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高性能環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料(一)特點(diǎn)1

 高性能復(fù)合材料在國(guó)外稱為先進(jìn)復(fù)合材料(Advanced Composites)，也稱為現(xiàn)代復(fù)合材料。它是適應(yīng)航空、航天、軍工等高科技領(lǐng)域的需要而發(fā)展起來(lái)的一種高性能復(fù)合材料。用作受力結(jié)構(gòu)件。它解決了單一材料無(wú)法解決的技術(shù)難關(guān)。已成為制造飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星及航天飛機(jī)的關(guān)鍵性材料。環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家指出，沒(méi)有高性能復(fù)合材料就沒(méi)有現(xiàn)代的高性能飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星和航天飛機(jī)。
 一、高性能復(fù)合材料的特點(diǎn)
  (1)充分利用和發(fā)揮了復(fù)合材料各向異性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在更高層次上的材料可設(shè)計(jì)性。按受力狀態(tài)鋪層從而合理地、有效地使用了原材料的性能，減輕了制品的重量。得到非常高的比強(qiáng)度和比模量。
  (2)通過(guò)精心設(shè)計(jì)和細(xì)心制作，高度實(shí)現(xiàn)了材料的復(fù)合效應(yīng)，從而充分發(fā)揮了各組成材料的潛在能力，獲得了原材料所沒(méi)有的優(yōu)異性能和新用途。例如耦合效應(yīng)是復(fù)合材料的獨(dú)特性能。合理地利用其可耦合的彎曲扭轉(zhuǎn)變形，能克服飛機(jī)在高速度飛行時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)彈性問(wèn)題，從而使前掠翼布局得以實(shí)現(xiàn)。
  (3)耐疲勞性和減振性優(yōu)異，即使在已有損傷的情況下，也很難觀察到損傷在疲勞下的擴(kuò)展。這是高性能復(fù)合材料在航空、航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的又一重要原因。
  (4)材料設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料成型和構(gòu)件成型是同時(shí)一次完成的，不可分開(kāi)的。制得的產(chǎn)品既是復(fù)合材料，也是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。
  (5)由于上述特點(diǎn)，所以高性能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制造必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、工藝和模具等方面綜合考慮，并由這幾方面的技術(shù)人員協(xié)調(diào)配合才能完成。
  (6)為了獲得高性能復(fù)合材料，不僅應(yīng)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行宏觀力學(xué)和宏觀斷裂力學(xué)的分析，而且還應(yīng)進(jìn)行細(xì)觀力學(xué)和細(xì)觀斷裂力學(xué)的分析。宏觀分析為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)和依據(jù)，但是它不能從理論上說(shuō)明材料具有這些力學(xué)性能的原因，不能確切地判斷在材料設(shè)計(jì)和制備時(shí)影響材料性能的因素，不能了解復(fù)合材料斷裂過(guò)程中各組分材料的性能對(duì)裂紋的引發(fā)、擴(kuò)展和失穩(wěn)擴(kuò)展的影響和抑制作用，不能提供設(shè)計(jì)材料和開(kāi)發(fā)新材料的理論基礎(chǔ)，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)材料的目的。為了通過(guò)材料設(shè)計(jì)使之達(dá)到預(yù)定的宏觀性能，必須從細(xì)觀上了解各組分材料的結(jié)構(gòu)和性能在復(fù)合材料的平均力學(xué)性能中起什么作用，掌握組分材料的形態(tài)、性能、含量、配置等對(duì)復(fù)合材料中裂紋的引發(fā)、擴(kuò)展及失穩(wěn)擴(kuò)展的影響及規(guī)律，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和破損安全特性提供可靠的判據(jù)，也為材料的設(shè)計(jì)、制造、加工及新材料的研制提供理論依據(jù)。也就是要進(jìn)行細(xì)觀力學(xué)和細(xì)觀斷裂力學(xué)分析。