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纖維增強(qiáng)材料的應(yīng)用

纖維增強(qiáng)材料的應(yīng)用
由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維(或晶須)的直徑很小,一般在l0μm以下,缺陷較少又小,斷裂應(yīng)變不大于百分之三,是脆性材料。容易損傷、斷裂和受到腐蝕。 基體相對(duì)于纖維來(lái)說(shuō)強(qiáng)度和模量要低得多但可經(jīng)受較大的應(yīng)變往往具有粘彈性和彈塑性是韌性材料。 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由纖維的長(zhǎng)短可分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、長(zhǎng)纖維復(fù)合材料和雜亂短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于纖維和基體的不同品種很多如碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧、硼纖維增強(qiáng)環(huán)氧、Kevlar纖維增強(qiáng)環(huán)氧、Kevlar纖維增強(qiáng)橡膠、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、硼纖維增強(qiáng)鋁、石墨纖維增強(qiáng)鋁、碳纖維增強(qiáng)陶瓷、碳纖維增強(qiáng)碳和玻璃纖維增強(qiáng)水泥等。
    纖維增強(qiáng)材料首先要說(shuō)明一個(gè)概念,就是“復(fù)合材料”。廣義上,復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同組織的組分(單元)構(gòu)成的材料。從工程概念上講,復(fù)合材料是指以人工方式將兩種或多種性質(zhì)不同,但由可性能互補(bǔ)的材料復(fù)合起來(lái)做成的新材料。復(fù)合材料的組分分成基體和增強(qiáng)體兩個(gè)部分。通常將其中連續(xù)分布的組分稱為基體,如聚合物(樹(shù)脂)基體、金屬基體、陶瓷基體;將纖維、顆粒、晶須等分散在基體中的物質(zhì)稱為增強(qiáng)體。顧名思義,增強(qiáng)體為纖維物質(zhì)的復(fù)合材料就是纖維增強(qiáng)體。
    常見(jiàn)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料[1~3](Fibre Reinforced Plastics,簡(jiǎn)稱FRP)包括玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Glass Fibre Reinforced Plastics,簡(jiǎn)稱GFRP)、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Carbon Fibre Reinforced Plastics,簡(jiǎn)稱CFRP)、芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Aramid Fibre Reinforced Plas- tics,簡(jiǎn)稱AFRP)。目前,已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)成熟并在土木工程中得到廣泛使用的主要是CFRP與AFRP,其中 CFRP是迄今為止應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域早、技術(shù)成熟,也是用量大的一種高性能纖維復(fù)合材料。AFRP 在建筑材料方面的應(yīng)用主要是用于增強(qiáng)混凝土,具有較好的增強(qiáng)效果,現(xiàn)已成功應(yīng)用于橋梁、碼頭及化工廠等的設(shè)施。FRP的應(yīng)用形式主要有纖維布(單向和雙向)、片材(以膠粘劑浸漬而成)、連續(xù)纖維筋、纖維殼、各種形狀的型材、短切纖維及組合結(jié)構(gòu)體系等。由于FRP補(bǔ)強(qiáng)材料具有:質(zhì)量輕;比強(qiáng)度大、比剛度大;抗疲勞性能好;減振性能好;收稿日期:2004-03-31 與混凝土及鋼材的熱膨脹系數(shù)相近;(6)耐腐蝕、非電磁性;可設(shè)計(jì)性及工藝性好等優(yōu)點(diǎn),因而在結(jié)構(gòu)加固及改造工程中得到了廣泛關(guān)注。在土木建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用是FRP今后發(fā)展的重要方向之一。 FRP加固修補(bǔ)技術(shù) FRP加固方法通常包括粘貼法與纏繞法兩種,而粘貼法比較常用。粘貼法就是以樹(shù)脂類膠接材料為基體,把纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面,形成復(fù)合材料體 FRP,通過(guò)其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的加固方法[9]。FRP的粘貼加固法有以下幾種。OBAYASHI-MITSUBISHI粘貼法其工藝路線如下: 表面清理(打磨)打底漆打膩?zhàn)铀⒌淄?樹(shù)脂)鋪REPLARK(CFRP片材)刷面涂(樹(shù)脂)表面涂漆或精加工 SIKA粘貼法 .
