复合材料:我们去过哪里,我们要去哪里?

复合材料:我们去过哪里,我们要去哪里?

曾几何时,早期的埃及人和美索不达米亚定居者在想要建造坚固耐用的结构时会混合泥土和稻草。复合材料的首次使用记录在公元前1500年,这种需求催生了复合材料产品古代复合材料被定义为两种或多种不同材料的组合,锯草为包括船只和陶器在内的产品提供加固。公元1200年,在成吉思汗时代,据记载,第一把复合弓——据说是准确而有力的——是由蒙古人发明的。使用木头、骨头和“动物胶”的组合,这些弓被压制并用桦树皮包裹。一种广泛使用和众所周知的复合材料是混凝土,其中小石头或砾石通过水泥粘合在一起。水泥在压缩下具有一定的强度,但可以通过添加钢筋、网、电缆或电线来加固。合成产品快进到1900年代初期,开发了乙烯基、酚醛树脂、聚酯和聚苯乙烯等材料。天然的单一树脂无法与合成产品相提并论。然而,单独的合成材料无法为某些结构应用提供足够的强度。1932年,Owens Corning推出了第一批商业出货的玻璃纤维产品─“Dust Glass Stop”过滤器。聚合物(塑料)与玻璃纤维相结合,非常坚固且重量轻。就这样,纤维增强聚合物(玻璃钢)行业开始了。需要是发明之母直到第二次世界大战(WWII)才创造了复合材料的许多进步。例如,军用飞机需要用于轻型应用的替代材料。除了具有高抗拉强度和重量轻外,工程师还对复合材料进行了试验,发现例如玻璃纤维复合材料对无线电频率是透明的。复合材料很快被改编并用于掩蔽电子雷达设备。二战结束后,一些复合材料产品创新者试图在不同的利基市场领域引入复合材料。最早的应用之一是在船上。1946年,第一艘商用船体问世。当Brandt Goldsworthy接受并推广该工艺,将机器推向市场,并为海洋、汽车行业、太空探索和航空领域的产品提供先驱力量时,拉挤工艺制造的产品就可以从其他公司获得并在市场上销售。他甚至因发明拉挤成型而受到赞誉——拉挤成型是一种制造玻璃纤维增​​强型材的制造工艺。目前,拉挤成型生产的产品包括身体防护装备(Kevlar)、汽车零件、建筑和基础设施零件(杆、槽、杆)运动和娱乐设备、工具手柄、火车坡道和医疗设备。复合材料的使命复合材料行业在70年代得到了真正的发展。开发了增强纤维和更好的塑料树脂。这时,全球公司杜邦公司发明了被称为凯夫拉尔的芳纶纤维,用于以轻便和坚固着称的个人身体防护设备。此外,大约在这个时候,碳纤维被开发出来。玻璃纤维由玻璃纤维或长丝增强的塑料制成。它们可以捆绑并编织成布。有时,它们被切成较短的长度并排列成矩阵。在拉挤成型中,部件的全长通常是连续纤维今天,由于其重量轻、高强度和低维护/长期可持续性的特性,碳纤维越来越多地被用作钢部件的理想替代品。尽管复合材料行业仍在发展,但它的发展和受欢迎程度正在上升。创新与应用复合材料新应用的创新和开发将继续推动增长。玻璃钢复合材料行业处于发展阶段,正在彻底改变建筑和基础设施、汽车和航空航天市场。体育和娱乐以及海洋中的许多特定行业应用也发生了巨大的转变。随着越来越多的细分市场利用复合材料的柔韧性、耐用性、耐腐蚀性和高拉伸性能,新应用和创新的潜力巨大。2015年,先进复合材料制造创新研究所(IACMI)——由美国能源部设立的耗资2.59亿美元的公私合营机构——将引领复合材料的创新。目标是使先进复合材料的制造成本更低、能耗更低,并且更易于回收。因此,一旦开发出新的纤维和树脂,将有助于为复合材料创造更多的应用。可回收的树脂将推动对环保、坚固和轻型产品的需求。IACMI首席执行官John A.Hopkins说:“IACMI的协作结构允许私营企业与研究机构和国家合作伙伴合作,以加速尖端制造技术的开发和采用。从IACMI项目中学到的重要知识可以帮助我们实现为汽车、风力涡轮机和压缩气体储存等行业创造低成本、高能效的复合材料制造的目标。”研究和市场分析师Grandview Research预计,从2020年到2027年,全球复合材料市场将以7.6%的复合年增长率增长。2019年,受轻质材料需求上升的推动,市场规模估计为890亿美元在汽车和运输、风能、国防和航空航天领域。事实上,由于对节能汽车的需求,预计汽车行业将在预测期内刺激市场增长。此外,凭借其高抗拉强度和轻质特性,复合材料越来越多地被用作木材、钢和铝等传统材料的替代品。为什么选择复合材料复合材料正迅速成为首选材料,因为它们具有高抗拉强度、耐腐蚀、耐用且重量轻。与信誉良好的制造商合作,确定基质和钢筋的适当组合。通过这种方式,可以生成具有针对特定目的的特定需求定制的属性的配置文件。复合材料也可以定制以导热或隔热。此类复合材料广泛用于电子设备,包括晶体管、太阳能电池、传感器、检测器、二极管和激光器,以及防腐和防静电表面涂层。金属氧化物复合材料具有特定的电气特性:广泛用于制造更小的硅芯片,这些芯片可以更密集地装入计算机。这提高了计算机的内存容量和速度。氧化物复合材料——用于电缆——也用于产生高温超导性能。

