1、01什么是復(fù)合材料？什么是復(fù)合材料？ 由兩種或兩種以上不同性能、不同形態(tài)的組分材料通過復(fù)合手段組合而成的一種多相材料?；w基體增強(qiáng)體增強(qiáng)體復(fù)合復(fù)合材料材料= =+ +2基體材料基體材料復(fù)合材料中組分中的復(fù)合材料中組分中的連續(xù)相連續(xù)相?；w材料基體材料樹脂基體樹脂基體金屬基體金屬基體陶瓷基體陶瓷基體輪胎、玻璃鋼輪胎、玻璃鋼航天飛機(jī)構(gòu)件航天飛機(jī)構(gòu)件耐高溫發(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫發(fā)動(dòng)機(jī)3增強(qiáng)體材料增強(qiáng)體材料復(fù)合材料中組分中分散的，被基體材料包容的復(fù)合材料中組分中分散的，被基體材料包容的增強(qiáng)相增強(qiáng)相。增強(qiáng)體材料增強(qiáng)體材料連續(xù)纖維增強(qiáng)連續(xù)纖維增強(qiáng)短纖維增強(qiáng)短纖維增強(qiáng)顆粒增強(qiáng)顆粒增強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)樹脂，玻璃鋼碳纖維增強(qiáng)樹

2、脂，玻璃鋼炭黑顆粒增強(qiáng)橡膠炭黑顆粒增強(qiáng)橡膠尼龍短纖維增強(qiáng)樹脂尼龍短纖維增強(qiáng)樹脂4復(fù)合材料既是復(fù)合材料既是材料材料，也是，也是結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)！同一性同一性u(píng) 一體性：一體性：構(gòu)件加工成型過程中復(fù)合材料隨之形成構(gòu)件加工成型過程中復(fù)合材料隨之形成u 可設(shè)計(jì)性可設(shè)計(jì)性：力學(xué)、機(jī)械性能、熱、聲、光、電、防：力學(xué)、機(jī)械性能、熱、聲、光、電、防腐、抗老化等物理、化學(xué)性能腐、抗老化等物理、化學(xué)性能u 工藝依賴性工藝依賴性：構(gòu)件性能對(duì)工藝方法、過程、參數(shù)依：構(gòu)件性能對(duì)工藝方法、過程、參數(shù)依賴性較大賴性較大u 復(fù)合效應(yīng)：復(fù)合效應(yīng)：復(fù)合后形成新的性能復(fù)合后形成新的性能5什么是什么是“玻璃鋼玻璃鋼”？ 玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)

3、合材料，是一種塑料。樹脂樹脂玻璃纖維玻璃纖維玻璃鋼玻璃鋼= =+ +6玻璃鋼發(fā)展歷史玻璃鋼發(fā)展歷史時(shí)間時(shí)間事件事件1932年年在美國出現(xiàn)樹脂基復(fù)合材料在美國出現(xiàn)樹脂基復(fù)合材料1940年年手糊成型制成了玻璃纖維增強(qiáng)聚酯的雷達(dá)罩手糊成型制成了玻璃纖維增強(qiáng)聚酯的雷達(dá)罩1944年年美國萊特空軍發(fā)展中心利用玻璃鋼制造的小型飛機(jī)試飛成功美國萊特空軍發(fā)展中心利用玻璃鋼制造的小型飛機(jī)試飛成功1945年年二戰(zhàn)期間擴(kuò)展到民用二戰(zhàn)期間擴(kuò)展到民用1946年年纖維纏繞成型技術(shù)在美國出現(xiàn)，為玻璃鋼壓力容器的制造提供了技術(shù)儲(chǔ)備纖維纏繞成型技術(shù)在美國出現(xiàn)，為玻璃鋼壓力容器的制造提供了技術(shù)儲(chǔ)備1949年年玻璃纖維預(yù)混料研制成功

4、玻璃纖維預(yù)混料研制成功1950年年真空袋壓成型工藝研究成功真空袋壓成型工藝研究成功60年代年代玻璃纖維玻璃纖維-聚酯樹脂噴射成型技術(shù)得到了應(yīng)用聚酯樹脂噴射成型技術(shù)得到了應(yīng)用1961年年片狀模塑料片狀模塑料(SMC)在法國問世在法國問世1963年年在美、法、日開始了玻璃纖維復(fù)合材料規(guī)?；a(chǎn)在美、法、日開始了玻璃纖維復(fù)合材料規(guī)?；a(chǎn)70年代年代樹脂反應(yīng)注射成型樹脂反應(yīng)注射成型(RIM和和RRIM)技術(shù)研究成功技術(shù)研究成功1972年年美國美國PPG公司研究成功熱塑性片狀模型料成型技術(shù)公司研究成功熱塑性片狀模型料成型技術(shù)80年代年代離心澆鑄成型法問世離心澆鑄成型法問世7固化反應(yīng)歷程：固化反應(yīng)歷程：

