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礦物復(fù)合材料的功能和特點(diǎn)

發(fā)布時(shí)間：

2021-11-12

與普通材料相比，礦物復(fù)合材料具有許多特性，可以改善或克服單一材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，并賦予材料新的性能。

礦物復(fù)合材料的功能和特點(diǎn)

與普通材料相比，礦物復(fù)合材料具有許多特性，可以改善或克服單一材料的弱點(diǎn)，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點(diǎn)，并賦予材料新的性能。根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)和力學(xué)要求，可以給出預(yù)定的、合理分布的匹配性能，設(shè)計(jì)出性能更好的材料。

(1)高的比強(qiáng)度和比模量。礦物復(fù)合材料的突出優(yōu)點(diǎn)是高的比強(qiáng)度和比模量。比如碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料的比模量比鋼和鋁合金高5倍，比強(qiáng)度比鋼和鋁合金高3倍以上。

(2)耐疲勞性高。纖維復(fù)合材料尤其是樹脂基礦物復(fù)合材料對(duì)缺口和應(yīng)力集中不敏感，纖維與基體的界面可以鈍化或改變裂尖方向，即阻止裂紋快速擴(kuò)展，因此疲勞強(qiáng)度相對(duì)較高。碳纖維不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料的疲勞極限可達(dá)其拉伸強(qiáng)度的70%~80%，而金屬材料的疲勞極限僅為40%~50%。

(3)抗斷裂能力強(qiáng)。復(fù)合材料中有大量的獨(dú)立纖維，通常每平方厘米有幾千到幾萬(wàn)根纖維，由具有韌性的基體結(jié)合成一個(gè)整體。當(dāng)少數(shù)纖維因過(guò)載或其他原因斷裂時(shí)，載荷會(huì)重新分配到其他未斷裂的纖維上，使元件不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)突然損壞。因此，該礦物復(fù)合材料具有高的斷裂韌性。

(4)阻尼性能好。結(jié)構(gòu)的固有頻率與結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量和形狀有關(guān)，與材料的比模量的平方根成正比。如果材料的固有頻率較高，可以避免其在工作狀態(tài)下產(chǎn)生共振和早期損壞。

(5)高溫性能好，抗蠕變能力強(qiáng)。由于纖維材料在高溫下仍能保持較高的強(qiáng)度，所以纖維增強(qiáng)礦物復(fù)合材料如碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料的耐熱性明顯高于樹脂基體。然而，金屬基復(fù)合材料在耐熱性方面顯示出其優(yōu)越性。

(6)良好的耐腐蝕性。多種復(fù)合材料耐酸堿腐蝕，如玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料，可長(zhǎng)期在含氯離子的酸性介質(zhì)中使用，可用于制造耐強(qiáng)酸、鹽、酯和某些溶劑的化工管道、泵、閥門、容器、攪拌器等設(shè)備。

(7)優(yōu)良的減摩性、耐磨性、自潤(rùn)滑性和耐腐蝕性。礦物復(fù)合材料構(gòu)件制造工藝簡(jiǎn)單，工藝性能好，適合整體成型。在制造復(fù)合材料的同時(shí)獲得產(chǎn)品，從而減少零件、緊固件和接頭的數(shù)量，節(jié)省原材料和工時(shí)。

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