(114)
材料号的头像材料号特邀作者

猜您喜欢

  • 如何制作树脂字母?

    在大多数情况下,工作时间很重要,因此在开始之前设置工作区域很重要。选择一个您可以放下所有东西的工作区域,并尽量不要在您稍后可能想使用的餐桌上工作。您工作的房间必须有充足的空气流通。尽管当今许多产品的气味或烟雾很少甚至没有,但在您工作的房间内保持足够的空气流通始终是个好主意。因此,您的第一步就是做好准备。 准备 工作区也应该干净并且尽可能少灰尘,因为如果这些小…

    2023-03-24
    5.8K00
  • 环氧树脂和固化剂最佳配方

    环氧树脂和固化剂的最佳配方取决于具体的应用需求和所期望的性能。以下是一些指导原则,可以帮助确定适合的配方: 请注意,确保遵循制造商提供的产品说明和技术数据表,这些信息通常包含了最佳的配方建议和使用指南。此外,进行实验室测试和样品制备也是确定最佳配方的有效方法,以确保所选配方满足特定应用的要求。

    2023-08-16
    7.4K00
  • 如何密封甲板 – 密封甲板的深入指南

    木制甲板可以成为任何家庭的亮点。这些是真正享受户外活动并充分利用户外空间的地方。木制甲板的问题在于它们需要维护和一些工作才能使它们看起来很棒。这是因为甲板暴露在阳光直射、雨水、温度变化和任何其他直接天气条件下。那么,如何让您的甲板保持最佳状态呢?最好的甲板密封剂将提供耐用、耐候的涂层,以保持木材的最佳形状。请按照下面的指南,了解如何密封甲板以获得完美、持久的…

    2023-10-31
    3.0K00
  • 玻璃钢制品与金属材料相比,哪种更耐久?

    玻璃钢制品相对于金属材料在耐久性方面具有一些优势,尤其是在特定的环境和应用条件下。以下是玻璃钢制品相对于金属材料的耐久性方面的一些考虑因素: 然而,需要注意的是,耐久性不仅取决于材料本身的性能,还受到应用环境、使用条件和正确维护等因素的影响。在特定的应用中,金属材料可能仍然是更合适的选择,特别是在需要高强度、高温或特殊机械性能的情况下。因此,在选择材料时,应…

    2023-08-14
    6.4K00
  • 什么是环氧树脂?

