[精选]复合材料工艺及设备11086.pptx

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1、复合材料工艺及设备刘雄亚刘雄亚 谢怀勤谢怀勤 主编主编武汉工业大学出版社武汉工业大学出版社 课件 1.1 复材发展的概况第一章 绪论 第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 复材发展的概况复材发展的概况 说说明明：复复合合材材料料（Composite Materials），以以下简称下简称CM一、一、CM的定义的定义（各各教教科科书书说说法法不不同同，意意见见基基本本一一致致，没没有有完完全全统统一一的说法）的说法）广义的定义：广义的定义：CMCM是是指指由由两两种种或或两两种种以以上上的的不不同同材材料料，通通过过一一定定的的工工艺艺复复合合而而成成的的，性性能能优优于于原原单单一一材材料料的

2、的多多相相固固体体材材料料。课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论注意：注意：所研究的所研究的CM与化合材料、混合材料的区别。与化合材料、混合材料的区别。主要体现在：主要体现在：多相体系多相体系和和复合效果复合效果是复合材料区别于传统的是复合材料区别于传统的“混合材料混合材料”和和“化合材料化合材料”的两大特征。的两大特征。举例：举例：砂子与石子混合砂子与石子混合，合金或高分子聚合物合金或高分子聚合物狭义定义：狭义定义：（通常研究的内容：通常研究的内容：）用纤维增强树脂、金属、无机非金）用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。属材料所得的多相固体材料。由此可以得出：由此可以得出

3、：CM=CM=增强材料增强材料 基体材料基体材料 课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论 由于增强材料和基体材料的不同，因此决定了复合材料由于增强材料和基体材料的不同，因此决定了复合材料的品种和性能的千变万化。的品种和性能的千变万化。复合材料的分类：复合材料的分类：金属基复合材料金属基复合材料按基体材料不同可分为：按基体材料不同可分为：树脂基复合材料树脂基复合材料理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料无机非金属复合材料无机非金属复合材料 课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论在学习本课程之前，先了解一下本课程中常用的一些代号。在学习本课程之前，先了解一

4、下本课程中常用的一些代号。CM 复合材料复合材料FRP 纤维增强塑料纤维增强塑料FRTP 纤维增强热塑性塑料纤维增强热塑性塑料SMC 片状模塑料片状模塑料DMC 团状模塑料团状模塑料BMC 块状模塑料块状模塑料RTM 树脂传递模塑树脂传递模塑RIM 反应注射模塑反应注射模塑RRIM 增强反应注射模塑增强反应注射模塑GMT 热塑性片状模塑料热塑性片状模塑料AS AS树脂，丙烯腈树脂，丙烯腈苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物 课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论二、二、CM的发展历程的发展历程概况概况1 1、国外复合材料的发展国外复合材料的发展二十世纪二十世纪4040年代，在美国首先出现了手糊工艺（雷达罩

5、、年代，在美国首先出现了手糊工艺（雷达罩、飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼）飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼）6060年代，缠绕工艺、喷射成型、年代，缠绕工艺、喷射成型、SMCSMC、拉挤成型工艺、透、拉挤成型工艺、透明玻璃钢。明玻璃钢。7070年代，年代，RIMRIM及及RRIMRRIM，热塑性片状模塑料，热塑性片状模塑料8080年代，离心浇铸工艺年代，离心浇铸工艺 课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥的复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥的重要作用。例如重要作用。例如P3，19复合材料在汽车、建筑、造船工业中玻璃钢用量情况见

6、复合材料在汽车、建筑、造船工业中玻璃钢用量情况见P4，表，表1-4。（2）我国复合材料发展概况）我国复合材料发展概况1958年年 手糊手糊1962年年 喷射成型及蜂窝成型喷射成型及蜂窝成型1972年年 武工大、华东化工、哈建工成立专业武工大、华东化工、哈建工成立专业1975年年 玻璃钢学会玻璃钢学会 玻璃钢玻璃钢/复合材料复合材料 1980年年 复合材料学会复合材料学会 复合材料学报（北航）复合材料学报（北航）课件1.1 复材发展的概况第一章 绪论71年以前主要是军工产品，以后开始转向民用品。主要用年以前主要是军工产品，以后开始转向民用品。主要用于建筑、化工、轻工、交通、造船等工业。于建筑、化