    打磨粘貼部位涂底層樹(shù)脂找平涂刷浸漬樹(shù)脂粘貼CF再涂一道浸漬涂層布與傳統(tǒng)的加固修補(bǔ)方法相比,粘貼FRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),主要表現(xiàn)在:施工便捷、工效高,具有良好的可操作性,不需大型施工機(jī)械和重要設(shè)備,也不需要太大的工作空間,施工占用場(chǎng)地少,適用面廣;纖維布質(zhì)輕且薄,加固后原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面、荷載增加均不大,不影響原建筑物的使用功能;加固施工時(shí)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)擾動(dòng)小,可明顯提高現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、耐久性和耐腐蝕性等而不會(huì)影響現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的整體性等。 FRP加固修補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用方式有兩種,一是直接應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu)中,二是用于舊有結(jié)構(gòu)的維修加固,以取得良好的建筑效果。FRP用于舊有結(jié)構(gòu)修復(fù)與加固時(shí)的形式主要是在梁、板、柱以及砌體結(jié)構(gòu)中。FRP的應(yīng)用領(lǐng)域主要體現(xiàn)在橋梁結(jié)構(gòu)、民用建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中。FRP應(yīng)用研究現(xiàn)狀上世紀(jì)60年代美國(guó)開(kāi)始對(duì)FRP進(jìn)行開(kāi)發(fā),其研究主要集中在GFRP。但由于GFRP的彈性模量低而中斷研究近20年。后由于鹽腐蝕鋼筋導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)使用性能退化,而將FRP的研究重新提上日程。南達(dá)科他礦業(yè)理工大學(xué)開(kāi)發(fā)了類似于鋼絞線的 CFRP絞線(由7股線組成),現(xiàn)在其他大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)正致力于FRP筋的研究與應(yīng)用探討[11]。美國(guó)加州州立理工大學(xué)和俄勒岡州立大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的課題,不僅對(duì)一座3跨的小橋?qū)嵉剡M(jìn)行了加固,而且在實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)地情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),分別研究了抗彎、抗剪和抗彎剪三種情況下的加固效果,后還用有限元分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了有限元分析,得到了令人滿意的結(jié)果。
    美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校研究發(fā)展了計(jì)算機(jī)測(cè)試模型,用三向有限元技術(shù)ABAQUS來(lái)模擬一般橋梁的水泥橋墩、橋柱以及用碳纖維增強(qiáng)后的橋墩、橋柱在地震時(shí)的行為。美國(guó)宇航局(NASA)路易斯研究中心也研究開(kāi)發(fā)了同樣的計(jì)算機(jī)軟件。用CFRP的外套增強(qiáng)水泥橋墩和橋柱(沒(méi)有內(nèi)增強(qiáng))比用5 %的鋼筋增強(qiáng)水泥的橋墩和橋柱更牢固,具有更好的抗震能力。加州大學(xué)圣地亞哥分校和佛羅里達(dá)大學(xué)的研究都表明了CFRP的外套增強(qiáng)橋梁可大大改進(jìn)橋梁的抗地震能力。