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          碳纖維資訊:什么是復合材料? 復合材料基材的作用是什么?

          文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2020-06-13【

            

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          何謂復合資料復合資料就是兩種或兩種以上不同性質,不同型態的組成資料經過復合手段組合而成的一種多相資料。從組成與結構部份來看,其中一相是連續的,稱為基材(matrix)(基材相),另一相是疏散的被基材容納,稱為強化材(補弦相或強化材相),然從微觀上來看,強化材相跟基材相之間的界面因為復合時之物理與化學因素,會變的既不同于基材相、又不同于強化材相,但此一結構對復合資料之機能會產生影響,界面鄰近之結構與機能務生變更的區域可為一相,稱界面相。
            強化材之功能重要在使成品存在高剛性及高強度,個別利用高比強度(比強度:資料的抗拉強度與密度之比稱之)及高比彈性模數(比彈性模數:資料的楊氏模數與密度之比)之資料,以顆粒、薄月、短纖維或連續纖維之情勢散布在基材內,以得到「輕的品質、高的強度」的復合資料,例如纖維材常用的有碳纖維(碳纖維復合資料其比強度比鋼高5倍、比鋁合金高3.5倍)跟玻璃纖維;纖維強化高分子基復合資料存在品質輕、單位分量之強度與剛性均高,韌性強,且能耐天候、耐腐化,耐疲勞等性質,其利用范疇包含航太產業、民生產業、交通工具、化學產業、壓力容器等。(例如Aramidfibers俗稱kevlarokevlar的抗拉才干多少乎即是結構用鋼筋,然而分量卻只有鋼筋的五分之一。常用于航太產業跟一些工程的利用)。
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            有些復合資料其比熱、熔融熱、氣化熱大,耐熱性較好,在高熱下能接收大量熱能,可為良好的耐燒蝕資料。
            個別金屬資料之疲勞弦度極限約為其抗扛強度之30~50%,而有些復合資料之疲勞強度極限可達其抗扛強度之70~80%(例如:碳纖維樹脂基復合資料),故可做出耐疲勞性好之復合資料。
            單獨之纖維雖存在十分高的抗拉弦度及剛性,但承擔軸向壓應力卻較小,若在無維護狀況下,纖維名義輕易受到周遭環境化學成分之侵蝕而產生名義缺點,使強度降落,另一方面各獨破纖維間之機械性質差別很大,作為結構件,光憑纖維是難以與其余結構件彼此結合以組成結構,因此須要基材的幫忙。
            基材之功能包含:
            (一)固定結構外型,結合A化材,以堅持強化材所需之走向與外形。碳纖維制品在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12倍。 內容來自123456
            (二)將負荷疏散傳遞至強化纖維。碳纖維復合材料由有機纖維經過一系列熱處理轉化而成,含碳量高于90%的無機高性能纖維,是一種力學性能優異的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
            (三)對強化纖維供給側向支撐,使弦化纖維有抗掛曲才干,使結構存在耐壓強度。
            (四)維護弦化材以避免因直接機械性接觸而導致名義被磨損。
            (五)阻絕外界惡劣之環境,維護強化纖維不受外界化學成分所侵蝕。
            (六)使成品存在水密性。碳纖維制品在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質量的金屬材料相比,碳纖維的強度等于金屬強度的12倍。
            常用的基材可分樹脂基復合資料、金屬基復合資料及非金屬機基復合資料,樹脂基復合資料包含各種熱固性樹脂基與熱塑性樹脂基高分子資料,前者如不飽跟聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂等,後者如聚丙烯、聚醚醚酮、耐隆、PPS等。所謂的熱固性,是指高分子一旦聚合成型後,加溫將無奈使其熔化,溫度夠高,只會促使其分解,會有這樣的特點是高分子間有水平不等的連結。

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            至于熱塑性基材,是指高分子一旦聚合成型後,加溫可使其熔化流動,有這樣特點的高分子其分子外形是較為線性,高分子與高分子間只以較弱之二次鍵鍵結,輕易予以攻破并容許高分子間作絕對之滑動。
            另以金屬為基材者為金屬基復合資料,如鋁基復合資料、*基復合資料、鎂基復合資料、銀基復合資料、鋼基復合資料、鋅基復合資料及鉛基復合資料等。以無機非金屬為基材之無機非金屬復合資料,可分陶瓷基、玻璃陶瓷基、水泥基、耐米陶瓷基復合資料等,例如陶瓷基之碳化矽基復合資料、氧化鋁基復合資料、Sialon陶瓷基復合資料等)
            復合資料之命名是以相為基本,是將強化相(補強相)放在前面,基材相放在後面,之後再加以復合資料,如碳纖維跟環氧樹脂形成的復合資料稱為「碳纖維環氧基復合資料」,通常寫為 ;碳纖維一環氣復合資料 ;有時更簡化為 ;碳纖維一環氧 ;硼纖維與鋁形成的復合資料稱為 ;硼一鋁復合資料 ;簡寫為 ;硼一鋁 ; 123456
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