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研究历史
塑料的出现
塑料在1868年的出现,才使得人们大范围地制备复合材料
20世纪初出现了苯酚塑料/颗粒的高分子复合材料
颗粒的填充是为了提高强度
1942年制备出玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料
俗称“玻璃钢”
之后,玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳香族聚酰***合成纤维等具有高性能的纤维,制备出先进的高分子基复合材料,用在宇宙航空、造船、飞机、汽车、建筑、体育器材、医疗器械等各方面。
高性能复合材料的研究和开发的重要方面是高性能纤维和基体材料的研究和开发。
性能:(相对于传统的金属材料)
高比刚度
高比强度
耐腐蚀
耐疲劳
易成形
长纤维
用于制造大型零件,一体化成形
可以编织
短纤维
作为增强相,提高基体的性能
注塑成形
晶须
单晶结构生长
直径极小(<3um)
强度接近于理论值
纤维的特性
高分子中的一大类
塑料、橡胶、纤维
纤维
纤维是一种特殊的状态
具有取向
强度高于块体材料
纤维强度高于块体的原因
对于纤维
尺寸小
晶粒小、裂纹小、气孔小
因此,具有比块体优异的强度
常见的纤维
玻璃纤维
碳纤维
凯夫拉纤维
超高分子量聚乙烯纤维

特点:
非晶态
主要成分:
二氧化硅和三氧化硼
添加剂:
氧化钠、氧化钾、氧化铝、氧化镁、氧化锆…
外观
横截面一般为圆形,与天然纤维(蚕丝等)不同
直径一般为5-20um
物理性能
各向同性