11+第十一章+复合材料-06-7.ppt

玻璃钢（玻璃纤维增强塑料，GFRP) 突出特点：密度低、比强度和比刚度高。 应用 航空航天工业：波音B-747飞机的机内、外结构件中玻璃钢的使用面积达到了2700m2，如雷达罩、机舱门、燃料箱、行李架和地板等。 能源领域—风力发动机叶片 风能发电每年以约25%的速率递增 随发电功率增大，风机叶片尺寸越来越大，对强度和刚度的要求提高，大多采用玻璃钢（40多米长） 体育用品：大到快艇、帆船、滑雪车，小到自行车赛车、滑雪板、钓鱼竿、网球拍、高尔夫球杆等，应有尽有。 复合材料(玻璃钢)制作的渔船 特点之二：具有良好的耐腐蚀性能 石油化工：贮罐、容器、管道、洗涤器、冷却塔等 玻璃钢管道与接头在石油、化工工业中的应用 玻璃钢容器（200m3水箱） 大口径玻璃钢输水管道 玻璃钢具有透光、隔热、隔音和防腐等性能，因而可作为轻质建筑材料，如用于建筑工程的各种玻璃钢型材。 玻璃钢建筑材料用于上海 东方明珠电视塔大堂装潢 各种玻璃钢型材制品 金属基复合材料（Metal Matrix Composites、简称MMC） 耐高温、高比强度和比模量；高韧性、耐热冲击、导电和导热性能好；可和金属材料一样进行热处理和其它加工来进一步提高性能。 MMC以基体来分类可分为：铝基、钛基、镁基和高温合金基复合材料。 铝基复合材料（Aluminum Matrix ~）： 使用最广泛、应用最早、品种和规格最多的MMC 航空航天： 硼纤维增强铝基复合材料用于航天飞机主舱体龙骨桁架和支柱 飞机发动机风扇叶片、尾翼 汽车工业： 良好的高温力学性能、导热性和耐磨性 汽车发动机的汽缸套、活塞（活塞环）、连杆、气门挺柱以及制动器的刹车盘、刹车衬片等。 Al2O3短纤维/Al汽车活塞 (活塞环)(丰田汽车公司)(左) SiCp/Al连杆，锻件替代钢连杆，减重6kg(福特、通用汽车公司)(中) SiCp/Al，Al2O3p/Al汽车刹车盘，减重60％(丰田、福特和通用汽车公司)(右) 陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites、简称CMC） 基体：玻璃陶瓷（如锂铝硅玻璃、硼硅玻璃）和氧化铝、碳化硅、氮化硅等 增强材料：碳化硅纤维、碳纤维，碳化硅晶须、碳化硅颗粒、氧化铝颗粒等 典型的CMC有SiCf/SiC、Cf/SiC、SiCw/Al2O3、SiCw/Si3N4、SiCp/Al2O3、SiCp/Si3N4以及氧化锆增韧氧化铝等。 用于微波放大器中低压场发射排列阴极的共晶原位复合材料 钨与钼等难熔金属的连续纤维平行排列于氧化物基体中 由YBa2Cu3O7-x（淡色的表面层）CVD到Al2O3多丝纤维（黑色核心部分）上而制成的Y-Ba-Cu-O超导复合材料 CMC的高硬度、耐蚀性和耐磨性，如SiCw/ Al2O3和SiCw/Si3N4等CMC已得到广泛应用的领域是用于现代高速、数控机床中的高速以及加工高硬度材料的切削刀具。 SiC晶须增强氧化铝钻头（左） 颗粒增强氮化硅刀具(中) 采用颗粒增强氮化硅刀具加工高硬度的高铬铸铁件（右） CMC可以制作人工关节等，在生物医学领域也得到应用。 CMC的人工关节和齿 碳/碳复合材料（C/C） 一般C/C是由碳纤维及其制品做成预成型体，通过CVD或液态树脂、沥青浸渍碳化法获得C/C的基体碳来制备的。 三维正交碳纤维增强的C/C的显微结构 作为耐烧蚀材料用于军事工业的导弹弹头，固体火箭发动机喷管、喉衬，在航天领域中作为航天飞机的鼻锥、机翼前缘。 C/C在航天领域中的应用 具有优异的摩擦磨损性能。C/C可作为军用和民用飞机的刹车盘材料得到广泛应用。目前(60~70)％的C/C主要用于摩擦材料，包括飞机刹车盘、F-1赛车、高速列车的刹车制动材料。 C/C的刹车盘 6000年前人类就已经会用稻草加粘土作为建筑复合材料。 水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和河堤大坝等的建筑，发挥着极为重要的作用。 * 6000年前人类就已经会用稻草加粘土作为建筑复合材料。 水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和河堤大坝等的建筑，发挥着极为重要的作用。 * * 奥地利－Head：拍框采用高性能钛碳合金，并在柄颈处加入智能纤维，可以将球撞击球拍的机械能转化为电能，经过内置于拍柄中的芯片处理，有效主动消除有害震动，增大甜点面积，这项技术用于宇航飞船的太阳能发电板，超音速飞机机翼关键部位抗疲劳等方面。首次运用于制造球拍，体现了Head 惊人