<>art 01 </P>
<>材料是人类赖以生存和发展的基础,是人类进步的里程碑,是多数发明创造的先导。当今是多种材料并存的时代,也是新材料迅速发展的时期,而复合材料是新材料发展的重点。这主要是因为复含材料是由两种或两种以上的材料复合而成的一种新材料,它可以取各类材料之长,补各类材料之短,以达到提高材料的综合性能和节约能源的目的。
复合材料是材料科学与材料工程相结合的产物,它是将材料组成、结构、制造工艺、性能及其在使用过程中表现出的诸因素进行优化,按需要进行设计,采用新工艺或新技术制造出性能优异的新型材料。因此,复合材料的设计自由度大,可以成为高性能的结构材料,也可以成为性能优越的功能材料,还可以成为结构-功能
一体化的构件。
复合材料产业在发达国家的年增长率要高于GDP的增长率,例如美国近几年复合材料产业的年增长率约为5.5%。因此重视复合材料产业的发展是符合当今国民经济发展方向的,特别是对现代科技和经济发展有重要推动作用的高性能复合材料产业发展是至关重要的。
高性能复合材料是指非一般玻璃钢之类、通常已广泛应用的复合材料,它的研发、推广应用和产业化将对国民经济各部门,特别是机械、电子、化工、汽车等支柱产业的发展有重要影响。
江苏省是一个经济大省、科教大省,有发展高性能复合材料的良好基础,原材料十分丰富,复合材料的技术力量雄厚,众多高校、科研院所有大量的科研成果,因此本研究项目旨在“十五”期间如何将各种力量进行优化组合,实施有限目标重点突破,搞好产学研结合,使江苏省高性能复合材料产业的发展走在全国的前列,并参与国际竞争,为江苏省的经济发展迈上一个新台阶作出贡献。</P>
<>一、复合材料国内外发展概况
由于高性能复合材料包含于整个复合材料之中,且高性能是相对而言的,因此叙述国内外发展概况宜论述整个复合材料为好。复合材料根据基体种类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料等。
(一)树脂基复合材料国内外发展概况
树脂基复合材料是最先开发和产业化推广的,因此应用面最广、产业化程度最高。根据基体的受热行为可分为热塑性复合材料和热固性复合材料。
1.热固性树脂基复合材料
热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。
树脂基复合材料自1932年在美国诞生之后,至今已有近70年的发展历史。1940~1945年期间美国首次用玻璃纤维增强聚酯树脂、以手糊工艺制造军用雷达罩和飞机油箱,为树脂基复合材料在军事工业中的应用开辟了途。1944年美国空军第一次用树脂基复合材料夹层结构制造飞机机身、机翼;1946年纤维缠绕成型在美国获得专利;1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功并试制成功直升飞机的螺旋桨;1949年玻璃纤维预混料研制成功,利用传统的对模法压制出表面光洁的树脂基复合材料零件;20世纪60年代美国用纤维缠绕工艺研制成功“北极星A”导弹发动机壳体。为了提高手糊成型工艺的生产率,在此期间喷射成型工艺得到了发展和应用,使生产效率提高了2-4倍。1961年德国研制成功片状模塑料(SMC),使模压成型工艺达到新水平(中压、中温、大台面制品);1963年树脂基复合材料板材开始工业化生产,美、法、日等国先后建起了高产量、大宽幅连续生产线,并研制成功透明复合材料及其夹层结构板材;1965年美国和日本用SMC压制汽车部件、浴盆、船上构件等;拉挤成型工艺始于20世纪50年代,60年代中期实现了连续化生产,除棒材外还生产细管、方形、工字形、槽形等型材,到了70年代,拉挤技术有了重大突破,目前美国生产拉挤成型机组最先进,其制品断面达76×20cm2,并设计有环向缠绕机构;进入70年代,树脂反应注射成型(RRIM)研究成功,改善了手糊工艺,使产品两面光洁,已用于生产卫生洁具、汽车零件等。70年代初热塑性复合材料得到发展,其生产工艺主要是注射成型和挤出成型,只用于生产短纤维增强塑料。1972年美国PPG公司研制成功玻璃纤维毡增强热塑性片状模塑料(GMT),1975年投入生产,其最大特点是成型周期短,废料可回收利用。80年代法国研究成功湿法生产热塑性片状模塑料(GMT)并成功地用于汽车制造工业。离心浇铸成型工艺于20世纪60年代始于瑞士,80年代得到发展,英国用此法生产10m。长复合材料电线杆,而用离心法生产大口径压力管道用于城市给水工程,技术经济效果十分显著。到目前为止,树脂基复合材料的生产工艺已有近20种之多,而且新的生产工艺还在不断的出现。
</P>
[此贴子已经被作者于2005-5-9 15:57:56编辑过] |