5、樹脂主劑樹脂主劑+ 固化劑固化劑固化成型聚合物固化成型聚合物促進(jìn)劑促進(jìn)劑液液液液固固樹脂主劑：樹脂主劑： 不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂在玻璃鋼成型過程中主要起連續(xù)連結(jié)增強(qiáng)體材料的作用！樹脂在玻璃鋼成型過程中主要起連續(xù)連結(jié)增強(qiáng)體材料的作用！8主要性能參數(shù)：主要性能參數(shù)：性能參數(shù)性能參數(shù)單位單位意義意義特征特征工藝關(guān)聯(lián)工藝關(guān)聯(lián)密度密度g/cm3表征單位體積樹脂重量表征單位體積樹脂重量密度高則重量較重密度高則重量較重固有特性，無固有特性，無關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)粘度粘度mPas表征樹脂流動(dòng)的難易程度表征樹脂流動(dòng)的難易程度粘度低則較易流動(dòng)，反之則粘度低則較易流動(dòng)，反之則較難流動(dòng)較難流

6、動(dòng)溫度影響較大溫度影響較大凝膠時(shí)間凝膠時(shí)間min表征樹脂膠化時(shí)間的長短表征樹脂膠化時(shí)間的長短凝膠時(shí)間長則利用操作，但凝膠時(shí)間長則利用操作，但會(huì)延長工作周期會(huì)延長工作周期影響操作時(shí)間影響操作時(shí)間固化固化-放熱放熱特性特性-min表征樹脂固化過程中的熱量表征樹脂固化過程中的熱量變化變化達(dá)某一特定溫度達(dá)某一特定溫度(4050 )后迅速升溫后迅速升溫現(xiàn)場(chǎng)注膠溫度現(xiàn)場(chǎng)注膠溫度控制控制9其它性能參數(shù)：其它性能參數(shù)：l 耐溫性耐溫性l 耐濕性耐濕性l 抗化學(xué)腐蝕性抗化學(xué)腐蝕性l 疲勞壽命疲勞壽命l 拉伸性能拉伸性能l 彎曲性能彎曲性能l 沖擊韌性沖擊韌性l 很好的滲透性很好的滲透性10特性：特性：l耐熱性耐

7、熱性l力學(xué)性能較好力學(xué)性能較好l耐腐蝕性能耐腐蝕性能l固化時(shí)體積收縮率大固化時(shí)體積收縮率大適用于適用于手糊成型手糊成型固化劑：固化劑：過氧化甲乙酮過氧化甲乙酮 促進(jìn)劑：促進(jìn)劑：萘酸鈷萘酸鈷11毒性毒性苯乙烯有毒！苯乙烯有毒！頭痛頭痛 頭暈頭暈 食欲減退食欲減退 紅血球和血小板減少紅血球和血小板減少 高濃度時(shí)對(duì)黏膜有較強(qiáng)烈刺激作用高濃度時(shí)對(duì)黏膜有較強(qiáng)烈刺激作用防護(hù)防護(hù)戴好防護(hù)口罩戴好防護(hù)口罩 + 保持良好通風(fēng)保持良好通風(fēng) + 注意密封保存注意密封保存12特性：特性：l固化范圍廣固化范圍廣l粘附力強(qiáng)粘附力強(qiáng)l收縮性低收縮性低l力學(xué)性能優(yōu)良力學(xué)性能優(yōu)良l良好的耐腐蝕性能良好的耐腐蝕性能真空灌注及真空

