复合材料是什么材料?有哪些种类?


复合材料是什么材料?有哪些种类?


很多人对复合材料的概念一知半解,复合材料是指什么?今日就由PChouse为你一一解答 。
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料 。一般定义的复合材料需满足以下条件:
1、 复合材料必须是人造的,是人们根据需要设计制造的材料 。
2、复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分,以所设计的形式、比例、分布组合而成,各组分之间有明显的界面存在 。
3、它具有结构可设计性,可进行复合结构设计 。
4、复合材料不仅保持各组分材料性能的优点,而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能 。
一般来说,常见的复合材料可以分为四种类型,分别是纺织复合材料(Textile composites)、生物复合材料(Biocomposites)、绿色复合材料(Green composites)和混杂复合材料(Hybrid composites) 。
01、纺织复合材料
纺织复合材料(或纤维增强复合材料)由于其独特的性能,在过去几十年中得到了广泛的应用 。聚合物复合材料中的各种增强材料都是纺织材料,尤其是当聚合物复合材料用纤维增强材料增强时 。

复合材料是什么材料?有哪些种类?


【复合材料是什么材料?有哪些种类?】自复合材料问世以来,人们一直在探索纤维增强材料 。这些增强材料包括纤维(短纤维和长纤维)、纱线和织物 。织物分为机织物、非织造物和针织物 。此外,纺织复合材料可以根据其所需的最终应用进行制造 。
在所有类型的织物增强材料中,机织物是最受欢迎的,因为它更容易处理,并且在经纬方向都具有优异的拉伸强度 。纺织复合材料因其高强度重量比和刚度重量比而被广泛使用 。
02、生物复合材料
生物复合材料是由聚合物基体和具有各自不同特性的天然纤维结合而成 。然而,与单独的聚合物基体和天然纤维相比,将它们结合后,所得材料具有优越的性能,并且适用于各种技术应用 。
古埃及时天然纤维就被用作复合材料,通过将尼罗河泥与稻草混合,用于制砖,并在阳光下烘烤后制成更坚固的砖 。亚麻、苎麻、竹子、剑麻、叶纤维、种子纤维、草纤维或木纤维等韧皮纤维适合用于制造复合材料 。

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聚合物基体提供了材料的结构和形状,而天然纤维改善了生物复合材料的性能(拉伸、弯曲、冲击等) 。生物复合材料是一个新兴的领域,科研人员已经研究了一系列聚合物作为用天然纤维增强的基体,这些聚合物是从化石燃料、生物资源以及两者的结合中合成的 。

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合成聚合物包括PP、聚乙烯、聚乙烯、酚醛树脂和聚苯乙烯 。迄今为止,大多数生物复合材料都是由合成聚合物制成的,由于其生产成本低、易于加工、重量轻、可模制成不同形状,应用范围广泛 。天然纤维增强的合成聚合物已广泛用于包装和汽车应用 。
03、绿色复合材料
利用100%生物基材料制备绿色复合材料一直是研究热点 。这些材料具有成本低、可接受的生物降解性、低密度、高长径比和高比强度等优点,是高性能材料之一 。

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开发100%绿色复合材料背后的驱动力是人们越来越重视减少合成聚合物和合成聚合物基复合材料造成的负面环境影响,以及化石燃料资源的不可再生性 。

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