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詳細盤點復(fù)合材料的十三項優(yōu)勢

來源: | 作者:湖南九華碳素高科有限公司 | 發(fā)布時間: 2023-01-09 | 1533 次瀏覽 | 分享到:

目前通過使用傳統(tǒng)材料（如金屬）生產(chǎn)的任何物品幾乎都可以由復(fù)合材料制成。雖然在許多情況下已經(jīng)明確可以采用復(fù)合材料，但也存在一些情況，材料的選擇會取決于工作壽命、生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量、產(chǎn)品形狀復(fù)雜性、裝配成本以及設(shè)計師在開發(fā)復(fù)合材料方面的經(jīng)驗和技巧等諸多因素。因此，在某些情況下，可以通過將復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料結(jié)合使用來達到最佳效果。下面讓我們簡要地看一下復(fù)合材料的諸多好處：

重量輕

與大多數(shù)木材和金屬材料相比，復(fù)合材料的重量輕。復(fù)合材料輕量化特性在汽車和飛機上很重要，因為重量輕也就意味著燃油效率更高。飛機的設(shè)計人員對重量格外關(guān)注，因為飛機重量的下降會減少其所需的燃油量，并提高其最高飛行速度。而目前一些現(xiàn)代飛機如波音787 Dreamliner的復(fù)合材料使用量比金屬還多。

高強度

通過結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使復(fù)合材料比鋁或鋼堅固得多。金屬在各個方向上的強度均相同，但是可以通過對復(fù)合材料進行工程設(shè)計，使其在特定方向上堅固。

高比強度

強度重量比是材料相對于其重量的強度。一些材料如鋼非常堅固但卻非常重，而其他材料如竹竿可能又輕又結(jié)實。復(fù)合材料可以設(shè)計成既堅固又輕巧的結(jié)構(gòu)。這就是復(fù)合材料為什么大量用于制造飛機的原因，復(fù)合材料可實現(xiàn)用盡可能低的重量獲得非常高的強度。當(dāng)用金屬加工某一結(jié)構(gòu)時，為了使其在某一方向上獲得更大的強度時，通常必須使該材料變厚，這無疑會增加了重量。而復(fù)合材料優(yōu)勢在于可以堅固但卻不重。在目前常用的結(jié)構(gòu)材料中，復(fù)合材料具有最高的強度重量比。

耐腐蝕性能

復(fù)合材料可抵抗惡劣天氣以及其他可能具有侵蝕性化學(xué)物質(zhì)的破壞。因此，復(fù)合材料是處理或儲存化學(xué)品的良好選擇。在室外，它們可以經(jīng)受惡劣的天氣和溫度的變化。

高沖擊強度

通過復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以吸收子彈或爆炸等引起的沖擊?；谠撎匦?，復(fù)合材料可用于防彈背心和面板，并保護飛機、建筑物和軍用車輛免受爆炸。

設(shè)計靈活性

與多數(shù)的其他材料相比，復(fù)合材料可以更容易地實現(xiàn)具有復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的成型加工，復(fù)合材料設(shè)計師可以加工幾乎任何形狀結(jié)構(gòu)件。例如，目前大多數(shù)休閑船都是由玻璃纖維復(fù)合材料制成的，因為這些材料可以輕松地模制加工成復(fù)雜的形狀，從而改善了船的設(shè)計，同時降低了成本。

零件一體化

用復(fù)合材料制成的單個零件可以代替金屬零件的整個組件。而減少機器或結(jié)構(gòu)中零件的數(shù)量可以節(jié)省時間，并減少了產(chǎn)品使用壽命內(nèi)所需的維護成本。

尺寸穩(wěn)定性

復(fù)合材料在高溫、低溫、濕態(tài)或干態(tài)時均能保持其形狀和尺寸。因而在要求緊密配合不變的情況下，復(fù)合材料可能是更好的選擇，如復(fù)合材料廣泛用于飛機機翼，保證了機翼的形狀和大小不會隨著飛機升起或降落而改變。

絕緣

復(fù)合材料具有不導(dǎo)電的特性，這意味著它們絕緣。此特性使其適用于電線桿和電子產(chǎn)品中的電路板等。當(dāng)然該絕緣特性會取決于增強纖維類型，如玻纖、芳綸等本身就不導(dǎo)電，而碳纖維則具有一定的導(dǎo)電性。

非磁性

復(fù)合材料不含金屬，因此，它們沒有磁性。它們可以在敏感的電子設(shè)備周圍使用。免受磁干擾可使MRI（磁共振成像）設(shè)備中使用的大型磁體性能更好。設(shè)備外殼和工作臺均使用復(fù)合材料。此外，房間的結(jié)構(gòu)可使用復(fù)合材料鋼筋來加固醫(yī)院的混凝土墻和地板。