¿Qué son los materiales compuestos?
Pregunta 1: ¿Qué es un material compuesto? Lo encontré en la enciclopedia. Espero que te pueda ayudar.
Los materiales compuestos (materiales compuestos) se componen de dos. o más propiedades diferentes se componen de materiales con nuevas propiedades a nivel macroscópico a través de métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos. Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen 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 asbesto, bigotes, alambre metálico y partículas finas duras.
Un material compuesto es una mezcla. Los materiales compuestos se dividen en materiales compuestos metálicos y metálicos, materiales compuestos metálicos y no metálicos y materiales compuestos no metálicos y no metálicos según su composición. Según sus características estructurales se dividen en: ① Materiales compuestos de fibras. Está compuesto por varios refuerzos de fibras colocados en el material de la matriz. Como 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 divide en dos tipos: sándwich macizo y sándwich alveolar. ③Materiales compuestos de grano fino. Distribuya uniformemente las partículas finas y duras en la matriz, como aleaciones reforzadas por dispersión, cermets, etc. 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 divide en materiales compuestos híbridos intracapa, híbridos entre capas, híbridos tipo sándwich, híbridos intracapa/intercapas y ultrahíbridos.
Los métodos de moldeo de los materiales compuestos varían en función del material de la matriz. Existen muchos métodos de moldeo para materiales compuestos a base de resina, incluido 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 y la reacción. Moldeo por inyección, moldeo por expansión de película blanda, moldeo por estampado, etc. Los métodos de moldeo de compuestos de matriz metálica se dividen en métodos de moldeo en fase sólida y métodos de moldeo en fase líquida. El primero se forma aplicando presión a una temperatura inferior al 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 luego rellenarla con el material de refuerzo, incluida la fundición tradicional, la fundición por succión al vacío, la fundición por contrapresión al vacío, la fundición por compresión y la fundición por aspersión. Los métodos de moldeo de compuestos de matriz cerámica incluyen principalmente sinterización en fase sólida y vapor químico. moldeo por infiltración, moldeo por deposición química de vapor, etc.
Los principales campos de aplicación de los materiales compuestos son: ①Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica, 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, carcasas compuestas Verton de grandes vehículos de lanzamiento y motores. . Carcasas, piezas estructurales del transbordador espacial, etc. ②Industria automotriz. Dado que los materiales compuestos tienen características 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 la conformación general. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión. Bastidores del motor y sus miembros interiores. ③Campos de fabricación química, textil y 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, máquinas textiles, máquinas de papel, fotocopiadoras, máquinas herramienta de alta velocidad, instrumentos de precisión, etc. ④Campo 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 tienen compatibilidad biológica con los tejidos y con la sangre. Tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos. Además, los materiales compuestos también se utilizan para fabricar equipamiento deportivo y como 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 aquellos que tienen excelentes funciones eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas, acústicas, mecánicas, químicas y biomédicas, efectos físicos, químicos y biológicos especiales, pueden completar la conversión funcional y se utilizan principalmente para fabricar alta -Materiales tecnológicos que se utilizan ampliamente en diversos campos de alta tecnología para diversos componentes funcionales.
(3) Los materiales compuestos son materiales compuestos por dos o más materiales diferentes. Materiales con nuevas propiedades se componen a nivel macroscópico 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 solo conservan las características de los materiales componentes originales, sino que también tienen o tienen mejores características que no se pueden obtener de los materiales originales de un solo componente.
Pregunta 4: ¿Qué son los materiales compuestos? ¿Cuáles son sus usos? Los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen macroscópicamente de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes 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 comúnmente utilizados incluyen 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, alambre metálico y partículas finas duras. Los principales campos de aplicación de los materiales compuestos son: 1. Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica, 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, carcasas de vehículos de lanzamiento de gran tamaño, carcasas de motores, etc. Piezas estructurales del transbordador espacial, etc. 2. Industria del automóvil. Dado que los materiales compuestos tienen características 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 la conformación general. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión. Bastidores del motor y sus miembros interiores. 3. Sectores de la 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, máquinas textiles, máquinas de papel, 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 tienen compatibilidad biológica con los tejidos y con la sangre. Tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos.
Pregunta 5: ¿Qué son los materiales compuestos? Catálogo de materiales compuestos[Ocultar]
Concepto
Clasificación
Rendimiento
Método de conformado
Aplicación
Nuevo parque industrial de materiales compuestos de Jiangsu
Materiales compuestos
[Editar este párrafo] Concepto
Los materiales compuestos (materiales compuestos) son un El material es una matriz y el otro material es un refuerzo. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos. Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen 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 asbesto, bigotes, alambre metálico y partículas finas duras.
