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复合材料的研究现状及发展趋势(2)
1949年
研究
成功玻璃纤文预混料并制出了表面光洁,尺寸、形状准确的复合材料模压件;
1961年片状模塑料(SMC)问世,该技术可制出大幅面表面光洁、尺寸稳定的制品,如汽车、船的壳体以及卫生洁具等;
60年代中期利用拉挤成型工艺实现复合材料制品的连续化生产,能生产棒状、管、箱形、槽形、工字形等复杂截面的型材;
70年代树脂反应注射成型(RIM)和增强树脂反应注射成型( RRIM)技术研究成功,使产品两面光洁,现已大量用于卫生洁具和汽车零件的生产;
1972年美国PPG公司研究成功热塑性片状模塑料成型技术。改变了热固性基体复合材料生产周期长、废料不能回收问题;
80年代发展离心浇铸成型法,曾使用这种工艺生产10 m 长的复合材料电线杆、大口径受外压的管道等。
1.1.3 复合材料的发展方向
今后先进复合材料大致将按四个方向发展, 即低成本、高性能、多功能和智能化低成本。
(1)
自动化
制造技术:该技术可节省时间、速度较手工铺层提高10倍,且节省原材料,提高之间精度、质量,有效的降低了成本。
(2)以固化/共胶接为核心的大面积整体成型技术:大面积整体成型课大大减少零件数目,减少紧固件数目,减轻结构质量,降低连接和装配成本,从而有效的降低了总成本。
(3)罐外成型技术:热压罐法成型时目前航空航天制件最主要的成型工艺方法,但其设备成本高、生产周期长、能源消耗大,故其生产成本高。为降低制造成本,人们在努力寻求热压罐外成型方法。
(4)高性能:性能是评价材料的重要标准,国防先进武器装备和国民
经济
高技术的发展, 都要求进一步提高复合材料的性能, 进一步提高比强度、比模量。
(5)多功能化:传统的材料科学与工程把材料划分为两大类,即结构材料与功能材料,多少年来一直根据这样的概念来研究与发展材料。高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料或功能材料, 航天高技术的发展要求由一种材料承担多种功能,包括:防热、抗核、承载、吸波、透波、隐身、减震、降噪等,这是实现战略核武器的小型化、轻质化、强突防和全天候的关键因素之一。因此,材料发展中的一种新趋势是结构材料和功能材料的互相渗透,即结构材料的功能化(例如,结构吸波材料)和功能材料的结构化(例如,热结构材料)。这就是材料发展中的综合集成。
(6)智能化:由材料、结构和
电子
互相融合而构成的智能材料与结构, 是当今材料与结构高新技术发展的方向。随着智能材料与结构的发展还将出现一批新的学科与技术。包括: 综合材料学、精细工艺学、材料仿生学、
生物
工艺学、分子电子学、自适应力学以及神经元
网络
和人工智能学等。智能材料与结构已被许多国家确认为必须重点发展的一门新技术, 成为21 世纪复合材料一个重要发展方向。
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