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纖維纏繞復(fù)合材料氣瓶介紹

  纖維纏繞復(fù)合材料氣瓶一般由金屬內(nèi)襯、纖維、樹脂等組成。復(fù)合氣瓶內(nèi)襯內(nèi)壁直接與介質(zhì)接觸,它的主要作用是氣密、防腐、耐溫和耐壓;因此要求內(nèi)襯材料具有良好的氣密性、耐腐蝕性、耐溫和高強度、高韌性等特點。纖維纏繞增強復(fù)合材料層的主要作用是保證氣瓶在受力的情況下,具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。復(fù)合材料纏繞層承擔絕大部分(75%~95%)的壓力載荷,其中纖維是主要的承載體,樹脂對纖維起粘結(jié)作用,并在纖維之間起著分布和傳遞載荷的作用;因此,選擇高強度、高彈性的增強纖維和性能良好的樹脂是提高結(jié)構(gòu)承載能力的重要措施. 通常采用高強玻璃纖維環(huán)氧樹脂或碳纖維環(huán)氧樹脂和凱夫拉(Kevlar)纖維環(huán)氧樹脂等高性能復(fù)合材料。
      
  復(fù)合材料氣瓶一般采用2種分類方法:一是按內(nèi)膽材料和增強材料分類:按內(nèi)膽材料可分為金屬內(nèi)膽纏繞氣瓶和塑料內(nèi)膽纏繞氣瓶。二是按增強材料分為高強玻璃纖維纏繞氣瓶、碳纖維纏繞氣瓶、芳綸纖維纏繞氣瓶等。
  目前在碳纖維纏繞氣瓶中得到了廣泛的應(yīng)用。
  纖維纏繞復(fù)合材料氣瓶具有以下優(yōu)點:1)氣瓶重量輕、剛性好、強度高;2)金屬材料的疲勞破壞通常是沒有明顯預(yù)兆的突發(fā)性破壞,而復(fù)合材料中的增強物與基體的結(jié)合既能有效地傳遞載荷,又能阻止裂紋的擴展,提高了氣瓶的斷裂韌性;3)復(fù)合材料中的大量增強纖維使得材料過載而少數(shù)纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配到未破壞的纖維上,使整個氣瓶在短期內(nèi)不至于失去承載能力;4)復(fù)合材料氣瓶在受到撞擊或高速沖擊發(fā)生破壞時不會產(chǎn)生具有危險性的碎片,從而減少或避免了對人員的傷害;5)無需特殊處理就能滿足耐腐蝕的要求.。
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