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復(fù)合材料的優(yōu)點
復(fù)合材料中以纖維增強材料應(yīng)用最廣、用量。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹脂復(fù)合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數(shù)倍,還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。
石墨纖維與樹脂復(fù)合可得到熱膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性,因此可按制件不同部位的強度要求設(shè)計纖維的排列。
以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復(fù)合材料,在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復(fù)合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發(fā)動機風(fēng)扇葉片。
碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合,使用溫度可達1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨,構(gòu)成耐燒蝕材料,已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子能反應(yīng)堆中。
非金屬基復(fù)合材料由于密度小,用于汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節(jié)約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。