过去与现在：复合材料简史

当有人提到“复合材料”这个词时，你会想到什么？

您是否会想到最先进的塑料？也许是额外强度的轻质航空和汽车材料？

如果岩石和泥土突然出现在您的脑海中，那么您就离得不远了。

还是一提到“复合材料”，你会不会觉得有些失落？

让我们从复合材料到底是什么开始。在最简单的定义中，复合材料是 2 种或多种不同材料的组合。这可以是混凝土、沙子和水的混合物来制造混凝土。

或者，用泥和稻草砌成一块砖。

创造复合材料或复合材料制造的艺术远远超出当今行业领先的复合材料制造商。准确地说是 5000 多年前。

此外，这里还简要介绍了复合材料如何出现在今天以及它们如何彻底改变了当今的技术。

复合材料的诞生

5000 多年前，大约在公元前 3500 世纪，我们发现了复合材料的首次用途。古代美索不达米亚人是当今伊拉克、科威特和叙利亚最早发现的文明之一，是最早生产复合材料的人。

美索不达米亚人的早期复合材料是由不同方向粘合在一起的木块制成的。这创造了胶合板的早期形式。

公元前 1500 年代带来了砖的发展。古埃及人和美索不达米亚人将泥土和稻草混合制成一种耐用的复合材料，用于建造房屋、公共建筑和早期的宗教建筑。这种早期的砖状复合材料还增强了陶器和船只。

东亚复合材料

快进到公元 1500 年。我们在东亚，蒙古战士正在开发比敌人的武器更强大、更快的弓。

通过结合木头、骨头、丝绸和“动物胶”，蒙古人压缩他们的弓，并用桦树皮和/或丝绸包裹它们，以制造出当时最坚固、最准确的弓。

成吉思汗的军队使用这些弓。这些强大的弓箭有助于他的军事统治。

复合弓一直是最强大的武器，直到 14 世纪火药发明。

树脂时代

最早的树脂来源于植物和动物。例如，松脂，一种粘稠的糖浆状物质，用于密封船首和船只。

随着 1800 年代的开端，人们开始试验复合树脂。独木舟建造者会将木浆纸分层，称为牛皮纸 使用称为虫胶的胶状材料。 然而，这种层压纸在浸入水中时并没有持续很长时间。

1870 年代和 1890 年代后不久，人造或合成树脂被发明。这些树脂可以通过称为聚合的过程使分子交联，从而从液体转变为固体。

树脂的演变和聚合的使用一直持续到 1900 年代初期，不饱和合成树脂的固化（硬化）特性导致了早期的塑料。

塑料的开端

最早发明的塑料包括合成树脂，如聚苯乙烯、聚酯和乙烯基。 1900 年代初期的这些塑料的性能优于天然树脂，但仍需要另一种成分来获得结构应用所需的强度。

1935 年，塑料世界发生了令人难以置信的变化。欧文斯科宁是一家复合材料和玻璃公司，发明了一种今天称为玻璃纤维的玻璃纤维。

当欧文斯科宁的员工 Ray Greene 将玻璃纤维与塑料聚合物结合时，它变成了一种轻巧且坚固的材料。这种独特的材料被称为纤维增强聚合物或 FRP。

FRP的引入将改变复合材料，制造世界将永远改变。

二战期间的复合材料

第二次世界大战催生了对重量更轻、强度更高且耐候性更强的复合材料的需求。

二战之前，第一架飞机的机翼使用薄薄的木材和塑料树脂层。二战开始时，飞机使用玻璃纤维来减轻重量并在任何天气下防止腐蚀。

1948年标志着玻璃纤维的耐腐蚀特性被用于商业用途的管道，后来被石油工业采用。

除了玻璃纤维的轻质和强度之外，二战还让我们发现了玻璃纤维对无线电频率的“隐形”。玻璃纤维在战争期间迅速帮助掩护电子雷达设备。

战后，军事对玻璃纤维和玻璃钢材料的需求下降。 1940 年代后期标志着玻璃纤维和 FRP 在制造中的公共和商业用途。

中世纪玻璃纤维

一旦玻璃纤维和 FRP 成为消费品，船舶和汽车领域就成为玻璃纤维复合材料的下一个主要消费者。

1946年，船舶工业采用并引进了第一艘用玻璃纤维复合材料加固的船体。

玻璃纤维冲浪板在新船体后不久推出，彻底改变了冲浪运动。

例如，1953 年，第一辆由玻璃纤维车身面板制成的雪佛兰克尔维特下线。

Kevlar 是一种由碳纤维制成的复合材料，经证明具有防弹和防刀性能，提高了军队和警察部队的安全性。

基础设施中的复合材料

复合材料强度的增加使其在公共基础设施中的应用成为可能。

在 1980 年代初期，您可以在亚洲和欧洲找到第一座完全由复合材料制成的公路桥梁和桥面板。到 1990 年代，全​​复合材料人行天桥和 FRP 钢筋混凝土桥已遍布世界各地。

强度和耐久性是复合材料的主要特性，这些材料继续发展成为我们今天使用的材料。

当今的复合材料

今天，复合材料用于从国防部使用的技术到医疗用品和假肢的任何领域。

我们行业领先的复合材料技术处于当今汽车和航空航天领域的前沿。因此，国防部将我们的创新复合材料用于枪支、车辆和飞机。

轻量化技术将使用复合材料。例如，医疗领域和运动安全。

可持续性

随着复合材料制造技术的发展，我们也越来越关注可持续性和复合材料对环境的影响。

我们为复合材料的使用寿命感到自豪。复合材料的耐腐蚀特性使其比铁或木材的使用寿命更长。这种长寿命减少了未来的维护成本和增材制造。

当地和国家公园正在寻求在不破坏自然环境和重型材料和车辆侵入的情况下改善步行和汽车路径。因此，使用轻质复合材料。

展望未来，随着技术引领我们迈向更可持续的未来，复合材料可持续性和可回收性方面的研究将继续增长。

现在怎么办？

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所以，请给我们留言。我们很乐意有机会了解您并分享我们所提供的服务。

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