纤维增强塑料（FRP）入门完全指南：原理、工艺、性能与应用
纤维增强塑料（FRP），亦称纤维增强聚合物，是将聚合物基体与玄武岩、碳、玻璃或芳纶等增强纤维复合的材料。部分案例亦用石棉、木、纸纤维。
FRP如何制造
聚合物形成经逐步增长或加成聚合。FRP通过将聚合物基体与提供增强力学性能的第二材料结合而成。所得复材可为纤维增强或颗粒增强。
纤维增强塑料中，聚合物基体经纤维硬化强化。基体单独较弱，须靠主导最终性能的高强纤维增韧。
典型制造：将干纤维预制件置入模具，浸润树脂，热压固化。常用工艺含压缩模塑、气囊模塑、芯模缠绕、热压罐、缠丝、湿法铺层。 观看工艺视频：
FRP关键性能
- 轻量高强 — FRP抗拉强度可匹敌金属，重量显著更轻，成汽车减重理想材料。
- 性能可定制 — 调整纤维类型、体积分数、长度、取向，可定制强度、刚度、耐热、电性能。
- 优异环境适应性 — 耐腐蚀、耐化学、耐UV、阻燃、良好隔热。
- 生产性价比高 — 中高产率、易与异材粘接，制造成本具竞争力。
这些特性源于基体与纤维相互作用：基体传递载荷至纤维，纤维承担主要机械应力。
常见增强纤维
- 玻璃纤维 — 绝缘良好、中等强度、高性价比。比碳纤维少脆、低成本。
- 碳纤维 — 高抗拉强度、高刚度、耐化学、低热膨胀。晶体结构沿纤维轴排列，极致比强度。
- 芳纶纤维 — 极致韧性与耐热，适配高性能应用。
依赖FRP的行业
FRP深植汽车、航空航天、建筑、船舶。玻纤增强塑料在电力行业尤值——非磁、抗电火花。运动装备中碳纤维FRP用于滑翔机、鱼竿、竞速装备。日本开创FRP用于水利闸门建设。
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