El uso de materiales compuestos se remonta a la antigüedad. La arcilla reforzada con paja, que se ha utilizado desde la antigüedad, y el hormigón armado, que se ha utilizado durante cientos de años, están compuestos 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 material compuesto. Después de la década de 1950, se desarrollaron gradualmente 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 los años 1970. Estas fibras de alta resistencia y alto módulo se pueden combinar con matrices no metálicas como resina sintética, carbono, grafito, cerámica, caucho o matrices metálicas como aluminio, magnesio, titanio, etc. para formar materiales compuestos con características únicas. .
[Editar este párrafo]Clasificación
El material compuesto es una mezcla. Los materiales compuestos se dividen en materiales compuestos metálicos y metálicos, materiales compuestos metálicos y no metálicos y materiales compuestos no metálicos y no metálicos según su composición. Según sus características estructurales se dividen en: ① Materiales compuestos de fibras. Está compuesto por varios refuerzos de fibras colocados en el material de la matriz. Como 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 divide en dos tipos: sándwich macizo y sándwich alveolar. ③Materiales compuestos de grano fino. Distribuya uniformemente las partículas finas y duras en la matriz, como aleaciones reforzadas por dispersión, cermets, etc. 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 divide en materiales compuestos híbridos intracapa, híbridos entre capas, híbridos tipo sándwich, híbridos intracapa/intercapas y ultrahíbridos.
En la década de 1960, con el fin de satisfacer las necesidades de los materiales utilizados en tecnologías de vanguardia como la aeroespacial y la aeroespacial, se utilizaron fibras de alto rendimiento (como fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio , etc.) fueron desarrollados y producidos como materiales reforzados. El material compuesto tiene una resistencia específica superior a 4×106 centímetros (cm) y un módulo específico superior a 4×108cm. Para distinguirlo de la primera generación de compuestos de resina reforzados con fibra de vidrio, este material compuesto se denomina material compuesto avanzado. 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. Las temperaturas de funcionamiento son 250~350℃, 350~1200℃ y superiores a 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 en los que la composición química y cristalográfica, la estructura, los huecos, etc. del material cambian continuamente en el espacio. ), materiales compuestos inteligentes (materiales compuestos funcionales con propiedades sensoriales), funciones de procesamiento y ejecución, materiales compuestos funcionales que pueden adaptarse a los cambios ambientales), materiales compuestos biónicos, materiales compuestos sigilosos, etc.
[Editar este párrafo]Rendimiento
De entre los materiales compuestos, los materiales reforzados con fibra son los más utilizados y los que se utilizan en mayor cantidad. Se caracteriza por una gravedad específica pequeña, una gran resistencia específica y un módulo específico. Por ejemplo, la resistencia específica y el módulo específico de los materiales compuestos de fibra de carbono y resina epoxi son varias veces mayores que los de las aleaciones de acero y aluminio. También tienen una excelente estabilidad química, reducción de la fricción, resistencia al desgaste, autolubricación, resistencia al calor y fatiga. resistencia, fluencia, atenuación del sonido, aislamiento eléctrico y otras propiedades. Del compuesto de fibra de grafito y resina se puede obtener 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 de la pieza. Los compuestos de matriz de aluminio reforzados con fibras de carbono y fibras 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 mejora la resistencia al calor del titanio, sino que también resiste el desgaste y puede usarse como aspas de ventilador de motor.
Fibra de carburo de silicio y compuesto cerámico, la temperatura de uso puede alcanzar los 1500 ℃...gt;gt;
Pregunta 6: ¿Cuál es la definición de material compuesto ALCAR 20 puntos El material compuesto ALCAR es un tipo de polímero? Material
Está fabricado con un nuevo tipo de material homopolímero
Este material no se adherirá al molde
La superficie del molde puede estar recubierta o no Úselo
pero el coeficiente de fricción es alto
lo que complicará el diseño del molde
Por favor adopte si está satisfecho
Gracias usted
Pregunta 7: ¿Qué son los materiales compuestos y los materiales compuestos de alto rendimiento? Veamos primero qué son los materiales compuestos y los materiales compuestos de alto rendimiento.
Los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen macroscópicamente de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos.
Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen 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 asbesto, bigotes, alambre metálico y partículas finas duras.
Los materiales compuestos se utilizan ampliamente, principalmente en los campos de la ingeniería de infraestructuras y construcción, el transporte, los materiales compuestos para automoción, la energía y la protección medioambiental, y el sector aeroespacial. 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 su nombre indica, los materiales compuestos de alto rendimiento son materiales compuestos con mayores prestaciones.
