复合材料是两种或多种材料的结合,以提高物理和机械性能。复合材料的历史可以追溯到公元前1500年,当时埃及人开始使用泥和稻草的组合来建造坚固的房屋。
进入近几年,复合材料无疑已经走了很长一段路–随着树脂在1900年代的诞生,技术进一步发展到了复合材料广泛用于工业和娱乐应用的地步。使用拉挤成型工艺制成的纤维增强聚合物(FRP)已被证明是一种流行的选择材料,如今已用于从围栏柱到F1赛车组件的各种应用中。
普通拉挤纤维
纤维增强聚合物中使用的四种主要纤维是玻璃纤维(GFRP),碳纤维(CFRP),芳族聚酰胺纤维(AFRP)和玄武岩纤维(BFRP)。它们各自的功能和用途都是独特的。
芳纶纤维
芳族聚酰胺纤维是通过将液态化学混合物中的固态纤维纺丝而生产的有机聚合物。优点:良好的拉伸强度和模量。芳纶轻巧,具有出色的耐热性。它具有出色的防弹和抗冲击性能。
缺点:生产成本高,因此仅适用于一些特定的应用。
用于:防火服,防弹背心,绳索,电缆和防护装备。成本:随着芳族聚酰胺的普及,价格正在下降。
玻璃纤维
由于价格和性能,玻璃纤维是最流行的聚合物增强材料。
优点:玻璃钢的拉伸强度是铝的两倍,比铝轻。它耐腐蚀且高度耐化学腐蚀。
缺点:与碳纤维相比,强度较低。
用于:玻璃纤维钢筋(GFRP)的应用范围不断扩大,包括采矿锚杆,码头和葡萄支架棒等。在过去的30年中,土木工程师大量使用GFRP钢筋作为腐蚀问题地区的混凝土增强材料。
成本:具有出色多功能性的高性价比选择。
碳纤维
碳纤维主要由通过碳原子结合在一起的有机聚合物制成。CFRP正在取代航空航天业中的铝。它是轻量级的,从而减少了油耗。
优点:出色的强度重量比。低热膨胀。高度耐化学腐蚀,不会腐蚀。
缺点:高成本是其最大的障碍。
用于:飞机部件,赛车部件,网球拍和自行车车架。所有这些都受益于其轻巧,强度和高性能。
成本:更高的总体成本。
玄武岩纤维
使用玄武岩岩石,其处理方式与玻璃纤维非常相似。
优点:很好的耐化学性。
用于:玄武岩钢筋,用于混凝土加固。
成本:比玻璃纤维贵。
随着我们进一步开发新技术和改进现有技术,复合材料在提供更好的性能解决方案和增加使用寿命以延长使用寿命方面继续发挥着越来越重要的作用。