高性能复合材料

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1、高性能复合材料国内外发展概况山于高性能复合材料包含于整个复合材料之中，且高性能是和対而言的，因此叙述国内外发展概况宜论述整个复合材料为好。复合材料根据基体种类对分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料等。(一)树脂基复合材料国内外发展概况树脂基复合材料是最先开发和产业化推广的，因此应用面最广、产业化程度最高。根据基体的受热行为可分为热鴉性复合材料和热固性复合材料。1.热固性树脂基复合材料热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、坏氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体，以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维

2、、超髙分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。树脂基复合材料自1932年在美国诞牛.之后，至今已有近70年的发展历史。1940〜1945年期间美国首次用玻璃纤维增强聚酯树脂、以手糊工艺制造军用雷达罩和飞机汕箱，为树脂基复合材料在军事工业屮的应用开辟了途。1944年美国空军第一次用树脂基复合材料夹层结构制造飞机机身、机翼；1946年纤维缠绕成型在美国获得专利；1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功并试制成功直升飞机的螺旋桨；1949年玻璃纤维预混料研制成功，利用传统的対模法压制出表血光洁的树脂基复合材料零件；20世纪60年代美国用

3、纤维缠绕工艺研制成功“北极星A”导弹发动机壳体。为了提高手糊成型工艺的生产率，在此期间喷射成型工艺得到了发展和应用，使生产效率提高了2-4倍。1961年徳国研制成功片状模塑料(SMC),使模压成型工艺达到新水平(小压、小温、人台面制品)；1963年树脂基复合材料板材开始工业化生产，美、法、日等国先后建起了高产量、大宽幅连续生产线，并研制成功透明复合材料及其夹层结构板材；1965年美国和本用SMC压制汽车部件、浴盆、船上构件等；拉挤成型工艺始于20世纪50年代，60年代屮期实现了连续化主产，除棒材外还生产细管、方形、工字形、槽形等型材，

4、到了70年代，拉挤技术有了重人突破，目前美国生产拉挤成型机组敲先进，其制品断面达76X20cm2,并设计冇环向缠绕机构；进入70年代，树脂反应注射成型(RRIM)研究成功，改善了手糊工艺，使产品两面光洁，已用于生产卫生洁具、汽车零件等。70年代初热塑性复合材料得到发展，其生产工艺主要是注射成型和挤出成型，只用于牛产短纤维增强幫料。1972年美国PPG公司研制成功玻璃纤维毡増强热塑性片状模塑料(GMT),1975年投入生产，其最大特点是成型周期短，废料可回收利用。80年代法国研究成功湿法生产热塑性片状模塑料(GMT)并成功地用于汽车制造

5、工业。离心浇铸成型工艺于20世纪60年代始于瑞士，80年代得到发展，英国用此法生产10mo长复合材料电线杆，而用离心法牛产大口径压力管道用于城市给水工程，技术经济效果十分显著。到目前为止，树脂基复合材料的生产工艺已有近20种Z多,iflJ.R新的生产工艺还在不断的出现。关于树脂基复合材料的开发应用，各国的发展途径冇所不同。美国首先在军工方面应用,二次大战后逐渐转为民用为主。西欧各国则直接从发展民用开始(如波形板、防腐材料、卫牛.洁具等)兼顾军工。就全世界而言，目前已形成了从原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等较完整的工业体

6、系，与其它工业相比，发展速度很快。当今复合材料的树脂基体仍以热固性树脂为主。根据2000年的统计，全世界树脂基复合材料制品种类超过40000种，总产量达600万吨，其中高性能树脂基复合材料产量超过300万吨，高性能热塑性复合材料产量为120多万吨。树脂基复合材料的应用领域十分广阔，表1为美国、西欧、日本等儿个主要国家的树脂基复合材料在汽车、建筑和造船等工业中用量比例。我国树脂基复合材料始于2958年，当年以手糊工艺研制了树脂基复合材料渔船，以层压和卷制工艺研制成功树脂基复合材料板、管和火箭筒等。1961年研制成耐烧蚀端头。1962年引

7、进不饱和聚酯树脂和蜂'禽成型机及喷射成型机，开发了E机螺旋桨和风机叶片。1962年研究成功缠绕工艺并生产一批氧气瓶等压力容器。1970年用手糊夹层结构板制造了直径44米的大型树脂基复合材料雷达罩。1971年以前我国的树脂基复合材料工业主要是军工产品，70年代后开始转向民用。2987年起各地人量引进国外先进技术如池窑拉丝、短切毡、表而毡生产线及各种牌号的聚酯树脂（美、德、荷、英、意、曰）和环氧树脂（日、德）等牛产技术；在成型工艺方面，引进了缠绕管、罐生产线、拉挤工艺生产线、SMC生产线、连续制板机组、树脂传递模m（RTM）成型机、喷射成

8、型技术、树脂注射成型技术及漁竿生产线等，形成了从研究、设计、牛产及原材料配套的完整的工业体系，截止2000年底，我国树脂基复合材料牛产企业达3000多家，已有51家通过IS09000质量体系认证，产品品种3000多种，总