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, fibra de polietileno de peso molecular ultraalto, etc. Entre ellas, fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de polietileno de peso molecular ultra alto Son las tres principales fibras de alto rendimiento del mundo en la actualidad, y la fibra de carbono es particularmente digna de 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, pero la demanda de fibra de carbono de mi país 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 16.000 toneladas. Según el plan de la industria de nuevos materiales, la capacidad de producción de fibra de carbono de mi país será de 12.000 toneladas al final del "Duodécimo Plan Quinquenal".
En la actualidad, los nuevos materiales de fibra de carbono han entrado en un período de rápida expansión. En el futuro, el desarrollo aeroespacial, de petróleo y gas, los automóviles, la electrónica y otros campos impulsarán un aumento sustancial en la demanda de materiales de fibra de carbono. . Se entiende que Japón, Estados Unidos, Alemania y otros países tienen un alto grado de concentración de monopolios tecnológicos, y vínculos clave como la seda cruda y la carbonización están controlados por Japón, Estados Unidos y otros países. La fibra de carbono de remolque pequeño está controlada básicamente por Japón, como Toray, Toho y Mitsubishi. Controlada por empresas, la participación de mercado de las tres empresas alcanza alrededor del 70%. El remolque grande está controlado principalmente por Zoltek de Estados Unidos y SGL de Alemania. y Toho de Japón, con una cuota de mercado de alrededor del 80%.
Al igual que otras "barreras técnicas" que enfrentan los nuevos materiales, China ha invertido fondos especiales para promover la investigación y el desarrollo de la tecnología de fibra de carbono desde el año 2000. En la actualidad, un pequeño número de productos nacionales de fibra de carbono se desarrollan utilizando empresas independientes. La tecnología ha alcanzado el nivel de productos internacionales similares, pero la tasa de nacionalización de los productos de fibra de carbono de China aún no es alta.
Los materiales compuestos a base de resina utilizan polímeros orgánicos como matriz y añaden los correspondientes refuerzos de fibra. También se denominan plásticos reforzados con fibra. Actualmente son el tipo de materiales compuestos más maduro y utilizado.
Los materiales 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 materiales. Los materiales compuestos a base de resina son uno de ellos.
Los materiales compuestos a base de resina utilizan polímeros orgánicos como matriz y añaden los correspondientes refuerzos de fibra. También se denominan plásticos reforzados con fibra. Actualmente son el tipo de materiales compuestos más maduro y utilizado. 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 los plásticos reforzados con 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 a nivel nacional." Profesor Tang Jianmao, Director del Departamento de Consultoría de la Sociedad de Investigación de Materiales de China.
Los materiales compuestos abarcan muchos campos del sector aeroespacial y energético
Los materiales compuestos a base de resina aparecieron en los Estados Unidos ya en 1932 y se utilizaron principalmente en el sector aeroespacial hasta el final de la Segunda Guerra Mundial. Posteriormente, este material comenzó a extenderse a aplicaciones civiles. Su proceso 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 con bolsa de vacío y correa de presión y la tecnología de moldeo por inyección. p>Pregunta 8: ¿Cuál es la matriz de los materiales compuestos y cuál es su función? La matriz del material compuesto es el material de fase continua en los materiales compuestos y se divide en matriz polimérica, matriz metálica y matriz inorgánica no metálica.
Función: El material de la matriz desempeña una función de unión, equilibra la carga, distribuye la carga y protege la fibra. El material compuesto se divide en dos fases, la otra es la fase dispersa, que se llama 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, los campos aeroespacial y de aviación tienen requisitos estrictos en cuanto a resistencia al contraste, módulo específico y estabilidad dimensional, por lo que se seleccionan como matriz aleaciones de metales ligeros con baja densidad. Los materiales compuestos utilizados en motores de alto rendimiento no solo necesitan tener una resistencia específica y un módulo específicos altos, sino que también requieren resistencia a altas temperaturas y resistencia a la oxidación. Las aleaciones a base de titanio y níquel y los compuestos intermetálicos se utilizan generalmente como materiales de matriz. Los motores de automóviles comunes tienen ciertas consideraciones sobre 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. Los sustratos de circuitos integrados industriales y los componentes de disipación de calor deben tener alta conductividad térmica y características de baja expansión. Generalmente, se utilizan cobre, aluminio, etc., solo como sustrato.