7、工、轻工、交通、造船等工业。无机非金属复合材料的发展状况见无机非金属复合材料的发展状况见P5另外，植物纤维增强的复合材料，近些年来有了较快的发另外，植物纤维增强的复合材料，近些年来有了较快的发展：如纸面石膏板，植纤石膏板，水泥板等。展：如纸面石膏板，植纤石膏板，水泥板等。作业：作业：1、复合材料广义的定义是什么？、复合材料广义的定义是什么？2、按照基体不同复合材料怎么分类？、按照基体不同复合材料怎么分类？课件1.2 CM的基本性能第一章 绪论1.2 CM1.2 CM的基本性能的基本性能1.2.1 CM1.2.1 CM的基本性能主要取决于的基本性能主要取决于3 3个方面：个方面：1 1、增强材的

8、性能、含量及分布情况、增强材的性能、含量及分布情况2 2、基体材料的性能及含量、基体材料的性能及含量3 3、界面的结合情况、界面的结合情况燃烧性能主要取决于燃烧性能主要取决于2、3力学性能主要取决于力学性能主要取决于1、2、3导热、电、耐腐蚀等性能主要取决于导热、电、耐腐蚀等性能主要取决于2、3 课件1.2 CM的基本性能第一章 绪论1.2.2 CM1.2.2 CM的主要性能特点：的主要性能特点：1 1、轻质高强、轻质高强 是是CMCM最最突突出出、重重要要的的特特点点，也也是是研研究究最最多多的的特特点点。可可以以用用比比强强度度（强强度度/密密度度），比比弹弹性性模模量量（弹弹性性模模量量

9、/密度）来定量描述。密度）来定量描述。材料名称比强度比模量钢0.130.27铝0.170.26玻纤/聚酯CM0.530.21碳纤/环氧CM1.030.21 课件1.2 CM的基本性能第一章 绪论2 2、可设计性好、可设计性好 是复合材料区别于传统材料的根本特点之一。是复合材料区别于传统材料的根本特点之一。可设计性是指：设计人员可根据所需制品对力学及其它性可设计性是指：设计人员可根据所需制品对力学及其它性能的要求，对结构设计的同时对材料本身进行设计。具体能的要求，对结构设计的同时对材料本身进行设计。具体体现在以下两个方面：体现在以下两个方面：力学设计力学设计给制品一定的强度和刚度给制品一定的强度

10、和刚度功能设计功能设计给制品除力学性能外的其他性能给制品除力学性能外的其他性能 例如：化工厂的天窗例如：化工厂的天窗 正是由于复合材料的可设计性，我们可以根据制品的正是由于复合材料的可设计性，我们可以根据制品的需要重点设计某一种或几种物理性能，一些不需要的性能需要重点设计某一种或几种物理性能，一些不需要的性能可以不去考虑，从而降低总成本。可以不去考虑，从而降低总成本。课件1.2 CM的基本性能第一章 绪论3 3、工艺性能好、工艺性能好复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法多种多样，成型复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法多种多样，成型条件机动灵活。条件机动灵活。以上三点是复合材料通有的特性。

11、具体到玻璃纤维增强树以上三点是复合材料通有的特性。具体到玻璃纤维增强树脂基复合材料，还具有以下特性：脂基复合材料，还具有以下特性：4 4、热性能好、热性能好 导热系数小，是金属材料导热系数小，是金属材料1/1001/1001/10001/1000；特殊类型；特殊类型的玻璃钢可耐瞬时高温。的玻璃钢可耐瞬时高温。5 5、耐腐蚀性能好、耐腐蚀性能好 可以耐酸、碱、盐的腐蚀、海水、微生物腐蚀，适合可以耐酸、碱、盐的腐蚀、海水、微生物腐蚀，适合于制作化工管道、储罐、船舶等。于制作化工管道、储罐、船舶等。课件第一章 绪论6 6、电性能好、电性能好 a a、电绝缘性能好，不受电磁作用；、电绝缘性能好，不受电