Rajon Sen等[12]使用CF增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂層壓材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)橋梁,研究表明橋梁的強(qiáng)度大大提高、彈性響應(yīng)略有增加,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了該方案的可行性。而且Rajon Sen等也通過(guò)非線性有限元分析得到了與實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果,在理論上論證了CF增強(qiáng)聚合物層壓材料加固修復(fù)鋼筋混凝土橋梁的可行性。E.Cosenza 等[13]分析了評(píng)估發(fā)展長(zhǎng)螺紋纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料(FRP)加固鋼筋混凝土中存在的問(wèn)題,提出分析配方的新方法。并采用將FRP鋼筋植入混凝土中,然后通過(guò)拉力從自由端將其拉出的方法有效地估計(jì)了發(fā)展可以避免快速失效的FRP鋼筋的確切長(zhǎng)度。2000年5月在美國(guó)加利福尼亞州召開(kāi)的美國(guó)材料與加工促進(jìn)學(xué)會(huì)第45屆年會(huì)與展覽(The 45th SAMPE Conference and Exhibition)上,有十幾篇報(bào)告涉及到這個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)方面,而且會(huì)議還專門組織了 “復(fù)合材料橋梁結(jié)構(gòu)比賽”,展出了幾十個(gè)不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料橋梁。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能體現(xiàn)在以下方面:
比強(qiáng)度高比剛度大成型工藝好材料性能可以設(shè)計(jì)抗疲勞性能好。破損安全性能好。多數(shù)增強(qiáng)纖維拉伸時(shí)的斷裂應(yīng)變很小、疊層復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和層間拉伸強(qiáng)度很低、影響復(fù)合材料性能的因素很多會(huì)引起復(fù)合材料性能的較大變化、用硼纖維、碳纖維和碳化硅纖維等高性能纖維制成的樹(shù)脂基復(fù)合材料雖然某些性能很好但價(jià)格昂貴、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與傳統(tǒng)的金屬材料相比具有較高的強(qiáng)度和模量較低的密度、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還具有獨(dú)特的高阻尼性能因而能較好地吸收振動(dòng)能量同時(shí)減少對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)件的影響
顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料
顆粒增強(qiáng)體是用以改善復(fù)合材料的力學(xué)性能,提高斷裂功、耐磨性、硬度,增進(jìn)耐蝕性的顆粒狀材料。如SiC、TiC、B4C、WC、Al2O3、MoS2、Si3N4、TiB2、BN、C、石墨~~~等
顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料由于制備工藝簡(jiǎn)單、成本較低微觀組織均勻、材料性能各向同性且可以采用傳統(tǒng)的金屬加工工藝進(jìn)行二次加工等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域重要的研究方向。顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要基體有鋁、鎂鈦、銅和鐵等,其中鋁基復(fù)合材料發(fā)展快;而鎂的密度更低,有更高的比強(qiáng)度、比剛度,而且具有良好的阻尼性能和電磁屏蔽等性能,鎂基復(fù)合材料正成為繼鋁基之后的又一具有競(jìng)爭(zhēng)力的輕金屬基復(fù)合材料。