    大多数人可能都见过固化塑料形式的环氧树脂,即使他们没有意识到它是什么。但究竟什么是环氧树脂?人们如何用化学品制造这种奇怪的玻璃状材料?在这篇文章中,我们将解释什么是环氧树脂,以及它是如何形成的。 什么是环氧树脂? 环氧树脂这个词有点含糊。通常,它指的是一组称为环氧树脂的聚合物的固化(固化)形式。这背后的科学可以很深入,但基本上使环氧树脂发挥作用的是它们在某些…

    2023-03-25
    10.2K00
  • 太阳会损坏碳纤维吗?

    阳光会削弱碳纤维吗?尽管碳纤维本身不易受到紫外线损伤,但用于将碳纤维粘合在一起的树脂可能会“理论上”,这意味着您的碳纤维部件或框架可能会随着时间的推移而退化。 太阳辐射中的紫外线(UV)可以对碳纤维材料造成一定的损伤。长期暴露在太阳下的碳纤维可能会受到紫外线的影响,导致材料的表面老化和性能下降。 紫外线辐射可以引起碳纤维表面的氧化和颜色变化。这可能导致纤维表…

    2022-11-07
    9.4K00
  • 我应该使用哪种刷子涂抹环氧树脂?

    请勿使用普通画笔,建议第一层使用泡沫刷,最后几层应使用刮刀等较硬的工具。 选择适当的刷子对于涂抹环氧树脂非常重要。以下是几种常用的刷子类型,可用于涂抹环氧树脂: 泡棉刷子:泡棉刷子通常由海绵头和塑料或木质柄构成。它们非常适合涂抹小面积的环氧树脂,尤其是需要平滑和均匀涂抹的地方。它们可以帮助减少刷痕和气泡的形成。 软毛刷子:选择柔软的毛刷,如羊毛毛刷或细软的艺…

    2022-11-05
    9.1K00
  • 玻璃钢是玻璃还是钢(玻璃纤维增强的树脂)

    这么说吧,玻璃钢是一种通俗叫法,老外一般叫做复合材料,是由多种材料构成的全新材质。它既不是传统意义上的玻璃,也不是钢材。如下图,它大多由玻璃纤维或其他增强材料及包裹的树脂复合而成的。 使用最多的增强材料,也当数玻璃纤维了,它是由融化后的玻璃拉丝制成的,因为和树脂固化之后具备钢材相当的强度,所以就叫做玻璃钢了,但它比钢材要轻很多了。

    2019-12-17
    8.8K00
  • 如何将环氧树脂染成黑色?

    环氧树脂是DIY项目的绝佳材料,因为它可以用来创造许多不同的东西。它也非常耐用,这意味着一旦您对其进行涂漆和密封,您的项目将持续很长时间。 唯一的问题是未上漆的环氧树脂在默认情况下不是黑色的——但别担心!有5种简单的方法可以在不损坏表面的情况下将未上漆的环氧树脂染成黑色。 我可以用什么给环氧树脂染色? 环氧树脂染色的方法有很多种,但最常用的两种物质是黑漆和深…

    2023-02-04
    9.0K00
  • 油性涂料打开后可以使用多长时间?

    那里有很多油漆类型,但油性油漆是那里最古老的油漆类型之一。它已经使用了数百年,自诞生以来,已经取得了长足的进步。什么是油性涂料?它基本上由天然或合成油与粘合剂、着色剂和溶剂混合而成。 油性涂料是市场上最持久的涂料类型之一,保质期极长,开罐后的使用寿命同样长。油性涂料含有大量溶剂和粘合剂,它们有助于延长使用寿命,但对环境绝对不利。这使得油画颜料在打开后可以保存…

    2023-02-23
    3.6K00

发表回复

登录后才能评论
分享本页
返回顶部