《复合材料制备》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,复合材料的制备,DwB,按基体相材料类型可分为三类：,1 树脂基复合材料,2 金属基复合材料,3 陶瓷基复合材料,复合材料结构示意图a)层叠复合 b)连续纤维复合 c)细粒复合 d)短切纤维复合,重要的复合材料,1 纤维增强复合材料,(1)玻璃纤维增强复合材料,以树脂为基体，玻璃纤维为增强材料制成,的复合材料。,玻璃纤维是,由熔融的玻璃经,快速拉伸,冷却所,形成的纤维。,(2)碳纤维增强复合材料,碳纤维增强材料,与,树脂基体,组成的材料称为碳纤维增强复合材料。,这类材料保持了,玻璃钢的许多优点，而且性能优于玻璃钢,。因此,可作宇宙飞行器的外层,材料，人造卫星和火箭,的机架、壳体等。,(3)硼纤维增强复合材料,硼纤维是一种强度、刚度均比碳纤维高的纤维。硼纤维增强复合材料是,硼纤维增强材料与,树脂基体,组成的复合材料,。用作高温材料，但因为价格昂贵，应用受到限制。主要用于航空工业。,2 层合增强复合材料,(1)双层金属复合材料,双层金属复合材料是将特性,不同的两种金属，用胶合或者熔合铸造、热压、焊接、喷涂等方法复合在一起,以满足某种性能要求的材料。,(2)夹层复合材料,夹层复合材料是性质完全不同的,表面材料,与,芯材,复合而成的一种材料。,3 颗粒增强复合材料,颗粒复合材料是一种或多种材料的颗粒均匀分散在基体材料内所组成的材料。,尼龙6/粘土纳米复合材料,复合材料的成型工艺,1、聚合物基复合材料的成型工艺,2、金属基复合材料的成型工艺,3、陶瓷基复合材料的成型工艺,1,聚合物基复合材料的成型工艺,聚合物基复合材料的性能,在,纤维,与,树脂,体系确定后,，主要决定于,成型工艺,。,成型工艺,主要包括以下两个方面：,一是,成型,，即将,预浸料,按产品的要求，,铺置成一定的形状,，一般就是产品的形状;,二是,固化,，即把已,铺置成一定形状的,叠层预浸料,，在,温度、时间和压力等因素影响下,使,形状固定,下来，并能达到预期的性能要求。,聚合物基复合材料的应用,生产中采用的成型工艺,(1),手糊,成型,(2),注射,成型,(3),真空袋压法,成型(4),挤出,成型,(5),压力袋,成型 (6),纤维缠绕,成型,(7),树脂注射,和,树脂传递,成型,(8),真空辅助树脂注射,成型,(9),连续板材,成型(10),拉挤,成型,(11),离心浇铸,成型,(12),层压或卷制,成型,(13),夹层结构,成型,(14),模压,成型,(15),热塑性片状模塑料热冲压,成型,(16),喷射,成型,模具准备,涂脱模剂,手糊成型,树脂胶液配制,增强材料准备,固化,脱模,后处理,检验,制品,手糊成型工艺流程图,金属对,模准备,涂脱模剂,膜压成型,模塑料、颗粒树脂,短纤维,固化,脱模,后处理,检验,制品,加热、加压,加热,冷却,膜压成型工艺流程图,层压板的生产工艺流程,增强材料,热固性树脂,浸胶,胶布,裁剪,叠合,热压,脱模,切边,产品,玻璃纤维无捻粗纱,聚酯树脂,加热,引发剂,促进剂,静态混合,切割喷枪,模具,喷射成型,辊压,固化,脱模,喷射成型工艺流程图,缠绕工艺流程图,纱团,集束,胶液配制,浸胶,烘干,络纱,胶纱纱绽,张力控制,纵、环向缠绕,芯模,纵、环向缠绕,张力控制,加热粘流,固化,脱模,打模喷漆,成品,湿法缠绕成型工艺,干法缠绕成型工艺,复合材料的成型树脂基复合材料成型,手糊成型,层压成型,热压罐成型,喷射成型,对模模压成型,缠绕成型,2金属基复合材料的成型工艺,根据各种,方法的基本特点,，,把,金属基复合材料的制备工艺,分为四大类：,(1),固态,法；,(2),液态,法；,(3),喷射与喷涂沉积,法；,(4),原位复合,法。,（1）固态法,固态制备工艺主要为,扩散结合,和,粉末治金,两种方法,扩散结合,在一定的,温度和压力,下，把表面,新鲜清洁,的,相同或不相同,的金属，通过,表面原子的互相扩散,而连接在一起。,粉末冶金,既可用于,连续长纤维,增强，又可用于,短纤维,、,颗粒,或,晶须,增强的,金属基复合材料,。,（2）液态法,液态法亦称为,熔铸法,，其中包括,压铸,、,半固态复合铸造,、,液态渗透,以及,搅拌法,和,无压渗透法,等。,（3）,喷射与喷涂沉积法,首先，将,基体金属,在坩埚中熔化后，,在压力作用下,通过喷咀送入,雾化器,，在,高速惰性气体射流,的作用下，,液态金属被分散为细小的液滴,，形成所谓“,雾化锥,”；然后，通过一个或多个,喷咀,向“雾化锥”喷射,入,增强颗粒,，使之与,金属雾化液滴,一齐,在基板（收集器）上沉积,，并快速凝固形成,颗粒增强金属基复合材料,，如下图所示。,雾化金属液滴与颗粒共沉积示意图,(4),原位复合,法。,在复合材料制造过程中，,增强材料,在基体中,生成和生长的方法,称作原位自生成法。,3,陶瓷基复合材料的成型工艺,（1）,传统的制备技术,（2）新的制备技术,(1)传统的制备技术,1)冷压和烧结法,2)热压法,（2）新的制备技术,新的制备技术主要指,在20世纪70年代,开始发展起来的技术。它包括,渗透,，,直接氧化,，以化学反应为基础的,CVD,、,CVI,，,溶胶-凝胶,，,聚合物热解,，,自蔓燃高温合成,(SHS)等技术。,渗透法,渗透法就是,在,预制的增强材料坯件,中,使,基体材料,以,固态、液态或气态的形式,渗透制成复合材料。其中，比较常用的是,液相渗透,。,活塞,熔体,预制件,加热棒,液相渗透工艺示意图,CVI法,将化学气相沉积技术运用在,将大量陶瓷材料,渗透,进入增强材料预制坯件,的工艺就称为,化学气相渗透工艺,。,加热元件,带孔的挡环,水冷底座,源气,纤维预成型体,渗透的复合材料,热区,1200,逸出的气体,热表面,冷表面,CVI工艺示意图,如图；2AlCl3(g)+3H2(g)+3CO2(g),Al2O3(s)+3CO(g)+6HCl(g)，,固态的Al2O3沉积在纤维表面，最后形成陶瓷基复合材料,谢谢,