鎂基復(fù)合材料因其密度小,且比鎂合金具有更高的比強(qiáng)度、比剛度、耐磨性和耐高溫性能,受到航空航天、汽車、機(jī)械及電子等高技術(shù)領(lǐng)域的重視。顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料與連續(xù)纖維增強(qiáng)、非連續(xù) (短纖維、晶須等)纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料相比,具有力學(xué)性能呈各向同性、制備工藝簡(jiǎn)單、增強(qiáng)體價(jià)格低廉、易成型、易機(jī)械加工等特點(diǎn),是目前有可能實(shí)現(xiàn)低成本、規(guī)模化商業(yè)生產(chǎn)的鎂基復(fù)合材料
    目前,美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)(ASCE)、混凝土學(xué)會(huì)(ACI)和試驗(yàn)材料學(xué)會(huì)(ASTM)正在編制相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。由英國(guó)貿(mào)易與工業(yè)部資助的ROBUST計(jì)劃研究表明用CFRP板材來(lái)增強(qiáng)橋梁是一個(gè)非常有效的辦法,同時(shí)也充分證明了該方案的可行性
玻纖增強(qiáng)材料類型及其應(yīng)用 
    玻璃纖維及制品是玻璃鋼重要的增強(qiáng)組分材料。由于使用了玻璃纖維制品,可使玻璃鋼復(fù)合材料,提高其抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、剛度,以及耐沖擊強(qiáng)度等。本文將對(duì)玻璃纖維的分類和類型,以及如何用好玻璃纖維,各種成型工藝應(yīng)使用什么類型的玻纖增強(qiáng)材料,作一簡(jiǎn)單的概述。 
一、玻璃纖維增強(qiáng)材料的分類 
1、玻璃纖維按組分分類 
玻璃纖維可按組分及其性能,進(jìn)行分類。在許多可用的玻璃纖維增強(qiáng)材料類型中間,含鈣-鋁-硼-硅為主成分的E玻璃纖維,是先被采用,并且用量多的一種增強(qiáng)材料。它具有較好的電氣性能和機(jī)械性能,價(jià)格也比較便宜。 
E-CR玻璃纖維是E玻纖的改性纖維,其組分內(nèi)不含有硼元素,具有較強(qiáng)的耐酸性能,大多用于耐酸貯罐和管道類產(chǎn)品。 
S玻璃纖維(或稱R玻璃纖維),可大大提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度,適用于宇航業(yè)和軍事工業(yè)等方面的應(yīng)用領(lǐng)域,以滿足其高技術(shù)性能的要求。另外,在運(yùn)輸業(yè)、運(yùn)動(dòng)器械、娛樂(lè)器具等方面,也有廣泛的應(yīng)用。 
D玻璃纖維,其介電性能較為優(yōu)越,在電子工業(yè)應(yīng)用上,已占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 
玻璃纖維增強(qiáng)材料,也可按連續(xù)的或不連續(xù)的形式,進(jìn)行分類。 
2、連續(xù)型玻纖增強(qiáng)材料 
連續(xù)型增強(qiáng)材料,有單向無(wú)捻粗紗,雙向無(wú)捻粗紗布,玻纖布,單向至四向無(wú)紡織無(wú)捻粗紗,無(wú)定向連續(xù)纖維氈等。其他還有:玻纖布與非織物氈,連續(xù)纖維氈與短切原絲氈,以及各種多層工程專用連續(xù)型增強(qiáng)材料等復(fù)合型增強(qiáng)材料。此外,還有編縫的或織縫的三向預(yù)成型纖維增強(qiáng)材料等。 
無(wú)捻粗紗的生產(chǎn)制造方法有兩種,一種是經(jīng)漏板拉出長(zhǎng)絲集束組成,稱為直接法;另一種是把幾束纖維不加捻,平行組合,稱為組合法。無(wú)捻粗紗纖維直徑一般在10~24μm之間,常用線度重量通常表示為600、1200、2400和4800旦。無(wú)捻粗紗的特性是剛性好,纖維張力均勻,光滑并容易切斷。無(wú)捻粗紗性能的發(fā)揮,還與所使用的工藝條件有關(guān),例如紡織,連續(xù)預(yù)浸漬,短切等。無(wú)捻粗紗,近開(kāi)發(fā)出一個(gè)新的品種,稱“加圈無(wú)捻粗紗”,即在粗紗的垂直方向上,加有環(huán)圈。它可提高單向復(fù)合材料的橫向強(qiáng)度,尤其適合于拉擠玻璃鋼制品使用。 
