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什么是水泥基复合材料材料简介

周敏

它比一般混凝土性能有所提高。以短切的耐碱玻璃纤维约3%~10%含量的复合材料为例,其密度为1600~2500kg/m3,抗冲强度8.0~24.5N·mm/mm2,压缩强度48~83MPa,热膨胀系数为(11~16)×10-6K-1。性能随所用原材料、配比、

什么是复合材料,什么是高分子材料

1 复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合,组成具有两个或两个以上相态结构的材料。

该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料,而且还可具有组分单独不具有的独特性能。

复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。

结构复合材料主要作为承力结构使用的材料,由能承受载荷的增强体组元(如玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等)与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元(如树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等)构成。

结构材料通常按基体的不同分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和水泥基复合材料等。

功能材料是指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料。

包括压电、导电、雷达隐身、永磁、光致变色、吸声、阻燃、生物自吸收等种类繁多的复合材料,具有广阔的发展前途。

未来的功能复合材料比重将超过结构复合材料,成为复合材料发展的主流。

未来复合材料的研究方向主要集中在纳米复合材料、仿生复合材料、和发展多功能、机敏、智然复合材料等领域。

2高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。

我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。

人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。

一般称在生活中大量采用的,已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料,称具有特殊用途与功能的为功能高分子。

高分子是生命存在的形式。

所有的生命体都可以看作是高分子的集合。

树枝,兽皮,稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。

在历史的长河中,纸,树胶,丝绸等从天然高分子加工而来的产品一直同人类文明的发展交织在一起。

从十九世纪开始,人类开始使用改造过的天然高分子材料。

火化橡胶和硝化纤维塑料(赛璐珞)是两个典型的例子。

进入二十世纪之后,高分子材料进入了大发展阶段。

首先是在1907年,Leo Bakeland发明了酚醛塑料。

1920年Hermann Staudinger提出了高分子的概念并且创造了Makromolekule这个词。

二十世纪二十年代末,聚氯乙烯开始大规模使用。

二十世纪三十年代初,聚苯乙烯开始大规模生产。

二十世纪三十年代末,尼龙开始生产。

在经历了二十世纪的大发展之后高分子材料对整个世界的面貌产生了重要的影响。

时代杂志认为塑料是二十世纪人类最重要的发明。

高分子材料在文化领域和人类的生活方式方面也产生了重要的影响。

按用途一般将通用高分子材料分为五类,即塑料、橡胶、纤维、涂料和黏合剂。

通用高分子材料的力学性能参见高分子物理学。

塑料

塑料根据加热后的情况又可分为热塑性塑料和热固性塑料。

加热后软化,形成高分子熔体的塑料成为热塑性塑料,主要的热塑性塑料有聚乙烯(PE[1])、聚丙烯(PP [2])、聚苯乙烯(PS [3])、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,俗称有机玻璃 [4])、聚氯乙烯(PVC [5])、尼龙(Nylon [6])、聚碳酸酯(PC [7])、聚氨酯(PU [8] )、聚四氟乙烯(特富龙, PTFE [9])、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,PETE [10] )、 加热后固化,形成交联的不熔结构的塑料称为热固性塑料:常见的有环氧树脂[11], 酚醛塑料, 聚酰亚胺,三聚氰氨甲醛树脂等。

塑料的加工方法包括注射,挤出,膜压,热压,吹塑等等。

橡胶

橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。

天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。

合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。

纤维

合成纤维是高分子材料的另外一个重要应用。

常见的合成纤维包括尼龙、涤纶、腈纶聚酯纤维,芳纶纤维等等。

涂料

涂料是涂附在工业或日用产品表面起美观或这保护作用的一层高分子材料。

常用的工业涂料有环氧树脂,聚氨酯等。

黏合剂

黏和剂是另外一类重要的高分子材料。

人类在很久以前就开始使用淀粉,树胶等天然高分子材料做黏合剂。

现代黏合剂通过其使用方式可以分为聚合型,如环氧树脂;热融型,如尼龙,聚乙烯;加压型,如天然橡胶;水溶型,如淀粉。

好运!

水泥基复合材料的研究前景!