8、灌注及模具成型模具成型固化劑：固化劑：胺類固化劑（多元伯胺或聚酰胺）胺類固化劑（多元伯胺或聚酰胺）13毒性毒性環(huán)氧樹脂本身毒性很低，毒性主要來源于固化劑！環(huán)氧樹脂本身毒性很低，毒性主要來源于固化劑！ 急性毒性。急性毒性。 對(duì)皮膚、黏膜的刺激作用。對(duì)皮膚、黏膜的刺激作用。 固化劑的過敏作用。固化劑的過敏作用。 固化劑的其他毒害作用。固化劑的其他毒害作用。 將操作區(qū)域與非操作區(qū)域有意識(shí)地劃開，盡可能自動(dòng)化、密閉化，安裝通風(fēng)設(shè)施等等。將操作區(qū)域與非操作區(qū)域有意識(shí)地劃開，盡可能自動(dòng)化、密閉化，安裝通風(fēng)設(shè)施等等。 加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，采用防護(hù)手套、服裝等辦法，盡量避免固化劑與皮膚接觸。加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，采用防護(hù)手

9、套、服裝等辦法，盡量避免固化劑與皮膚接觸。 操作場(chǎng)所及時(shí)清掃，保持衛(wèi)生。操作場(chǎng)所及時(shí)清掃，保持衛(wèi)生。 及時(shí)清洗手、臉等外露皮膚，如果眼、喉等器官受到侵害，應(yīng)請(qǐng)醫(yī)生處理。及時(shí)清洗手、臉等外露皮膚，如果眼、喉等器官受到侵害，應(yīng)請(qǐng)醫(yī)生處理。安全操作及防護(hù)辦法安全操作及防護(hù)辦法14特性：特性：l低溫膠接強(qiáng)度優(yōu)異低溫膠接強(qiáng)度優(yōu)異l膠層耐磨性好膠層耐磨性好l極高的粘附性極高的粘附性l粘接工藝性較好粘接工藝性較好l改性容易改性容易l耐振動(dòng)、耐疲勞性能好耐振動(dòng)、耐疲勞性能好適用于適用于葉片油漆葉片油漆15手糊制作包邊手糊制作包邊 和修補(bǔ)加強(qiáng)和修補(bǔ)加強(qiáng)模具膠衣層和模具膠衣層和葉片灌注制作葉片灌注制作葉片油漆葉片

10、油漆不飽和聚酯不飽和聚酯環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂聚氨酯聚氨酯基體樹脂基體樹脂16玻璃纖維作為增強(qiáng)體，提供玻璃鋼的主要力學(xué)性能！玻璃纖維作為增強(qiáng)體，提供玻璃鋼的主要力學(xué)性能！單絲單絲氈氈織物織物無捻粗紗無捻粗紗短切氈短切氈表面氈表面氈連續(xù)氈連續(xù)氈單軸向布單軸向布雙軸向布雙軸向布三軸向布三軸向布四軸向布四軸向布分類分類17主要性能參數(shù)：主要性能參數(shù)：性能參數(shù)性能參數(shù)單位單位意義意義特征特征工藝關(guān)聯(lián)工藝關(guān)聯(lián)克重克重kg/m2表征單位面積重量表征單位面積重量密度高則重量較重密度高則重量較重固有特性，無關(guān)固有特性，無關(guān)聯(lián)聯(lián)厚度厚度mm表征氈或織物的厚度表征氈或織物的厚度厚度大則鋪層設(shè)計(jì)較厚厚度大則鋪層設(shè)計(jì)較厚必

11、須考慮工藝鋪必須考慮工藝鋪層層可燃物含量可燃物含量%表征玻纖中雜質(zhì)的含量表征玻纖中雜質(zhì)的含量可燃物含量高則雜質(zhì)含量高可燃物含量高則雜質(zhì)含量高影響界面強(qiáng)度影響界面強(qiáng)度斷裂延伸率斷裂延伸率%表征玻纖抗拉程度表征玻纖抗拉程度斷裂延伸率高則力學(xué)性能較好斷裂延伸率高則力學(xué)性能較好影響各方向力學(xué)影響各方向力學(xué)性能設(shè)計(jì)性能設(shè)計(jì)18線密度線密度TEX數(shù)數(shù)(g/km)1200 TEX2400 TEX用途用途纏繞螺紋做根端件纏繞螺紋做根端件19描述描述用途用途 由細(xì)玻璃纖維絲制成，克由細(xì)玻璃纖維絲制成，克重在重在30100 g/m2之間之間 表面隨型，提高表觀質(zhì)量，表面隨型，提高表觀質(zhì)量，用于制作陰模表面增強(qiáng)層。

