1. Definition

Komponeringsmaterialer er nye materialer dannet ved optimalisering og kombinering av forskjellige egenskaper av materielle komponenter ved bruk av avansert materiell tilberedningsteknikk. Generelt definisjon av sammensatt materiale krever følgende tilstander for å oppfylles:

(i) Composite materials must be artificial and designed and manufactured according to people's needs;

(ii) Komponeringsmaterialer må komponeres av to eller flere materielle komponenter med forskjellige kjemiske og fysiske egenskaper, kombinert i designet form, proporsjons og distribusjon, med klare interfekter mellom hver komponent;

Den har strukturell designevne og kan brukes til sammensatt struktur design;

(iv) Komponeringsmaterialer opprettholdes ikke bare fordelene av performansen av hver komponent, men også oppnås komplett performanse som ikke kan oppnås av et enkelt komponentmateriale gjennom komplementaliteten og sammenheng med effekten av hver komponent.

Matrix-materialene til sammensatte materialer er delt i to kategorier: metalliske og ikke-metalliske. Vanlige brukte metallsubstrater inkluderer aluminium, magnesium, kopper, titandium og alloyene deres. Ikke metalliske substrater inkluderer hovedsakelig syntetiske resiner, gummi, ceramikk, grafisk, karbon, etc. The main reinforcing materials include glass fiber, carbon fiber, boron fiber, aramid fiber, silicon carbide fiber, asbestos fiber, whiskers, and metals.

2. klassifisering

Komponeringsmaterialer er en blanding. Det har spilt en signifikant rolle i mange felt, erstatte mange tradisjonelle materialer. Komponeringsmaterialer deles i metall til metallkomposierte materialer, ikke-metal til metallkomposierte materialer og ikke-metall til ikke-metallkomposierte materialer i henhold til deres komposisjon. Ifølge den strukturelle karakteristikken kan den deles videre i:

Ja, 9312,Fiber forsterket sammensatte materialer. Samle ulike fiber-forsterkede materialer innenfor matriksmidlet. Som fiber-forsterket plastikk, fiber-forsterket metaller, etc.

09313;Laminaterte sammensatte materialer. Sammenlagt overflatemateriale og kjernematerialer med forskjellige egenskaper. Vanligvis har overflatematerialet høyt styrke og tynn; Kjernematerialet er lys og har lavt styrke, men det har en viss stivhet og tykkehet. Den deles i to typer: solid sandwich og bryllupssandwich.

Det er bra med sammensatte materialer. Distribusjon av harde fine partikler i matriksen, for eksempel spredning styrket alleller, metallceramikk, etc.

Hybrid sammensatte materialer. Sammensetning av to eller flere forsterkerende fasematerier blandet i ett matrix fase-materiale. Sammenlignet med vanlige enkeltforsterkede fase-sammensatte materialer, effektens styrke, tretthet og brudd er signifikant forbedret, og det har spesielle ekspansjonsegenskaper. Delt i intra-laghybrid, interlaghybrid, sandwich hybrid, intra/interlaghybrid og superhybrid sammensatte materialer.

Komponeringsmaterialer kan hovedsakelig deles i to kategorier: strukturelle komposierte materialer og funksjonelle sammensatte materialer.

Strukkturale sammensatte materialer er materiale som brukes som ladningsstrukturer, som er grunnlagt forbundet av forsterkede elementer som kan motstå ladninger og matrix elementer som kan forbinde forsterkeringselementene til et helt materiale mens også overfører styrker. Forstøttelser inkluderer ulike typer glass, ceramikk, karbon, polymers, metaller, samt naturlige fiber, fabrikk, whisker, lakter og partikler, mens matrikker inkluderer polymer (resiner), metaller, ceramikk, glass, karbon og cement. Varior strukturelle komposierte materialer kan samles av forskjellige forsterkere midler og matrikker, og navnes etter matriksen som brukes, som polymer (resin) basert sammensatte materialer. Den karakteristiske av strukturelle komponenter er at de kan designes for komponenter i henhold til kravene til materialets stress under bruk, og mer viktig kan sammensatte strukturens design også utføres, det er forsterkningsdegning som kan oppfylle behov og redde materialer.

Funksjonelle sammensatte materialer er generelt komponenter av funksjonelle kroppstoffer og matrix-komponenter, og matriksen spiller ikke bare en rolle i å danne hele, men kan også produsere synergistiske eller forsterke funksjoner. Funksjonelle sammensatte materialer refererer til sammensatte materialer som gir andre fysiske egenskaper enn mekaniske egenskaper. For eksempel konduktivitet, overkonduktivitet, semikonduktor, magnetisme, piezoelektrisitet, damping, absorpsjon, overføring, friksjon, beskyttelse, flammeretardanse, varmeresistens, lydsabsorpsjon, insulasjon etc. viser en viss funksjon. Samlet refereres som funksjonelle sammensatte materialer. Funksjonelle sammensatte materialer er hovedsakelig komponert av funksjonelle kropper, forsterkning av kropper og matriker. Funksjonelle kropper kan samles av ett eller flere funksjonelle materialer. Flere funksjonelle sammensatte materialer kan ha flere funksjoner. I mellomtiden er det også mulig å skape nye funksjoner på grunn av sammensatt effekter. Multi functional composite materials are the development direction of functional composite materials.

Komponeringsmaterialer kan også deles i to kategorier: vanligvis brukt og avansert.

Vanlige sammensatte materialer som fiberglass består av lave forekomstforsterkninger som glassfiber og vanlige høye polymer (resins). På grunn av den lave prisen har den blitt brukt i ulike felt, som skip, biler, kjemiske rørliner og lagringsbånd, byggestrukturer og sportsstyr.

