礦物復合材料的功能和特點

發布時間：

2021-11-12

與普通材料相比，礦物復合材料具有許多特性，可以改善或克服單一材料的弱點，充分發揮各種材料的優點，并賦予材料新的性能。

與普通材料相比，礦物復合材料具有許多特性，可以改善或克服單一材料的弱點，充分發揮各種材料的優點，并賦予材料新的性能。根據部件的結構和力學要求，可以給出預定的、合理分布的匹配性能，設計出性能更好的材料。

(1)高的比強度和比模量。礦物復合材料的突出優點是高的比強度和比模量。比如碳纖維增強樹脂復合材料的比模量比鋼和鋁合金高5倍，比強度比鋼和鋁合金高3倍以上。

(2)耐疲勞性高。纖維復合材料尤其是樹脂基礦物復合材料對缺口和應力集中不敏感，纖維與基體的界面可以鈍化或改變裂尖方向，即阻止裂紋快速擴展，因此疲勞強度相對較高。碳纖維不飽和聚酯樹脂復合材料的疲勞極限可達其拉伸強度的70%~80%，而金屬材料的疲勞極限僅為40%~50%。

(3)抗斷裂能力強。復合材料中有大量的獨立纖維，通常每平方厘米有幾千到幾萬根纖維，由具有韌性的基體結合成一個整體。當少數纖維因過載或其他原因斷裂時，載荷會重新分配到其他未斷裂的纖維上，使元件不會在短時間內突然損壞。因此，該礦物復合材料具有高的斷裂韌性。

(4)阻尼性能好。結構的固有頻率與結構本身的質量和形狀有關，與材料的比模量的平方根成正比。如果材料的固有頻率較高，可以避免其在工作狀態下產生共振和早期損壞。

(5)高溫性能好，抗蠕變能力強。由于纖維材料在高溫下仍能保持較高的強度，所以纖維增強礦物復合材料如碳纖維增強樹脂復合材料的耐熱性明顯高于樹脂基體。然而，金屬基復合材料在耐熱性方面顯示出其優越性。

(6)良好的耐腐蝕性。多種復合材料耐酸堿腐蝕，如玻璃纖維增強酚醛樹脂復合材料，可長期在含氯離子的酸性介質中使用，可用于制造耐強酸、鹽、酯和某些溶劑的化工管道、泵、閥門、容器、攪拌器等設備。

(7)優良的減摩性、耐磨性、自潤滑性和耐腐蝕性。礦物復合材料構件制造工藝簡單，工藝性能好，適合整體成型。在制造復合材料的同時獲得產品，從而減少零件、緊固件和接頭的數量，節省原材料和工時。

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