預(yù)浸漬無(wú)捻粗紗,通常是R玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹(shù)脂,多用于纖維纏繞工藝,制品可得到較高的機(jī)械強(qiáng)度。 
連續(xù)纖維氈,是從漏板拉制出纖維后,直接均勻分布層疊而制成,并使用粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)成氈。其使用粘結(jié)劑的種類和數(shù)量,可根據(jù)應(yīng)用的情況而定。連續(xù)纖維氈常用于對(duì)模成型工藝,以及某些定型的批量產(chǎn)品和電子線路板等。 
3、非連續(xù)纖維增強(qiáng)材料,有短切纖維、短切纖維氈、短切纖維預(yù)成型材料、連續(xù)纖維氈和磨碎纖維等。其中短切纖維,一般是將原絲切割成3~12毫米長(zhǎng),而制成。它具有集束性、流動(dòng)性和密實(shí)性等項(xiàng)特點(diǎn),用途較為廣泛。 
短切纖維氈,一般采用50毫米長(zhǎng)的玻璃纖維加粘結(jié)劑制成。粘結(jié)劑可溶于苯乙烯,其用量約為3~10%,也可根據(jù)玻璃鋼制成品的具體要求,以及制氈工藝而定。短切纖維氈較適合于接觸成型工藝的表面面層使用。 
磨碎纖維,是將纖維經(jīng)過(guò)磨碎機(jī)處理,使玻纖長(zhǎng)度在0.1~0.2毫米之間而制得。磨碎纖維的直徑,一般為10~17μm,可用于熱塑玻璃鋼和快速反應(yīng)注射模塑的聚氨酯成型工藝。該類增強(qiáng)材料由于線度很短,因而可以比其他增強(qiáng)材料,在提高剛度、尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊強(qiáng)度等方面,有一定的良好效果。 
二、正確使用玻纖增強(qiáng)材料 
目前,作為玻璃鋼主要組成成分的玻纖增強(qiáng)材料,品種已有很多。如何正確使用玻纖增強(qiáng)材料,這是玻璃鋼生產(chǎn)企業(yè)所必須引起注意的一個(gè)重要方面?,F(xiàn)就國(guó)外的一些成功經(jīng)驗(yàn),總結(jié)歸納如下: 
單向強(qiáng)度玻璃鋼制品 通常采用連續(xù)無(wú)捻粗紗和單向無(wú)紡無(wú)捻粗紗等,作為單向強(qiáng)度要求的玻璃鋼的增強(qiáng)材料。所采用的成型工藝方法,有手糊、拉擠、纖維纏繞、模壓、高壓壓制成型等工藝方法。 
雙向強(qiáng)度玻璃鋼制品 通常采用玻纖無(wú)捻粗紗布(方格布)、玻纖布、雙向無(wú)紡無(wú)捻粗紗等,作為雙向強(qiáng)度要求的玻璃鋼制品的增強(qiáng)材料。所采用的成型工藝方法,有手糊、纖維纏繞、拉擠、層壓等工藝方法。 
多向強(qiáng)度玻璃鋼制品 通常采用短切原絲、增強(qiáng)氈、多向無(wú)紡無(wú)捻粗紗、預(yù)成型材料、磨碎纖維等作為多向強(qiáng)度要求的玻璃鋼制品的增強(qiáng)材料。所采用的成型工藝方法,有手糊、噴射、模壓、注射、樹(shù)脂傳遞模塑、層壓、反應(yīng)注射模塑、鑄塑等工藝方法。 
三、成型工藝方法對(duì)增強(qiáng)材料的選用 
低壓閉模成型工藝 這類成型工藝主要包括樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑(RRIM)、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑(SRIM)等工藝方法,所用增強(qiáng)材料的類型,有玻纖氈、預(yù)成型材料、組合增強(qiáng)材料等。 
RRIM成型工藝中采用的磨碎纖維,是在注射入模前,就與樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)混合后使用的。而預(yù)成型材料,大多采用在定向纖維組成的篩網(wǎng)上,噴射短切纖維和粘結(jié)劑,或者利用加熱的方法成型氈片,或者利用組合的方式,制成預(yù)成型材料。 
