常见的几种高性能纤维复合材料种类分析

  在当今社会,随着对材料性能的要求越来越高,高性能纤维复合材料应运而生,其具有重量轻、强度高、模量高、耐疲劳、耐腐蚀、设计灵活等优点。针对其优异的性能本文主要介绍了几种高性能纤维复合材料,供大家做个了解。

  1、碳纤维及其复合材料

  碳纤维主要是通过有机纤维经碳化或者是石墨化处理后得到的一些微晶石墨材料,这种材料具有轴向强度和模量高、密度等优良的性能,同时又具有纺织纤维的柔软便于可以更好地加工,所以从某种程度来说这是一种性能比较优异的新型材料。一般情况下碳纤维可在2000C的高温下使用,如果不接触空气或者是其它氧化剂的情况下,可以耐3000C的高温,更好地在高溫条件下运用。碳纤维增强树脂复合材料是目前来说一种轻量高强高模材料,同时也是现在使用最为频繁的一种复合材料。

  2.对位芳纶纤维及其复合材料

  对位芳纶(PPTA)全称为聚对苯二甲酞对苯二胺,这是一种极具代表性的高性能合成纤维,合成单体通常是对苯二甲酸和对苯二胺这两种,两个酞胺键可以连接在苯环的对位位置,通过聚合可以得到一些线性刚性,直链分子,而且还具有简单规整的性能,在结构单元中有刚性的苯环和极性的酞胺基团,而且对位芳纶纤维强度比较高、模量也比较高(65-150GPa),还比较耐高温(温度大约为550℃)等很多较好的性能。从当前情况来看对位芳纶纤维复合材料的使用数量略次于碳纤维复合材料。

  3.超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料

  超高分子量聚乙烯纤维一般是由分子量在100万以上的聚乙烯高聚物所构造的,在其分子中具有很多的取向度和结晶度,这就使得纤维分子甚至可以变成完全伸直状态,具有高强度与高模量的特性、高能量吸收性等性能。目前超高分子量聚乙烯纤维复合材料在现代化国防和航空航天、海城防御装备等领城都发挥着不可替代的作用。

  目前,复合材料的设计水平及相关材料的制造水平直接决定其最根本的应用水平,所以提升设计水平、提高高性能纤维和树脂的制造水平,是我国复合材料发展的重点,也是我国发展复合材料的必然趋势。