什么是复合材料？- 定义和类型
什么是复合材料？
复合材料是两种具有不同物理和化学性质的材料的组合。当它们结合在一起时，它们会产生一种专门用于完成某项工作的材料，例如，变得更坚固、更轻或耐电。它们还可以提高强度和刚度。
与传统材料相比，它们之所以被使用，是因为它们改善了基础材料的性能，适用于多种情况。
这些组成材料具有显着不同的化学或物理特性，并且与单个元素不同，它们被合并以创建具有特性的材料。在完成的结构中，各个元素保持独立和独特，将复合材料与混合物和固溶体区分开来。
典型的工程复合材料包括：
- 钢筋混凝土和砖石
- 胶合板等复合木材
- 增强塑料，例如纤维增强聚合物或玻璃纤维
- 陶瓷基复合材料（复合陶瓷和金属基体）
- 金属基复合材料
- 和其他先进的复合材料
新材料能够受到青睐有多种原因。典型的例子包括与普通材料相比更便宜、更轻、更强或更耐用的材料。
最近，研究人员也开始积极地将传感、驱动、计算和通信纳入复合材料，即所谓的机器人材料。
复合材料一般用于建筑物、桥梁和结构，如船体、游泳池面板、赛车车身、淋浴间、浴缸、储水箱、仿花岗岩、人造大理石水槽和台面。它们也越来越多地用于一般汽车应用。
最先进的示例通常在苛刻环境中的航天器和飞机上执行。
什么是复合材料？
复合材料是由两种或多种成分材料制成的材料。这些构成材料具有显着不同的化学或物理特性，并且被合并以创建具有不同于单个元素的特性的材料。
简单地说，复合材料是组件的组合。在我们的行业中，复合材料是由两种或多种天然或人造元素（具有不同的物理或化学性质）组合而成的材料，它们作为一个团队比作为单个玩家更强大。
组成材料没有完全融合或失去其个体身份；他们结合并贡献了他们最有用的特征来改善结果或最终产品。复合材料的设计通常考虑到特定用途，例如增加强度、效率或耐用性。
复合材料是由什么制成的？
复合材料也称为纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料，由聚合物基体制成，该聚合物基体采用工程、人造或天然纤维（如玻璃、碳或芳纶）或其他增强材料进行增强。
基体保护纤维免受环境和外部损坏，并在纤维之间转移负荷。反过来，纤维提供强度和刚度以增强基体并帮助其抵抗裂缝和断裂。
在我们行业的许多产品中，聚酯树脂是基体，玻璃纤维是增强体。但是，复合材料中使用了许多树脂和增强材料的组合，每种材料都有助于成品的独特性能：纤维强而脆，可提供强度和刚度，而更具柔韧性的树脂可提供形状并保护纤维。
FRP 复合材料还可能包含填料、添加剂、芯材或表面处理，旨在改善最终产品的制造工艺、外观和性能。
天然和合成复合材料
复合材料可以是天然的或合成的。木材是一种天然复合材料，是纤维素或木纤维与一种叫做木质素的物质的组合。纤维赋予木材强度；木质素是结合和稳定它的基质或天然胶。其他复合材料是合成的（人造的）。
胶合板是一种结合了天然和合成材料的人造复合材料。薄薄的木皮层粘合在一起，形成比天然木材更坚固的平板层压板。
塑料是复合材料吗？
并非所有塑料都是复合材料。事实上，玩具、水瓶和其他熟悉物品中使用的大多数塑料都不是复合材料。它们是纯塑料。然而，许多类型的塑料可以被增强以使其更坚固。塑料和增强材料的这种结合可以创造出技术有史以来最坚固、用途最广泛的材料（就其重量而言）。
聚合物树脂（如聚酯、乙烯基酯、环氧树脂或苯酚）有时也称为塑料。
简史