Si desea aumentar la resistencia de los compuestos de matriz metálica, agregar refuerzos de fibra continua puede lograr este propósito de manera efectiva. Debido a que la fibra sirve como material de refuerzo, su resistencia y módulo son mayores que los de la matriz metálica. En compuestos de matriz metálica reforzada discontinua que utilizan partículas, bigotes y fibras cortas como materiales de refuerzo, la resistencia y el módulo de los materiales de refuerzo son menores que los de la matriz metálica. A la hora de seleccionar los materiales de refuerzo también se debe tener en cuenta su compatibilidad con la matriz metálica, especialmente la compatibilidad química. Se garantiza que durante el proceso de moldeo a alta temperatura de materiales compuestos de matriz metálica, los materiales de refuerzo no reaccionarán químicamente con la matriz y afectarán las funciones físicas y químicas de los materiales compuestos. Esto se vuelve aún más importante cuando los materiales compuestos 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 de cemento más utilizado. El material de cemento es un sistema poroso. Esta característica no solo afectará el rendimiento de la matriz en sí, sino que también afectará la unión de la interfaz entre la fibra 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. Cuando se somete a un fuerte estiramiento, la matriz de cemento se agrietará antes que las fibras. El material base de cemento contiene materiales en polvo o granulares, que están en contacto puntual con las fibras, por lo que la cantidad de fibras es muy limitada. El material a base de cemento es alcalino y puede proteger las fibras metálicas hasta cierto punto, pero no es bueno para la mayoría de las fibras minerales.
3. Materiales compuestos de matriz polimérica
Los materiales compuestos como materiales de matriz incluyen resina de poliéster insaturada, resina epoxi, resina fenólica y varios polímeros termoplásticos. Este también es un material compuesto muy importante. Agregar refuerzos de fibra a los compuestos de matriz polimérica puede aumentar la resistencia. Los tipos de fibra utilizados incluyen fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra orgánica y otras fibras.
La fibra de vidrio tiene una alta resistencia a la tracción, es ignífuga, a prueba de moho, a prueba de polillas, resistente a altas temperaturas y tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. Tiene buena estabilidad química y no reacciona químicamente 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 quebradiza, no resistente al desgaste y alérgica a la piel humana.
La fibra de carbono tiene buena resistencia a altas y bajas temperaturas, su gravedad específica está entre 1,5 y 2, su coeficiente de expansión térmica es anisotrópico, su conductividad térmica es direccional y su resistencia específica está relacionada con el tipo de fibra. Sus propiedades químicas son relativamente estables. Además de ser oxidado por oxidantes fuertes, no reacciona con ácidos y bases generales. También tiene propiedades como resistencia al aceite, resistencia a la radiación, absorción de gases tóxicos y desaceleración de neutrones.
La fibra orgánica tiene alta resistencia a la tracción y módulo elástico, tiene baja densidad, alta estabilidad térmica, coeficiente de expansión térmica anisotrópica y buena resistencia media, pero se daña fácilmente con varios ácidos y agua pobre. resistencia.
Pregunta 9: ¿Qué son los materiales compuestos? Los materiales compuestos (materiales positivos) están compuestos por dos o más materiales con diferentes propiedades, que macroscópicamente se componen de materiales con nuevas propiedades mediante métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos. Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo se basan principalmente en 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 finas duras.
Los principales campos de aplicación de los materiales compuestos son: ①Campo aeroespacial. Debido a su buena estabilidad térmica, 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
Carcasas, cárteres de motores, piezas estructurales del transbordador espacial, etc. ②Industria automotriz. Dado que los materiales compuestos tienen características 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 la conformación general. Por lo tanto, pueden usarse para fabricar carrocerías de automóviles, componentes estresados, ejes de transmisión. Bastidores del motor y sus miembros interiores. ③Campos de fabricación química, textil y 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, máquinas textiles, máquinas de papel, fotocopiadoras, máquinas herramienta de alta velocidad, instrumentos de precisión, etc. ④Campo 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 tienen compatibilidad biológica con los tejidos y con la sangre. Tienen buena estabilidad en entornos biológicos y también se utilizan como materiales biomédicos. Además, los materiales compuestos también se utilizan para fabricar equipamiento deportivo y como materiales de construcción.
Pregunta 10: ¿Cuál es la diferencia entre materiales sintéticos y materiales compuestos? Permítanme continuar diciendo que los materiales compuestos (materiales positivos) están compuestos por dos o más materiales con propiedades diferentes, los cuales macroscópicamente se componen de materiales con nuevas propiedades a través de métodos físicos o químicos. Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos. Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen 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 asbesto, bigotes, alambre metálico y partículas finas duras.