纤维增强复合材料工程应用技术规范.docx

纤维增强复合材料工程应用技术规范纤维增强复合材料的应用纤维增强复合材料的应用摘要:碳纤维复合材料是由碳纤维或其制品增强的树脂基复合材料。玻璃钢是以合成树脂为粘接剂(基体),玻璃纤维及其制品作增强材料而制成的树脂基复合材料,又称为玻璃纤维增强塑料(GFPR)。它们具有质轻、比强度和比弹性模量高等一系列优异性能,在建筑、造船工业、汽车工业、航空航天等各个领域得到了广泛的应用。关键词:复合材料玻璃纤维碳纤维玻璃钢应用复合材料是当今科技发展的重要物质基础,其中碳纤维复合材料是由碳纤维或其制品增强的树脂基复合材料,具有热膨胀系数小、热导率较低、抗热冲击性能好、耐烧蚀性好和耐含固体微粒燃气的冲刷等一系列的优异性能,而且其质轻,比强度和比弹性模量都很。玻璃钢是以合成树脂为粘接剂(基体),玻璃纤维及其制品作增强材料而制成的树脂基复合材料,又称为玻璃纤维增强塑料(GFPR)。玻璃钢具有质量轻,强度高,抗疲劳性能、减振性和耐化学药品性好,电绝缘性能及热性能优良,施工工艺性和可设计性良好等特点。玻璃钢工业是如今最热门的工业之一,玻璃钢复合材料是目前产量最大、用途最广的复合材料,已构成了复合材料的主体,以致于国外通常所谓的复合材料,如不特殊说明类型,就是指玻璃钢复合材料。玻璃钢是一种塑料基的复合材料。合成树脂是一种有机化合物,玻璃纤维是一种无机化合物,玻璃钢是一种高强度的复合材料,它的全称是玻璃纤维增强复合材料。由于它比普通塑料的强度高得多,成型固化后,比强度高,可与钢材媲美,因而人们送它一个雅号— 3—玻璃钢。而且它具有质轻、防腐、保温、绝缘、隔音、寿命长等特点,密度仅为/cm。耐机械性能和物理性能良好。因此它们被广泛运用于国防、航空、造船、汽车、旅游、建筑等各个领域,如在美国,玻璃钢作为修复和建筑材料,正逐步取代传统建筑材料,它占美国塑料工业年出口额的比例已达到了5%随着科技的发展、技术的创新。它必将成为21世纪的优[1-2]质复合材料。 1、复合材料成型原理及技术以玻璃钢为例,合成树脂与玻璃纤维复合,主要靠合成树脂将松散的玻璃纤维或玻璃纤维布粘结在一起形成性能优异的复合材料。复合前,纤维是柔软的,树脂是流动的,但固化后,两者就能复合成高强度的玻璃钢。下面的图是玻璃钢成型工艺流程图: 随着玻璃纤维合成树脂等原材料工业的发展和各种新技术新设备的涌现,玻璃钢工业得到了长足的进步,形成了从原材料、成型工艺、成型设备到性能测试等较完整的工业体系。随着玻璃钢的不断应用和品种的不断增多,各种成型加工技术也得到了相应的发展。目前的玻璃钢成型技术有几十种,按工艺原理分主要有:手糊成型、喷射成型、缠绕成型、模压成型、反应注塑成型、连续拉挤成型、片状模塑料(SMC)自动化系统、挤出注射成型、传递[3]模塑复合加工、低压预成型、紫外线固化预浸料成型、计算机数控缠绕成型等。 2、复合材料的应用、在建筑领域的应用结构由于玻璃钢的可设计性和良好的力学性能可用于建筑物的承载结构以及建筑物加固。玻璃钢门窗具有质轻,高强,防腐,保温,绝缘,隔音,寿命长等特点,因此在建筑工程上开始广泛应用。用作承载结构的玻璃钢建筑制品有柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等,这些构件主要用于化学腐蚀厂房的承重结构、高层建筑及全玻璃钢民用建筑;玻璃钢围护结构制品有各种玻璃钢波纹板、夹层结构板,整体式和装配式折板结构和壳体结构,用作工业与民用建筑的内外墙板、天花板、壳体的板材,它既是维护结构,又是承重结构。其中玻璃钢夹层结构板的最大优点是:承载能力大,重量轻,有较好的保温和隔音效果。采用这种板材作为围护结构,可以极大限度地减轻建筑自重,减少承重结构的荷载,故常用[4]作框架结构的高层建筑的墙体材料。、在造船领域的应用在渔业船舶方面,出现了对高速船的需求,如渔政执法艇、休闲钓鱼船等。在目前的材料中,玻璃钢因其质量轻强度高而被广泛应用于造船。针对玻璃钢的制造工艺也在不断提高和创新,由起初的手糊,发展到机械化的喷射、拉挤、模压等工艺,到现在兴起的真空树脂导入工艺,以及树脂传递模塑、真空辅助、真空袋压。通常在手糊工艺中,增强材料铺于模具中,采用刷子、辊子或其它方法手工浸润增强材料。而美国研制的浸渍机技术,使用精密气动控制系统对于编织物能够覆盖住急转角和楼梯的锐圆角以及帽型构件是十分有效的,取代了层间贴合、辊压、脱泡等人工作业,工效更高。浸渍机技术改进了对玻璃钢的质量控制,并且对劳力的需要减至喷枪或手工层压技术所需的25%,用于精确放置材料的动作控制系统已实现设备的整体化。与美国和日本等玻璃钢渔船发达国家相比,我国玻璃钢渔船在质量、[5]技术工艺等方面还有一定差距,有待提高。、在汽车工业中的应用自从1953年世界上第一部FRP汽车——GMCorvette制造成功以后,玻璃钢复合材料即成为汽车工业的一支生力