人们使用复合材料已有数千年的历史。公元前 3400 年，第一批人造复合材料由伊拉克的美索不达米亚人制造。旧社会将木条以不同的角度粘在一起制成胶合板。
此后，埃及人在公元前 2181 年左右开始用浸过石膏的亚麻布或纸莎草制作死亡面具。后来，两个社会都开始用稻草加固他们的材料，以加固泥砖、陶器和船只。
公元 1200 年，蒙古人开始建造复合拱门，这在当时非常有效。这些是由木头、牛筋、牛角、竹子、骨头和丝绸与松脂粘合而成的。
工业革命后，合成树脂通过聚合形成固体形式。在 1900 年代，这种新发现的化学知识导致了各种塑料的制造，例如聚酯、苯酚和乙烯基。然后塑料的发展开始了，Bakelite 是由化学家 Leo Baekeland 制造的。它不导电且耐热，这意味着它可以广泛应用于许多行业。
1930 年代是复合材料发展的一个极其重要的时期。玻璃纤维是由欧文斯科宁引进的，他还创立了第一个纤维增强聚合物 (FRP) 行业。这一时期开发的树脂一直沿用至今，不饱和聚酯树脂于1936年获得专利。两年后，更强大的树脂体系面世。
第一种碳纤维于 1961 年获得专利，然后开始商业化。在 1990 年代中期，由于与以前使用的材料相比，复合材料的成本相对较低，复合材料在制造工艺和结构中变得越来越流行。
2000 年代中期波音 787 梦幻客机上的复合材料证实了它们在高强度应用中的用途。
不同类型的复合材料
一些常见的复合材料包括：
- 陶瓷基复合材料 ：陶瓷在陶瓷基体中展开。它们比普通陶瓷更好，因为它们具有抗热冲击和抗断裂性
- 金属基复合材料 :遍布整个矩阵的金属
- 钢筋混凝土 :用钢筋等抗拉强度高的材料加固混凝土
- 玻璃纤维增强混凝土 :混凝土浇注到具有高氧化锆含量的玻璃纤维结构中
- 半透明混凝土： 包裹光纤的混凝土
- 工程木材： 人造木材与其他廉价材料相结合。一个例子是刨花板。这种复合材料中还可以找到单板等特殊材料
- 胶合板： 通过以不同角度将许多薄木层粘合在一起的工程木材
- 工程竹 ：将竹纤维条粘合在一起制成板。这是一种有用的复合材料，因为它比木材具有更高的抗压、抗拉和抗弯强度
- 拼花： 由许多木块组成的正方形，通常由硬木制成。它作为装饰品出售
- 木塑复合材料 :木纤维或面粉浇铸在塑料中
- 水泥粘合木纤维 ：用水泥浇铸的矿化木片。这种复合材料具有绝缘和声学特性
- 玻璃纤维： 玻璃纤维与相对便宜且柔韧的塑料相结合
- 碳纤维增强聚合物 ：碳纤维镶嵌在塑料中，具有高强度重量比
- 夹心板 :各种相互叠加的复合材料
- 复合蜂窝 ：选择许多六边形的复合材料，形成蜂窝状。
- 纸浆 ：用粘合剂装订的纸。这些可以在工艺品中找到
- 塑料涂层纸 ：纸上涂有塑料以提高耐用性。打牌就是一个例子
- 句法泡沫 ：用微气球填充金属、陶瓷或塑料制成的轻质材料。这些气球由玻璃、碳或塑料制成
复合材料的好处
复合材料已经渗透到我们的日常生活中：它们被用于我们驾驶的汽车、我们挥动的高尔夫球杆、从我们的社区中清除废水的管道等等。如果没有复合材料，某些应用（例如火箭船）可能无法落地。
复合材料提供了许多好处。其中的关键是强度、重量轻、耐腐蚀、设计灵活性和耐用性。
- 强。 每磅复合材料比钢等其他材料更坚固。复合材料的两个主要成分——纤维和树脂——有助于提高它们的强度。纤维承担负载，而树脂则根据需要将重量分布在整个复合材料部件中。