12、用于制作陰模表面增強(qiáng)層。20描述描述用途用途 由約由約50mm長的玻璃纖維絲長的玻璃纖維絲隨機(jī)均勻鋪陳在網(wǎng)帶上制成，隨機(jī)均勻鋪陳在網(wǎng)帶上制成，克重一般要求在克重一般要求在450 g/m2。 過渡粘接性良好，具有一過渡粘接性良好，具有一定的強(qiáng)度。定的強(qiáng)度。 用于制作陰模表面過渡層。用于制作陰模表面過渡層。21描述描述用途用途由玻璃原絲呈由玻璃原絲呈8字型鋪敷在連續(xù)字型鋪敷在連續(xù)移動(dòng)網(wǎng)帶上粘合制成，克重在移動(dòng)網(wǎng)帶上粘合制成，克重在150650 g/m2之間。之間。提高纖維的滲透性，有利于樹提高纖維的滲透性，有利于樹脂的浸潤。脂的浸潤。 用于根端增強(qiáng)布鋪層輔助導(dǎo)流。用于根端增強(qiáng)布鋪層輔助導(dǎo)流。22描

13、述描述用途用途 全部為經(jīng)紗，用紗線編織而全部為經(jīng)紗，用紗線編織而成。在經(jīng)紗方向具有極高的抗成。在經(jīng)紗方向具有極高的抗拉強(qiáng)度。拉強(qiáng)度。 成型主梁，根端增強(qiáng)成型主梁，根端增強(qiáng)UD棒，棒，蒙皮后緣加強(qiáng)。蒙皮后緣加強(qiáng)。23描述描述用途用途兩層粗紗成兩層粗紗成45或或90排排列而成的縫編織物列而成的縫編織物 。具有良好的抗剪切性能。具有良好的抗剪切性能。 成型腹板。成型腹板。24描述描述用途用途 三層粗紗按三層粗紗按0 ，45或或90 ，45方向排列。方向排列。既在指定方向上具備優(yōu)異的既在指定方向上具備優(yōu)異的抗拉性能，又具備良好的剪切抗拉性能，又具備良好的剪切性能。性能。 成型蒙皮，內(nèi)外包邊。成型蒙皮，

14、內(nèi)外包邊。25描述描述用途用途四層粗紗按四層粗紗按45， 0 ， 90 方向順序排列。方向順序排列。既在指定方向上具備優(yōu)異的既在指定方向上具備優(yōu)異的抗拉性能，又具備良好的剪切抗拉性能，又具備良好的剪切性能。性能。 成型陰模增強(qiáng)層。成型陰模增強(qiáng)層。26u分類：無捻粗紗，氈（表面氈、短切氈、連續(xù)分類：無捻粗紗，氈（表面氈、短切氈、連續(xù)氈），縫編布（單軸向布、雙軸向布、三軸向布、氈），縫編布（單軸向布、雙軸向布、三軸向布、多軸向布）。多軸向布）。u特點(diǎn)：根據(jù)不同力學(xué)性能設(shè)計(jì)要求可靈活組合。特點(diǎn)：根據(jù)不同力學(xué)性能設(shè)計(jì)要求可靈活組合。u用途：葉片制造各環(huán)節(jié)中成型玻璃鋼，提供需要用途：葉片制造各環(huán)節(jié)中成型玻璃鋼，提供需要的力學(xué)強(qiáng)度。的力學(xué)強(qiáng)度。27p 表層材料表層材料玻璃鋼玻璃鋼p 膠粘劑膠粘劑p 夾芯材料夾芯材料“工字鋼工字鋼”原理：以極輕的質(zhì)量大幅提高面內(nèi)剪切性能！原理：以極輕的質(zhì)量大幅提高面內(nèi)剪切性能！成型蒙皮、成型蒙皮、腹板腹板28BalsaBalsa輕木輕木PVCPVC泡沫泡沫產(chǎn)于南美洲的天然樹木經(jīng)產(chǎn)于南美洲的天然樹木經(jīng)過砍伐加工而成，質(zhì)量特別過砍伐加工而成，質(zhì)量特別輕，強(qiáng)度優(yōu)異。輕，強(qiáng)度優(yōu)異。聚氯乙烯經(jīng)化工發(fā)泡制成，聚氯乙烯經(jīng)化工發(fā)泡制成，成本低，強(qiáng)度高。成本低，強(qiáng)度高。29 輕質(zhì)輕質(zhì) 高強(qiáng)高強(qiáng) 防腐防腐 變形