricar equipos químicos, maquinaria textil, maquinaria papelera, fotocopiadoras, máquinas herramienta de alta velocidad, instrumentos de precisión, etc. 4. Campo médico. Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen excelentes propiedades mecánicas y no absorben los rayos X, y pueden usarse para fabricar máquinas de rayos X médicas y soportes ortopédicos. Los materiales compuestos de fibra de carbono también son biocompatibles y compatibles con la sangre, tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos. Además, los materiales compuestos se utilizan en la fabricación de equipamiento deportivo y materiales de construcción.
Pregunta 10: ¿Cuál es la diferencia entre materiales sintéticos y materiales compuestos? Continué diciendo que los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan en rendimiento y producen efectos sinérgicos, lo que hace que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de las materias primas y cumpla con diversos requisitos. Los materiales de matriz de los materiales compuestos se pueden dividir en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados son aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de amianto, bigotes, alambres metálicos y partículas duras.