Forhøyede sammensatte materialer refereres til sammensatte materialer som består av høyperformerende varmeresistente polymer, som karbonfiber og aramid. Senere, metallbasert, ceramisk basert, karbon (granitt) basert og funksjonelle sammensatte materialer ble også inkludert. Selv om de har utmerket opptreden, er prisene relativt høye, hovedsakelig brukt i forsvarsbransjen, luftrom, nøyaktige maskiner, dyp-havs submersibel, robotestrukturelle komponenter og høyeste sportsutstyr.

3. Applikasjon

Hovedapplikasjonsområder for sammensatte materialer er:

Aeroromfelt. På grunn av deres god thermal stabilitet, høy spesifikk styrke og stivhet, kan sammensatte materialer brukes til å produsere flyvinger og forekropper, satellittantenner og støttestrukturer, solvinger og skaller, store utskytingskaller, motorskilter, romferdsstrukturer, etc.

② The automotive industry. På grunn av de spesielle vibrasjonsødeleggende karakteristikken til sammensatte materialer kan de redusere vibrasjon og bråk, ha god tretthet resistens, er lett å reparere etter skade, og er lett til å lage som hel. Derfor kan de brukes til å produsere automobile kropper, ladningskomponenter, overføringsskjold, motorskap og de indre komponentene.

Det er kjemisk, tekst og maskiner som produserer. Et materiale bestilt av karbonfiber og resinmatriks med god korrosjonresistens, som kan brukes til å produsere kjemiske utstyr, tekniske maskiner, papirmaskiner, kopier, høyfartsmaskin, presisisjonsinstrumenter, etc.

Det er 9315. Medisinsk felt. Karbonfiberkomposierte materialer har utmerket mekaniske egenskaper og ikke-absorpsjon av X-rayer, og kan brukes til å produsere medisinske X-ray-maskiner og ortopediske stenter. Karbonfiberkomposierte materialer har også biokompatibilitet og blodkompatibilitet, god stabilitet i biologiske miljøer, og brukes også som biomedisinske materialer. I tillegg brukes sammensatte materialer også for å produsere sportsutstyr og som byggemateriale.

4. Zirkoniumfosfat modifisert sammensatt materiale

I de siste årene har polymer/inorganiske nanokompositter tiltrukket stor oppmerksomhet på grunn av deres utmerkede egenskaper i ulike aspekter, og antall studier har vist at de mekaniske og therme egenskapene til kompiserte materialer kan signifikant forbedres med et lite innhold av nano inorganiske fillere. Det har vært mange studier på nanokomposittene av inorganiske lagde materialer som montmorillonit og attapulert med polymerr, men det er relativt lite forskning på polymer/zirkoniumfosfatnanokompositter.

α-ZrP-laminaten har en stabil struktur og kan opprettholde en relativt stabil laminat selv etter at gjesten har innført seg inn i gruppen, og det har også en stor utvekslingsforhold og inneholder kontrollerende aspekteratio og smalt partikkelstørrelse, og gjør det passende for tilberedning av polymer/lagde inorganiske nanokompositter. For å øke interlagrommet av zirkoniumfosfat, må det fremføre dets delaminering i polymermatriksen og øke kompatibilitet mellom zirkoniumfosfatlag og polymermatriksen, organisk modifisering av en-ZrP er nødvendig. α - ZrP er generelt modifisert med små molekylaminer eller alkohol gjennom - OH-protonasjonsreaksjoner eller hydrogen forbindelser innenfor og utenfor deres lag, og kan også blandes med store molekyler. På grunn av den små mellomrommene er det imidlertid vanskelig å påvirke store molekyler direkte, og vanligvis krever små molekylprestøtte før utveksling med store molekyler.

Lenge kjede kvantere ammoniumsalter (DMA-CMS) ble syntetisert ved bruk av oktadekyldimetylamin (DMA) og p-klorometylstyren (CMS). α - ZrP var tidligere støttet med metylamin og deretter byttet med DMA-CMS for å få organisk modifisert zirkoniumfosfat (ZrP. DMA. CMS). Den organiske behandlede zirkoniumfosfat blendet deretter med PS for å forberede PS/organisk modifiserte zirkoniumfosfatnanokompositter, og strukturen og egenskapene deres ble studert.

XRD-analyse viser at langtkjeden kvanter ammonium salt DMA-CMS er relativt lett å legge inn mellom lagene α-ZrP etter støtte før metyllamin. Etter intercalasjon øker interlagavstanden av zirconiumfosfat fra 0,8 nm til 4,0 nm, og intercalasjonseffekten er signifikant. Nakokomposittmaterialet forberedt ved tvillingskrudd utskillelse av ZrP DMA-CMS modifisert zirkoniumfosfat (ZrP DMA-CMS) og PS utvider ytterligere interlagrommet fra 4,0 nm til 4,3 nm sammenlignet med ZrP DMA-CMS, med noen polystyrene som går inn i mellomrom zirconiumfosfat.

Mekanisk analyse viser at når innholdet i zirkoniumfosfat er 1 %, er tensil styrke, elastisk modulus, forlengelse ved pause og påvirkningsstyrke av PS/organisk modifisert zirkoniumfosfatnanokompositter henholdsvis 4 %, 21 %, 8 %, og 43 %. Men med økning av zirkoniumfosfatinnholdet, tensilsk styrke, elastisk modulus, forlengelse ved pause og påvirkende styrke av nanokompositter viser en nedenunder trend, og styrke, stivhet og hardhet av materialet begynner å redusere. Tillegg av en egnet mengde organisk modifisert zirkoniumfosfat ZrP DMA-CMS har en viss forsterkning og vanskeligere effekt på PS.