- 轻量级。 与大多数木材和金属相比，复合材料的重量较轻。但为什么打火机更好？较轻的重量有助于提高汽车和飞机的燃油效率。从电线杆到桥面等较轻的物体更易于运输和安装。
- 抗性。 复合材料可以抵抗天气和刺激性化学物质的破坏，这些化学物质会侵蚀其他材料。这使它们成为经常暴露于盐水、有毒化学物质、温度波动和其他恶劣条件的应用的理想选择。
- 灵活。 可以在复合材料中使用多种材料组合，从而实现设计灵活性。这些材料可以定制，以适应每种应用的独特规格。复合材料也可以轻松成型为复杂的形状。
- 耐用。 简而言之，复合材料持久！用复合材料制成的结构寿命长，几乎不需要维护。许多用复合材料制成的产品（例如船）已经使用了半个多世纪。
为什么要使用复合材料？
减轻重量是使用复合材料代替传统材料制作组件的主要原因之一。虽然复合材料更轻，但它们也比其他材料更坚固。例如，增强碳纤维的强度是 1020 级钢的五倍，重量只有五分之一，非常适合结构用途。
与传统类型的材料相比，使用复合材料的另一个优点是耐热性和耐化学性以及电绝缘性能。与传统材料不同，复合材料可以具有多种特性，而这些特性在单一材料中并不常见。
纤维增强塑料（GRP 复合材料）等纤维增强复合材料越来越多地用于开发和制造用于营销的终端产品。
复合用途示例：
- 电气设备
- 航空航天结构
- 基础设施
- 管道和水箱
- 房屋可以使用塑料层压梁构成框架
常见问题。
什么是复合材料？
复合材料是两种具有不同物理和化学性质的材料的组合。当它们结合在一起时，它们会产生一种专门用于完成特定工作的材料，例如，变得更坚固、更轻或更耐电。它们还可以提高强度和刚度。
什么是复合？
复合材料是由两种或多种成分材料制成的材料。这些构成材料具有显着不同的化学或物理特性，并且被合并以创建具有不同于单个元素的特性的材料。
复合材料的例子有哪些？
复合建筑材料示例包括混凝土、增强塑料、水泥、钢筋混凝土和复合木梁。这些材料通常耐用且坚固。
复合材料的例子是什么？
复合材料示例：
- 泥砖。 有什么比谈论泥砖更好的方式来介绍复合材料
- 木材。 木材（当然还有树木）已经存在了数千年。
- 玻璃纤维。
- 半透明混凝土。
- 吸水混凝土。
- 凯夫拉尔。
- 碳纤维。
- 派克雷特。
什么是 4 种复合材料？
复合材料通常按用于基体的材料类型分类。复合材料的四大类是聚合物基复合材料（PMCs）、金属基复合材料（MMCs）、陶瓷基复合材料（CMCs）和碳基复合材料（CAMCs）。
复合材料的主要种类有哪些？
复合材料的种类很多，例如碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强铝、碳纳米管复合材料等等。其他类型的复合材料包括金属基复合材料和陶瓷基复合材料。
复合材料是塑料做的吗？
并非所有塑料都是复合材料。塑料和增强材料的这种组合可以生产出一些技术上有史以来最坚固、用途最广泛的材料（就其重量而言）。聚合物树脂（如聚酯、乙烯基酯、环氧树脂或酚醛树脂）有时也称为塑料。
什么是复合例子？
在数学中，合数可以定义为具有两个以上因子的整数。非素数的整数是合数，因为它们可以被两个以上的数整除。例如，4、6、8、9、10是前几个合数。
使用什么复合材料？
复合材料现在用于车辆和设备应用，包括面板、框架、内部组件和其他部件。一些复合基础设施应用包括建筑物、道路、桥梁和打桩。
聚合物和复合材料有什么区别？
