文档介绍：纤维复合材料及其制造方法
有很好的加工工艺性
连续纤维增强的聚合物基复合材料具有优良的工艺性能，可以通过手糊成型、缠绕成型和拉挤成型等复合材料特有的工艺方法制造制品。它能满足各种类型制品的制造需要，特别适合于料应用最广。
注射成型
将粒状或粉状的纤维—树脂混合料从注射机的料斗送入机筒内，加热熔化后由柱塞或螺杆加压，通过喷嘴注入温度降低的闭合模内，经过冷却定型后，脱模得制品。
间歇式操作过程
注射成型相对于模压成型的特点：
(1) 成型周期短，物料的塑化在注射机内完成。
(3) 闭模成型，能提高产品精度，保证质量，减少后加工工作量。
(4) 可使形状复杂的产品一次成型，能防止模腔内嵌件变形或位移。
(5) 生产效率高，成本低。
注射成型的缺点：
(1) 不适用于长纤维增强的产品，一般纤维长度小于7mm
(2) 模具质量要求高
注射过程中，物料在模内流动充模，玻璃纤维对模具磨损较大，模具必须采用硬度较高的合金钢材料或模具表面经过硬化处理，故造价较贵。
注射成型工艺原理
(1) FRTP注射成型原理
增强粒料在注射机的料筒内加热熔化至粘流态，以高压迅速注入温度较低的闭合模内，经冷却使物料恢复玻璃态并保持模腔形状，然后开模取出制品。
FRTP的注射成型过程主要产生物理变化
(2) FRP注射成型原理
FRP的注射成型过程是一个复杂的物理和化学过程
注射料在加热过程中温度升高，粘度下降，但随着时间的延长，分子间的交联反应增加，粘度又会上升。实际加热过程应综合考虑两种作用的影响。
热固性树脂纤维混合料加热时粘度与时间变化关系
加热时间
粘度
A
O
B
预浸渍料加入料筒，适当加温加压，当物料运动到喷嘴时，粘度应达到最低值，并被迅速注入模腔。在热压作用下固化定型，然后开模取出制品。
FRP注射成型过程：
FRTP和FRP的注射成型特点对比
(1) FRTP可以反复加热塑化，物料的熔融和硬化完全是物理变化；FRP加热固化后不能再塑化，固化过程为不可逆反应。
(2) FRTP受热时，物料由玻璃态变为熔融的粘流态，料筒温度要分段控制，其塑化温度应高于粘流温度，但低于分解温度；FRP在料筒中加热时，树脂分子链发生运动，物料熔融，但接着会发生化学反应、放热，加速化学反应过程。因此，FRP注射成型的温度控制要比FRTP严格得多。
(3) FRTP注射成型时，料筒温度必须高于模具温度，物料在模腔内冷却时会引起体积收缩，故需要有相应的料垫传压补料，FRP注射成型时，料筒温度低于模具温度，物料在模腔内发生固化收缩的同时，也发生热膨胀，因此，充模后不需要补料。
作业：比较FRTP和FRP的注射成型各有哪些特点？

树脂传递模塑(Resin Transfer Molding, RTM)
工艺过程：
将热固性树脂及固化剂混合均匀后注入事先铺有玻璃纤维增强材料的密封模内，经固化、脱模制得制品的过程称为树脂传递模塑，简称(RTM)。
RTM成型工艺特点
a. 设备投资少，用小吨位压机能生产大型制品(相对模压)。
b. 制品双面光滑，尺寸稳定，容易组合；
c. 允许制品带有加强筋、镶嵌件和附着物，可设计性好，可局部加强，甚至生产泡沫夹层结构；
d. 模具制作较方便(相对模压)；
e. 对树脂和填料的适应性广；
f. 生产周期短，劳动强度低，原材料损耗少；
g. 产品后加工量少；
h. 环境污染小(闭模，单体苯乙烯挥发少)。
碳基复合材料
因此在航空、航天、核能及许多民用工业领域受到极大关注，近年来得以迅速发展和广泛应用。
C/C(碳／碳)复合材料是碳纤维增强碳基体
特点:
相对密度轻(／cm3)
高温下强度、模量高，断裂韧性良好
耐磨性能优异，耐烧蚀好
随温度升高强度不仅不降低反而升高
主要工序
坯体的预成形
浸渍
碳化
致密化
石墨化
抗氧化涂层
工艺过程
1 碳纤维和基体的选择
碳纤维的选择
碳纤维的制备方法
三种,?
越少越好
碱金属是碳的氧化催化剂
?
碳纤维的碱金属含量:
表面处理
碳纤维表面处理对C／C复合材料的性能有着显著的影响，
经过表面处理的石墨纤维M40与基体呋喃树脂的界面粘结强度，在碳化过程中由于两相断裂应变不同而在收缩过程中纤维受到剪切应力或被剪切断裂；同时基体收缩产生的裂纹在通过粘结界面时，纤维产生应力集中，严重时导致纤维断裂。
C/C复合材料的强度下降
未经表面处理的碳纤维，两相界面粘接薄弱，基体的收缩使两相界面脱粘，纤维不会损伤；当基体中裂纹传播到两相界面时，薄弱界面层可缓冲裂纹传播速度或改变裂