词条 | 高聚物基复合材料 |
释义 | 简介高聚物基复合材料(high polymermatrix composite,HPMC),基体是塑料,常使用的有尼龙、聚碳酸醋、聚乙烯、聚丙烯、环氧、酚醛有机硅树脂等品种。近年来,使用新型树脂越来越多,用作基体的有:环氧树脂、共聚酞亚胺、聚醚酮、聚酸亚胺。用作增强剂的有:碳纤维、硼纤维、玻琉纤维、芳酞胺纤维等。 应用纤维增强塑料的应用,不仅能节约大量金属,还可处长使用寿命。 例如,一台石油裂化冷风机使用增强塑料叶片后,可节省50千克不锈钢和35千克铝合金,采用1吨玻璃纤维增强塑料代替棉布层压板,可节省棉布400米。 直升机的旋翼又薄又长,要承受巨大的弯曲振动应力,现在几乎无例外选用了纤维增强塑料。 1982年,美国哈米尔顿公司生产出世界上最大的风力发电机旋翼,它长39米,桨毅直径为5米,重13.6吨。3只旋翼装在80米高的塔架上,风速每小时52千米时,可以发电4000千瓦。其旋翼是采用了纤维增强塑料。 碳纤维增强塑料,在先进飞机结构中所占比例越来越高。如在F-18战斗机上尾翼、机身和机翼加在一起用量超过半吨。在L-1011运输机,波音、麦道旅客飞机上,机身大梁、蒙皮、副翼、尾翼、舱门等重要部件,大都采用碳纤维增强塑料或碳纤维混杂纤维增强塑料,达到减重30%的效果。 还有,全碳纤维复合材料小汽车壳体也已出现。 富有情趣的是,一次英国赛车运动员在时速200千米的冲击下翻车,结果死里逃生。原因就是他驾驶的赛车外壳,是由纤维强化塑料制成的。塑料中加人碳素纤维后,重量比铁轻1/5,强度可增加5一10倍。 日本研制成功的碳素纤维水泥块,重量比一般水泥轻一半,/而强度却增加10倍,更有甚者,它还能像木材一样钉钉子,或锯或刨。 在大型飞机跑道和高速公路损坏时,用塑料混凝土修补最为方便,加有强烈催化剂的树脂,可在数分钟内凝固,在战争期间尤为重要。 使用塑料混凝土最著名的例子,是日本北部贯穿津轻海峡的青函海底隧道。这条隧道全长54千米,海水渗漏是其致命弱点,在已有的防漏堵塞材料中,塑料混凝土以效果最佳而人选。 20世纪80年代后期,树脂基复合材料在军用飞机上大显身手。 1987年,美国2名飞行员驾驶超轻型飞机“旅行者”号,创下了历时9天连续航行,不着陆不加油环球飞行一周的飞行纪录,通过事实证明了树脂基复合材料强而轻的优越性能。 1991年在海湾战争中,大显威力的战斗轰炸机F一117,其主要结构材料是树脂基复合材料制造的。 在航天领域,树脂基复合材料有着广泛的应用。例如,卫星的接口支架,整流罩的前锥、侧锥、柱段、卫星上各种天线,以及弹体的锥壳结构等,也都应用树脂基复合材料,并显示了诱人的前景。 |
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