但是，根据现有文献，聚合物共混物和复合材料之间的主要区别在于，聚合物共混物是由两种或多种聚合物混合而成的单相，而复合材料是由两种或多种元素的组合组成形成一个多相、多组分的系统。
复合材料的2个成分是什么？
复合材料是由单个材料创建的。这些单独的材料被称为构成材料，它们有两个主要类别。一种是基体（粘合剂），一种是增强体。
砖是复合材料吗？
复合材料的一些例子包括砖、玻璃纤维、碳纤维、混凝土、胶合板和凯夫拉尔。
为什么要使用复合材料？
复合材料的最大优点是强度和刚度与轻便相结合。通过选择合适的增强材料和基体材料组合，制造商可以生产出完全符合特定用途的特定结构要求的性能。
复合材料有哪些缺点？
缺点：
- GRP。
- 昂贵的材料。
- 需要专门的制造工艺。
- 需要高质量的模具。
- 碳纤维。
- 非常昂贵的材料。
- 仅提供黑色。
- 需要高度专业化的制造工艺。
复合材料和合金有什么区别？
合金和复合材料都是不同元素的混合物。合金和复合材料之间的主要区别在于两种材料的成分。合金的成分中必须至少含有一种金属，而复合材料则不含任何金属成分。
什么是复合材料中的纤维？
在复合材料中，由基体树脂固定的纤维有助于提高抗拉强度，增强最终部件的性能，例如强度和刚度，同时最大限度地减轻重量。
复合材料有哪些优点？
其他主要优势包括：
- 作为成型尺寸精度。严格的公差、可重复的成型。
- 耐化学性。
- 整合的部件和功能。
- 耐腐蚀。
- 设计灵活性。
- 耐用。
- 高弯曲模量可承受苛刻的负载。高冲击强度。
- 高温下的高性能。
胶合板是复合材料吗？
胶合板本身就是复合材料的一种基本形式，通过将薄木片层压在一起形成更厚、更坚固的最终产品。
混凝土是复合材料吗？
混凝土是一种复合材料，由细骨料和粗骨料与流体水泥（水泥浆）粘合在一起，随着时间的推移会硬化（固化）。混凝土是世界上使用量仅次于水的第二大物质，是应用最广泛的建筑材料。
复合材料有多少种？
复合基体材料主要分为三种类型： 陶瓷基体——陶瓷基体复合材料 (CMC) 是复合材料的一个子组。它们由嵌入陶瓷基体中的陶瓷纤维组成，从而形成陶瓷纤维增强陶瓷（CFRC）材料。
玻璃纤维是复合材料吗？
应用最广泛的复合材料是聚酯树脂中的玻璃纤维，也就是通常所说的玻璃纤维。玻璃纤维质轻、耐腐蚀、经济、易加工、机械性能好，已有50多年的历史。
什么是复合材料及其应用？
复合材料是两种具有不同物理和化学性质的材料的组合。当它们结合在一起时，它们会产生一种专门用于完成特定工作的材料，例如，变得更坚固、更轻或更耐电。它们还可以提高强度和刚度。
尼龙是复合材料吗？
尼龙是一种比 PP 更复杂的聚合物，其聚合物链上附有极性基团，这使尼龙具有亲水性。由于两者都具有极性，因此预计尼龙和木材可以结合具有很强的粘合力，从而产生具有更高刚度和强度的复合材料。
复合和混合有什么区别？
复合材料是不同成分的混合物，而混合物是两种或多种事物的混合物。
混凝土是聚合物还是复合材料？
聚合物混凝土是一种复合材料，其中骨料通过聚合物粘合剂粘合在基体中。
什么是碳纤维？
碳纤维由有机聚合物制成，有机聚合物由由碳原子连接在一起的长链分子组成。大多数碳纤维（约 90%）由聚丙烯腈 (PAN) 工艺制成。少量（约 10%）由人造丝或石油沥青工艺制成。
复合材料可以代替钢吗？
复合材料通常用于需要高水平机械性能的结构中。它们的高强度重量比和刚度重量比促进了轻质结构的发展，这些结构经常取代传统的金属结构。
金属