复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:

(1) 复合材料必须是人造的,是人们根据需要设计制造的材料;

(2) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分,以所设计的形式、比例、分布组合而成,各组分之间有明显的界面存在;

(3)它具有结构可设计性,可进行复合结构设计;

(4) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。

扩展资料

复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成 型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。

金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。

复合材料的基体是什么?其作用是什么?

水泥复合材料的主要特征咱不罗嗦了,对于路桥,一个是增强,一个是自修复。增强材料有金属,有机,无机纤维,比如钢纤维,玻璃纤维,碳纤维,芳族聚酰亚胺等等。自修复机敏水泥以自感知,自诊断,自适应,自修复以及自增强的特征将成为未来研究的课题。

合材料基体即复合材料中作为连续相的材料,分为聚合物基体,金属基体,无机非金属基体。

作用:基体材料起到粘结作用,均衡载荷,分散载荷,保护纤维的作用。复合材料分为两相,另一项为分散相,称为增强材料。

简介:

复合材料按照基体材料可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚合物基复合材料这三大类。

1金属基复合材料

在使用金属基复合材料时,不同领域要求迥异。举例来说,航天、航空领域对比强度、比模量、尺寸稳定性有严格的要求,因此会选择密度小的轻金属合金作为基体。而高性能发动机使用的复合材料不仅需要具备高比强度、比模量,还对其耐高温、耐氧化性能提出了要求,一般使用钛基、镍基合金以及金属间化合物做基体材料。普通汽车发动机对材料的耐热、耐磨、导热性能、高温强度有一定的考量,同时又要求成本低,适合批量生产,通常用铝合金材料做基体。而工业集成电路基板和散热元件,必须具有高导热、低膨胀特性,一般使用铜、铝等仅是作为基体。

如果想要增强金属基复合材料的强度,添加连续纤维增强材料可以有效达到这个目的。因为纤维作为增强材料,它的强度和模量都要高于金属基体。而在以颗粒、晶须、短纤维为增强材料的非连续增强金属基复合材料中,增强材料的强度和模量均要低于金属基体。选择增强材料时,还必须充分考虑其与金属基体的相容性,尤其是化学相容性。保证在金属基复合材料高温成型过程中,增强材料不会与基体发生化学反应,而影响复合材料的物理化学功能。当复合材料中含多种物质的时候,这一点就显得更加重要。

2无机非金属基复合材料

无机非金属基复合材料的基体材料主要包括水泥、石膏和水玻璃等。我们以应用最广泛的水泥材料为例,水泥材料是多孔体系,这一特征不仅会影响基体本身的性能,也会影响纤维与基体的界面粘接。纤维与水泥的弹性模量比不大,应力的传递效应远不如纤维增强树脂。水泥基材的断裂延伸率较低,在受到强力拉伸时,水泥基体会先于纤维发生开裂。水泥基材中含有粉末或颗粒状的物料,与纤维成点接触,因此纤维的掺量受到很大的限制。水泥基材呈碱性,对金属纤维可起到一定的保护作用,但对大多数矿物纤维不利。

3聚合物基复合材料

作为基体材料的复合物包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物,这也是一种非常重要的复合材料。在聚合物基复合材料中添加纤维增强材料,可以起到增加强度的作用,所用的纤维种类有玻璃纤维、碳纤维、有机纤维和其他纤维等。

玻璃纤维具有很高的拉伸强度,而且防火、防霉、防蛀、耐高温,电绝缘性能也非常出色。其化学稳定性良好,除了HF、浓碱、浓磷酸外,与其他所有化学药品和有机溶剂都不会发生化学反应。但玻璃纤维也有缺点,那就是具有脆性、不耐磨、对人的皮肤有刺激性等。

碳纤维具有良好的耐高低温性能,其比重在15到2之间,热膨胀系数有各向异性的特点,导热有方向性,比电阻与纤维类型有关。化学性质较为稳定,除了能被强氧化剂氧化以外,与一般酸碱均不会发生反应,还具有耐油、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等性能。

有机纤维具有很高的拉伸强度以及弹性模量,它的密度小,热稳定性高,热膨胀系数各向异性,有良好的耐介质性能,但容易被各种酸碱腐蚀,耐水性不好。

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