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復(fù)合材料歷史追溯及現(xiàn)代復(fù)合材料應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-09-18
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       復(fù)合材料的定義是什么?

       簡單的定義,復(fù)合材料是兩種或多種不同材料的組合,可產(chǎn)生更卓越(通常更堅(jiān)固)的產(chǎn)品。幾千年來,人類一直在應(yīng)用復(fù)合材料來建造從簡單的庇護(hù)所到精致的電子設(shè)備等。

       雖然最初的復(fù)合材料是由泥土和稻草等天然材料制成的,但今天的復(fù)合材料是在實(shí)驗(yàn)室中用合成物質(zhì)制成的。不管它們的起源如何,復(fù)合材料使我們更加便利、更加美好的生活成為可能。


       復(fù)合材料歷史追溯

       考古學(xué)家說,人類使用復(fù)合材料的歷史至少有 5000 到 6000 年。在古埃及,用泥土和稻草制成的磚塊用來包裹和加固堡壘和紀(jì)念碑等木結(jié)構(gòu)。在亞洲、歐洲、非洲和美洲的部分地區(qū),土著文化用荊條(木板或木條)和涂抹物(泥或粘土、稻草、礫石、石灰、干草和其他物質(zhì)的復(fù)合物)建造結(jié)構(gòu)。另一個(gè)先進(jìn)文明蒙古人也是使用復(fù)合材料的先驅(qū)。從公元 1200 年左右開始,他們開始用木頭、骨頭和天然粘合劑制造加固弓,并用樺樹皮包裹。這些遠(yuǎn)比簡單的木弓更強(qiáng)大、更準(zhǔn)確,幫助成吉思汗的蒙古帝國在亞洲蔓延。

       復(fù)合材料的現(xiàn)代時(shí)代始于 20 世紀(jì),隨著早期塑料(如電木和乙烯基)的發(fā)明以及工程木制品(如膠合板)的發(fā)明。另一種重要的復(fù)合材料玻璃纖維是 1935 年發(fā)明的。它比早期的復(fù)合材料堅(jiān)固得多,可以模壓成型,而且非常輕巧耐用。第二次世界大戰(zhàn)加速了更多石油衍生復(fù)合材料的發(fā)明,其中許多至今仍在使用,包括聚酯。1960 年代引入了更復(fù)雜的復(fù)合材料,例如 Kevlar 和碳纖維。


       現(xiàn)代復(fù)合材料

       今天,復(fù)合材料的使用已經(jīng)發(fā)展到通常包含結(jié)構(gòu)纖維和塑料,這被稱為纖維增強(qiáng)塑料或簡稱 FRP。像稻草一樣,纖維提供了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度,而塑料聚合物將纖維固定在一起。FRP 復(fù)合材料中使用的常見纖維類型包括:1、玻璃纖維;2、碳纖維;3、芳綸纖維;4、硼纖維;5、玄武巖纖維;6、天然纖維(木材、亞麻、大麻等)。

       就玻璃纖維復(fù)合材料而言,數(shù)十萬條微小的玻璃纖維聚集在一起,并由塑料聚合物樹脂固化在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/span>

       復(fù)合材料中使用的常見塑料樹脂包括:1、環(huán)氧樹脂;2、乙烯基酯樹脂;3、聚酯樹脂;4、聚氨酯樹脂;5、聚丙烯樹脂


       復(fù)合材料常見的用途和優(yōu)點(diǎn)

       復(fù)合材料最常見的例子是鋼筋混凝土。在這種用途中,結(jié)構(gòu)鋼筋為混凝土提供強(qiáng)度和剛度,而固化的水泥使鋼筋保持靜止。單獨(dú)的鋼筋會彎曲太多,單獨(dú)的水泥很容易開裂。然而,當(dāng)組合成復(fù)合材料時(shí),會產(chǎn)生一種極其堅(jiān)硬的材料。

       最常與術(shù)語“復(fù)合材料”相關(guān)的是纖維增強(qiáng)塑料。這種類型的復(fù)合材料在我們的日常生活中廣泛使用。纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的常見日常用途包括:飛機(jī);小型船只和大型輪船;運(yùn)動器材;汽車零部件;風(fēng)力渦輪機(jī)葉片;身體護(hù)具;建筑材料;橋梁;工具手柄;梯軌等方方面面。

       與鋼等其他材料相比,現(xiàn)代復(fù)合材料具有許多優(yōu)勢。也許最重要的是,復(fù)合材料的重量要輕得多。它們還耐腐蝕、柔韌且耐凹痕。

       反過來,這意味著它們需要更少的維護(hù),并且比傳統(tǒng)材料具有更長的使用壽命。復(fù)合材料使汽車更輕,因此更省油,使防彈衣更能抵抗子彈,并使風(fēng)電葉片更輕更強(qiáng)韌,能夠承受高風(fēng)速的壓力。(來源:互聯(lián)網(wǎng))

 

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