毕业论文 复合材料的发展和应用.docVIP

毕业论文 题 目 复合材料的发展和应用 专 业 材料工程技术 目 录 1 绪论 1.1 什么是复合材料 1.2 复合材料的组成 1.3 复合材料的发展历程 1.4 复合材料的分类 1.5复合材料的应用方向 2 当前复合材料的发展和应用 2.1当前复合材料的发展 2.2复合材料的应用 2.3复合材料的组合分类、组成与应用 2.3.1组合与分类 2.3.1.1复合材料系统组合表 2.3.1.2分类 2.3.2组成与特性 2.3.2.1概述 2.3.2.2组成 2.3.3特性 2.3.3.1一般特性 2.3.3.2一般性能特点 3 先进树脂基复合材料的发展和应用 3.1什么是先进树脂复合材料 3.2先进树脂的发展方向和应用 3.2.1向高性能化、高减重效率方向发展 3.2.2 重视制造技术研究、生产条件改造和综合配套技术协调发展 强调复合材料一体化综合技术的发展 重视热塑性复合材料的研究和应用复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。各种组成材料在性能上能互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，从而满足各种不同的要求 1.2复合材料的组成 复合材料的组成包括基体和增强材料两个部分。非金属基体主要有合成树脂、碳、石墨、橡胶、陶瓷；金属基体主要有铝、镁、铜和它们的合金；增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等有机纤维和碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝及硬质细粒等 。 复合材料的历史可追溯很远，如从古沿用迄今的稻草增强粘土，和已使用上百年的钢筋混凝土，就是由两种不同材料复合而成。 20世纪20年代以后发展起来的铜-钨和银-钨电触头材料，碳化钨-钴基硬质合金，和其他粉末烧结材料，其实质也是复合材料。40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)的雷达罩，从此出现了复合材料这一名称。 50年代以后陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度、高模量纤维；70年代又出现了芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶纤维)，如聚对苯甲酰胺纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体，或铝、镁、钛等金属基体复合而成各具特点的材料，为了区别于一般玻璃纤维增强材料，这种材料称为高级复合材料。 复合材料根据其组成可分为金属与金属复合材料；金属与非金属复合材料；非金属与非金属复合材料三种。根据结构特点又可分为纤维复合材料、层叠复合材料、细粒复合材料和骨架复合材料复合材料范围广，品种多，性能优异，有很大的发展前途主要用于军工、航天、原子能等尖端技术民用方面除高级运动器材和关键性机械零部件外，其他还很少正式采用。 树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强材料、通过复合工艺制备而成,具有明显优于原组分性能的一类新型材料。 目前广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、双马和聚酰亚胺复合材料。 先进树脂基复合材料具有高比强度和比模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、便于大面积整体成型以及具有特殊电磁性能等特点,已经成为继铝合金、钛合金和钢之后的最重要航空结构材料之一。先进树脂基复合材料在飞机上的应用,可以实现15%~30%减重效益,这是使用其它材料所不能实现的向高性能化、高减重效率方向发展 西方最新研制机种使用的碳纤维由T300、AS4转向T800、IM7，如F-22、EF200、B777等均用T800，与T300相比，其性能可提高30%-40%。树脂则选用改性双马BMI和改性环氧，如 F-22主承力结构用5250-4BMI树 脂，耐温达200。C，CAI值为 220MPa(实际使用值为167MPa)。 比外还采用增韧环氧977-3，CAI 值为348MPa。B777采用3900-2 高韧性环氧树脂，CAI值为 324-345MPa。第四代韧性双马树 脂5260，耐温230。C，CAI值 340MPa，较适合于民航机采用。 高性能纤维和高韧性树脂的F-22总体气动外型布局 应用可提高先进复合材料的各种 综合性能和放宽设计许用值，从而可将减重效率由目前的20%-25%提高到30%或更高。 重视制造技术研究、生产条件改造和综合配套技术协调发展 除继续采用成熟的热压罐成型技术外，还应对编织/RTM、缝编/RTM、缠绕、拉挤、注塑等多种成型技术进行研究。大力研究先进的ATP技术，发展自动切割下料、自动铺带、自动钻铆等技术。先进的ATP设备可铺叠76.2-156.4mm的专用碳纤维/BMI预浸带(带厚