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论文


1 玻璃纤维 2 碳纤维 3 有机纤维和混杂纤维 4 pp

1.聚酸胺:以玻璃纤维增强后,拉伸强 要可提高一倍,弯曲强度提高二倍,硬度提 高 1.5 倍,缺口冲击强度也很高,成为很好 的有色金局的代用品,而且具有耐腐蚀和电 绝缘性。 2.聚甲醛:经增强后强度、刚度、抗蠕 变性、弹性及尺寸稳定性都提高很多,某些 应用能和金属竞争。 3.聚烯烃:聚丙烯和高密度聚

乙烯用玻 璃纤维增强后,刚度、强度和热变形温度可 以大幅度提高。表面偶联剂的发展已成功地 解决了这类材料的界面粘结问题。聚丙烯经 增强后用作工程塑料,使其应用价值至少提 高一倍,以每年增强 10 万吨聚丙烯计算,其 应用价值每年提高三亿余元。 4.热塑性聚酷:对苯二甲酸与直链醇类 制成的聚酷不但用作纤维,而且是很好的工 程塑料,特点是:抗拉强度稍次于尼龙 66, 但耐疲劳性及韧性好,湿态尺寸稳定性优于 尼龙,加工性好。增强后热变形温度可以提 高 50℃,抗拉强度提高一倍。因此生产聚酷 纤维的同时适当生产一些增强聚酚,或者利

复合材料(Composite materials),是由两种或两种以上不同性质的材料,通过 物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取 长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同 的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、 镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。 增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、 晶须、金属丝和硬质细粒等。

聚合物复合材料(polymer composites)是将强化物质添加到聚合物内,以增加所需的性 质。单晶/须晶、黏土、滑石、云母等低长宽比(aspect ratio)之片状填充料可以提高 材料的劲度(stiffness) ;然而,纤维、玻璃纤维、石墨、硼等高长宽比的填充料可以同 时提高拉伸强度和劲度。 20 世纪 40 年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢) ,从此出 现了复合材料这一名称。50 年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度 和高模量纤维。70 年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合 成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具 特色的复合材料。

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随着科学技术的进步, 晶须首先被用做各种材料的填料, 后来又被用做复合材料强韧化 的主要手段。 发展到今天, 已成功开发出各种功能性的有机/无机晶须材料。 经过 20 年发展, 晶须已被广泛应用于金属、 陶瓷和高分子化合物中。 在降低材料成本的同时显著地改善材料 的各种性能,并赋予材料诸多新特性和新功能,扩大了应用领域[30,31]。复合材料是材料科学 发展的趋势, 以晶须和高性能纤维为代表高性能复合材料的发展水平已成为衡量一个国家科 学技术发展水平的重要标志, 是目前乃至今后几十年里材料学领域研究的热点之一。 这里将 介绍晶须增韧复合材料影响因素、晶须引入方式以及最新研究进展。


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