高壓閉模成型工藝 這類工藝方法主要包括對(duì)模注射成型、高壓模壓成型等工藝方法,所用的增強(qiáng)材料,經(jīng)常與樹(shù)脂預(yù)先混合,而后再加壓成型,其生產(chǎn)成本較為低廉。 
BMC就是一個(gè)典型的例子,將熱固性樹(shù)脂與短切原絲預(yù)先混合成料團(tuán),而后壓制成型玻璃鋼制品若短切原絲與熱塑性樹(shù)脂混合,可制成顆粒狀料,喂入拉擠機(jī),制成熱塑玻璃鋼制品。若采用長(zhǎng)纖維預(yù)浸料,可對(duì)預(yù)浸漬連續(xù)無(wú)捻粗紗,進(jìn)行拉擠成型,以制成熱塑拉擠玻璃鋼制品。 
SMC和GMT 這兩類成型工藝,是采用對(duì)混向短切無(wú)捻粗紗和連續(xù)原絲,進(jìn)行連續(xù)浸漬工序,而后壓制成型。某些情況下,是將連續(xù)無(wú)捻粗紗,采用機(jī)械方式定向,以使制品達(dá)到更高的機(jī)械強(qiáng)度和模量。 
預(yù)浸漬帶 這是采用對(duì)連續(xù)無(wú)捻粗紗或雙向織物,進(jìn)行預(yù)浸漬樹(shù)脂而制成。對(duì)于熱固性樹(shù)脂,通過(guò)加熱預(yù)浸料,使之達(dá)到B階狀態(tài)。而對(duì)于熱塑性樹(shù)脂,可通過(guò)冷卻至室溫,而達(dá)到B階狀態(tài)。不管熱固預(yù)浸料,還是熱塑預(yù)浸料,均可在放入壓機(jī)后,經(jīng)過(guò)加熱加壓,制成玻璃鋼制品。 
四、玻璃纖維的特殊性能 
由于玻璃纖維的增強(qiáng)作用,從而使玻璃鋼材料,具有基體樹(shù)脂所無(wú)法比擬的優(yōu)異性能,例如材料的整體性,可降低材料的重量、高機(jī)械性能、耐沖擊性能、耐腐蝕性能、良好的介電性能和尺寸穩(wěn)定性能以及材料的耐久性等等,并使玻璃鋼材料在各個(gè)領(lǐng)域,獲得了廣泛的應(yīng)用。 
應(yīng)該看到,在充分利用玻璃纖維特性的同時(shí),它本身還具有一些重要特性,尚沒(méi)有被人們所完全認(rèn)識(shí)。 
其一,是玻璃纖維具有一定的彈性性能。玻璃纖維在拉力的作用下可以被伸長(zhǎng),直至斷裂,但沒(méi)有屈服點(diǎn)。如果在達(dá)到斷裂點(diǎn)以前,解除所加的拉力,玻璃纖維就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度。 
其二,玻璃纖維沒(méi)有磁滯現(xiàn)象。這是玻璃纖維與金屬纖維和有機(jī)纖維完全不同之處。玻璃纖維,由于它本身的強(qiáng)度較高,因而它能夠貯存或釋放較大的能量,并且不會(huì)損失這些能量。 
其三,玻璃纖維具有抗動(dòng)態(tài)疲勞特性,因此若在玻纖表面加上一定的防磨損保護(hù),則可使其玻璃鋼制品,成為汽車和卡車的彈簧件,以及家用器具等的理想材料。 
但是,由于玻璃纖維沒(méi)有屈服點(diǎn),因而在承載能力逐步減弱的同時(shí),會(huì)突然發(fā)生斷裂現(xiàn)象。例如,常用的E玻纖單向增強(qiáng)的復(fù)合材料,在一個(gè)定量載荷下,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間常會(huì)發(fā)生應(yīng)力斷裂現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)測(cè)試,其抗拉強(qiáng)度將隨時(shí)間的延續(xù)而衰減,初始時(shí)衰減很快,將喪失1/3的初始值。但其后,將在50年內(nèi)才衰減到原始值的1/2。
纖維增強(qiáng)的和顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料有什么區(qū)別
以碳化物、氮化物、石墨等顆粒增強(qiáng)金屬或合金基體的金屬基復(fù)合材料統(tǒng)稱.
一種較容易批量制造、加工、成形和成本較低的金屬基復(fù)合材料.也是研究發(fā)展較成熟的復(fù)合材料.
這類復(fù)合材料的組成范圍寬廣,可根據(jù)工作的工況要求選擇基體金屬和增強(qiáng)顆粒,常選用的顆粒有碳化硅、碳化鈦、碳化硼、碳化鎢、氧化鋁、氮化硅、硼化鈦、氮化硼及石墨等,顆粒的尺寸一般在3.5~10μm,也有選用


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