复合材料工艺术语详解模板

碳纤维增强树脂基复合材料 carbon fiber reinforced resin matrix composite 以碳纤维或石墨纤维及其制品增强树脂基复合材料，是现在应用最多一个优异复合材料。碳纤维是以有机原丝为关键原料，经预氧化、碳化、石墨化得到。按力学性能分为中强中模型、高强型和高模型三种，碳纤维增强体织物有平纹布、缎纹布、无纬布及三向编织物等。常见树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂及聚苯硫醚树脂等。碳纤维树脂复合材料含有比强度高、比模量高、热膨胀系数很小、导电、自润滑性好等优良性能，但冲击强度和层间剪切强度偏低。碳纤维复合材料常采取热压成型、缠绕成型、尤其是用作航空航天结构件需要热压罐成型，现在关键应用于航空航天工业中作主、次及非承力结构材料，如机翼、副翼、尾翼、喷管、火箭壳体等，少许用于一些医疗器械、体育用具及自润滑耐磨机械零件，如齿轮、轴承等。 玻璃纤维增强树脂基复合材料 glass fiber reinforced resin matrix composite 俗称玻璃钢，是以玻璃纤维及其制品或短切纤维增强树脂基复合材料。现代复合材料是从玻璃纤维复合材料开始，是现在用量最多一个复合材料。玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成细丝，直径通常为5～20μm，纤维越细，性能越好。按原料组分可分为有碱、中碱、无碱和特种玻璃纤维。制品关键有玻璃布，按编织方法不一样，有平纹、斜纹、缎纹、单向、无捻布等，其性能、价格不一样，如缎纹布拉伸、弯曲强度较平纹布好。常见树脂基体有不饱和聚酯、环氧、酚醛树脂及热塑性聚丙烯、尼龙、聚苯醚树脂等，其中不饱和聚酯工艺性能好，最为常见。玻璃纤维在复合前需进行表面处理，除去浸润剂，有利于提升和树脂粘附力和耐湿性。该种复合材料和其它复合材料一样含有性能可设计性，轻质高强；耐腐蚀性能好，可耐氢氟酸和浓碱外大多数化学试剂；绝缘性好，透波率高；绝热性好，超高温下可大量吸热，成本低。缺点是模量低，长久耐温性差。适于多个成型方法，如接触压成型、热压罐成型、缠绕成型、模压成型、树脂传输模塑成型、注射成型和拉挤成型等。广泛应用于机械制造、石油化工、交替运输、航空航天及建筑等工业领域中。如制造车身、船体等大型结构件、飞行器结构件、雷达罩、印刷电路板及耐腐蚀贮罐、管道、保温结构等。 芳纶增强树脂基复合材料 aramid fiber reinforced resin matrix composite 用芳纶及其制品增强树脂基复合材料，是优异复合材料一个。芳纶即芳香族聚酰胺纤维，关键是由对苯二胺和对苯二酰氯缩聚后，经液晶纺丝而成，制品有平纹、斜纹、缎纹布及其它织物。常见树脂基体为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂等。该类复合材料含有比强度高、比模量高、耐热、耐疲惫、抗蠕变、负热膨胀系数及阻燃性能优良等特点。但压缩强度和剪切强度较低。适用多种成型方法，如缠绕成型、热压罐成型、接触压成型、模压成型、注射成型及拉挤成型等。关键应用于航空航天及军工生产中，如制造飞行器整流罩、方向舵、火箭发动机壳体及防弹装甲等，也可用于体育和医疗器械。 混杂纤维增强树脂基复合材料 hybrid fiber reinforced resin matrix composite 由两种或两种以上纤维增强同一个树脂基复合材料。常见于混杂纤维有碳纤维、玻璃纤维、芳纶及硼纤维。树脂基体关键是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂及一些高性能热塑性树脂。纤维混杂方法有束内混杂、层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内、层间和夹芯综合混杂和纤维组合混杂等，前三者较常见。经过混杂，可突出结构设计和材料设计统一性，满足综合性能要求，提升和改善单一复合材料一些性能，也可用以降低成本。如将玻璃纤维和碳纤维混杂可提升碳纤维复合材料冲击性能，同时降低成本，而碳纤维又提升了玻璃纤维复合材料模量、强度和耐疲惫性能；芳纶和碳纤维混杂则将前者良好韧性和后者较高压缩性能结合起来，达成互补效果。适用通常成型方法，如接触压成型、热压罐成型、模压成型等。广泛应用于航空、航天、交通运输、机械制造及建筑等工业领域中，如火箭发动机壳体、直升飞机旋翼、卫星天线和船体、建筑用工字梁等。 短切纤维增强树脂基复合材料 short cut fiber reinforced resin matrix composite 以短切纤维增强树脂基复合材料。应用最多是短切玻璃纤维、中等模量碳纤维、石棉纤维也有少许使用。短切纤维通常均由连续纤维切割而成，长度在3～50mm之间，依据成本、强度、和树脂基体匹配及工艺要求可灵活选择。常见树脂基体由热固性树脂、乙烯基树脂和热塑性尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯等两大类型。短切纤维增强机理和连续长纤维不一样，其复合材料力学性能，尤其是抗疲惫性能显著低于长纤维增强复合材料。不过利用短切纤维随机取向，可取得各向同性材料，以满足不一样受力状态要求。成型方法以模压和注射为主，也常见离心浇注和喷射。这种复合材料易实现制造过程自动化及提升产品精度，广泛应用于汽车、机械、建筑及化工等领域中。 颗粒填充树脂基复合材料 particle reinforced resin matrix composite 以颗粒状物料填充增强树脂基复合材料。常见颗粒（粉）状填充剂（填料）有没有机类石英粉、滑石粉、石棉粉、云母粉及一些金属氧化物和有机类木粉、石墨粉、碎棉绒等。常见树脂基体有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及一些热塑性树脂。采取颗粒填充可提升介电性、耐热性、导热性、硬度及降低成本等，但其力学性能普遍低于短切纤维增强树脂基复合材料。成型方法关键有模压、浇注和注塑，前者适于酚醛、氨基树脂，中者适于环氧树脂，后者多适于热塑性树脂。成型前通常需将填料填充剂和树脂混合均匀，制成压塑粉。强度虽不如金属，但密度小，所以比强度、比模量较高，可替换有色或黑色金属制造多种耐磨零件，电气绝缘制品等，广泛应用于机械、电子、建筑、化工及航空航天工业中。 热压罐 autoclave 一个为固化树脂基复合材料制品按要求可提供加热和加压环境密闭设备。热压罐属于高压容器，通常由罐体、真空泵、压气机、贮气罐、控制柜等组成。罐内温度由罐内电加热装置提供，压力由压气机经过贮气罐进行充压。通常情况使用空气，只在较高温度下使用氮气、二氧化碳等气体。 热压罐成型 autoclave moulding 热压罐成型是将复合材料毛胚、蜂窝夹芯结构或胶接结构用真空袋密封在模具上，置于热压罐中，在真空（或非真空）状态下，经过升温→加压→保温→降温和卸压过程，使其成为所需要求优异复合材料及其构件成型方法之一。用热压罐成型复合材料构件多应用于航空航天领域等主承力和次承力结构。该成型工艺模具简单，制件密实，尺寸公差小，空隙率低。不过该方法能耗大，辅助材料多，成本高。 热塑性复合材料缠绕成型 filament winding of thermoplastic composite 是热塑性复合材料成型方法之一。该方法是将已浸有热塑性基体树脂纤维束或带缠绕在芯模上，同时用高能束流对缠绕点现场实施快速加热熔融，伴随