12、磁作用；b b、微波穿透性好；、微波穿透性好；c c、可制作成不带静电的制品。、可制作成不带静电的制品。7 7、其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，、其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。透光性等。作业：作业：1 1、复合材料性能的主要决定因素有哪些？、复合材料性能的主要决定因素有哪些？2 2、复合材料的主要性能特点有哪些？、复合材料的主要性能特点有哪些？1.2 CM的基本性能 课件第一章 绪论1.2.3 树脂基树脂基CM的缺点：的缺点：一般情况下一般情况下1 1）、弹性模量低）、弹性模量低 比钢材小比钢材小1010倍倍2 2）、长期耐热性差）、长期耐热性差3

13、3）、易老化）、易老化4 4）、表面硬度低、耐磨性差）、表面硬度低、耐磨性差 也有特殊情况，例如聚氨脂弹性体复合材料耐磨性能好。也有特殊情况，例如聚氨脂弹性体复合材料耐磨性能好。复复合合材材料料的的成成本本情情况况：水水泥泥、石石膏膏基基CM树树脂脂基基CM金金属基属基CM陶瓷基陶瓷基CM1.2 CM的基本性能 课件1.3 CM的成型工艺第一章 绪论1.3 1.3 CMCM的成型工艺（树脂基）的成型工艺（树脂基）目前在生产上经常采用的成型方法有目前在生产上经常采用的成型方法有1616种：种：1 1、手糊成型、手糊成型湿法铺层成型湿法铺层成型2 2、夹层结构成型（手糊法、机械法）、夹层结构成型（

14、手糊法、机械法）3 3、模压成型、模压成型4 4、层压成型、层压成型5 5、缠绕成型、缠绕成型6 6、拉挤成型、拉挤成型7 7、注射成型、注射成型8 8、喷射成型、喷射成型9 9、真空袋压力成型、真空袋压力成型 课件第一章 绪论1010、压力袋成型、压力袋成型1111、树脂注射和树脂传递模塑成型、树脂注射和树脂传递模塑成型1212、卷制成型、卷制成型1313、真空辅助注射成型、真空辅助注射成型1414、离心浇铸成型、离心浇铸成型1515、片状（团状）模塑成型、片状（团状）模塑成型1616、连续板材成型、连续板材成型 目前我国还是以手糊成型为主，在树脂基复合材料中目前我国还是以手糊成型为主，在树

15、脂基复合材料中约占约占80%80%。1.3 CM的成型工艺 课件第一章 绪论1.4 成型工艺的选择原则成型工艺的选择原则 P7 主要考虑制品的性能要求和经济性。主要考虑制品的性能要求和经济性。主要成型工艺比较见表主要成型工艺比较见表1-71-7，成型方法的技术经济比较，成型方法的技术经济比较见表见表1-81-8。1.3 CM的成型工艺9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。19:31:3319:31:3319:315/20/2023 7:31:33 PM11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2319:31:3319:3

16、1May-2320-May-2312、故人江海别，几度隔山川。19:31:3319:31:3319:31Saturday,May 20,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2319:31:3319:31:33May 20,202314、他乡生白发，旧国见青山。20 五月 20237:31:33 下午19:31:335月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 237:31 下午5月-2319:31May 20,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/20 19:31:3319:31:3320 May 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿

17、着以脚为起点的射线向前。7:31:33 下午7:31 下午19:31:335月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。19:31:3319:31:3319:315/20/2023 7:31:33 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2319:31:3319:31May-2320-May-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。19:31:3419:31:3419:31Saturday,May 20,202313、不知香积寺，数里入云峰

18、。5月-235月-2319:31:3419:31:34May 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 五月 20237:31:34 下午19:31:345月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 237:31 下午5月-2319:31May 20,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/20 19:31:3419:31:3420 May 202317、空山新雨后，天气晚来秋。7:31:34 下午7:31 下午19:31:345月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、阅读一切好书

19、如同和过去最杰出的人谈话。19:31:3419:31:3419:315/20/2023 7:31:34 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2319:31:3419:31May-2320-May-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。19:31:3419:31:3419:31Saturday,May 20,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-235月-2319:31:3419:31:34May 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 五月 20237:31:34 下午19:31:345月-2315、最具挑战性的挑战莫

20、过于提升自我。五月 237:31 下午5月-2319:31May 20,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/20 19:31:3419:31:3420 May 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。7:31:34 下午7:31 下午19:31:345月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