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2025-03-14
复合材料的功能和特点
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- 发布时间：2022-01-19 10:12
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【概要描述】与普通材料相比，复合材料具有许多特点，可以改善或克服单一材料的弱点，充分发挥每种材料的优势，赋予材料新的性能。根据构件的结构和受力要求，可以给出预定的、合理分布的匹配性能，设计出性能较好的材料。
复合材料的功能和特点
【概要描述】与普通材料相比，复合材料具有许多特点，可以改善或克服单一材料的弱点，充分发挥每种材料的优势，赋予材料新的性能。根据构件的结构和受力要求，可以给出预定的、合理分布的匹配性能，设计出性能较好的材料。
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与普通材料相比，复合材料具有许多特点，可以改善或克服单一材料的弱点，充分发挥每种材料的优势，赋予材料新的性能。根据构件的结构和受力要求，可以给出预定的、合理分布的匹配性能，设计出性能较好的材料。
(1)高比强度和高比模量。复合材料的突出优点是高比强度和模量。例如，碳纤维增强树脂复合材料的比模量比钢和铝合金高5倍，比强度也比钢和铝合金高3倍以上。
(2)高抗疲劳性。纤维复合材料，尤其是树脂基复合材料，对缺口和应力集中不太敏感，纤维与基体的界面可以钝化或改变裂纹尖端的方向，即阻止裂纹快速扩展，因此疲劳强度相对较高。碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料的疲劳极限可达其拉伸强度的70%~80%，而金属材料的疲劳极限仅为40%~50%。
(3)抗断裂能力强。复合材料中有大量独立的纤维，通常每平方厘米有几千到几万根纤维，由具有韧性的基体组合成一个整体。当少数纤维因过载或其他原因断裂时，载荷会重新分布到其他未断裂的纤维上，使部件不会在短时间内突然损坏。因此，复合材料具有较高的断裂韧性。
(4)阻尼性能好。结构的固有频率与结构本身的质量和形状有关，与材料比模量的平方根成正比。如果材料的固有频率较高，可以避免共振和工作状态下由其引起的早期损伤。
(5)高温性能好，抗蠕变能力强。由于纤维材料在高温下仍能保持较高的强度，纤维增强复合材料，如碳纤维增强树脂复合材料的耐热性明显高于树脂基体。然而，金属基复合材料在耐热性方面显示出其优越性。例如，铝合金的强度随着温度的升高而迅速下降，而应时玻璃增强铝基复合材料在500时可保持40%的室温强度，碳化硅纤维、氧化铝纤维和陶瓷复合材料在空气中的耐热性可耐受1200 ~ 1400，比所有超高温合金高100以上。
(6)耐腐蚀性好。多种复合材料耐酸碱腐蚀，如玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料，可在含氯离子的酸性介质中长期使用，可用于制造耐强酸、盐类、酯类及某些溶剂的化工管道、泵、阀门、容器、搅拌器等设备。
(7)优异的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性。复合材料构件因其制造工艺简单、工艺性能好而适合整体成型。在制造复合材料的同时，获得产品，从而减少零件、紧固件和接头的数量，节省原材料和工时。
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