玻璃布蜂窩定型樹脂

㈠ 環氧樹脂玻璃布兩者有什麼區別嗎

FR-4是一種復耐燃材料等級的代號，所代製表的意思是樹脂材料經過燃燒狀態必須能夠自行熄滅的一種材料規格，它不是一種材料名稱，而是一種材料等級，因此目前一般電路板所用的FR-4等級材料就有非常多的種類，但是多數都是以所謂的四功能(Tera-Function)的環氧樹脂加上填充劑(Filler)以及玻璃纖維所做出的復合材料。

㈡ 生物濾池常用的填料有哪些

1、材質
最早的和最普通的厭氧濾池採用的填料是碎石，一般採用石英石、花崗岩、安山岩、礦渣等。但以碎石為填料的厭氧濾池孔隙率低，質量大，易堵塞，有機容積負荷率低，佔地面積答，目前已很少採用。取代它的是輕質填料。已經報道過的其他填料有陶瓷、塑料、玻璃、爐渣、貝殼、珊瑚、海綿、網狀泡沫塑料等。
2、粒徑
選擇適當的填料粒徑非常重要，厭氧濾池的填料粒徑由0.2mm到6.0cm不等。粒徑較小易於堵塞，特別是對於濃度較高的廢水。實踐中多選用粒徑在2cm以上的填料。
3、表面狀況
填料的表面粗糙度會影響細菌的黏附和增殖速率，表面粗糙多孔有助於生物膜的形成。
4、孔隙率
在厭氧濾池中，厭氧菌大部分生長在填料之間的孔隙中，在表面生長的膜僅佔1/4-1/2.因此填料的孔隙率對厭氧濾池的運行狀況影響很大。孔隙率越高，在同容積反應器中，當處理水量一樣時，污水實際停留時間越長，反應器容積利用率越高。另外，高孔隙率對防止濾池堵塞和短流也有好處。但孔隙率過高，出水夾帶的懸浮物較多。

㈢ 想了解玻璃纖維的製作工藝和製作流程，越詳細越好，多謝

纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料，復合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以來發展很快。盡管產量小（據法國Vetrotex公司統計，2003年全球復合材料達700萬噸），但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%，以中國（含台灣省）、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料（玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」）逾90萬噸，已居世界第二位（美國2003年為169萬噸，日本不足70萬噸）。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成：
增強材料：在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料。
基體：構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼（GRP）中的樹脂（本文談到的環氧樹脂）就是基體。 y
按基體材料不同，復合材料可分為三大類：
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料，如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體？
固化收縮率代低，僅1%-3%，而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%；
粘結力強；
有B階段，有利於生產工藝；
可低壓固化，揮發份甚低；
固化後力學性能、耐化學性佳，電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳，然耐酸性差；固化後一般較脆，韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能（按ASTM）
以FW（纖維纏繞）法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例，將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較

玻璃含量 GF/EPR（玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性（UL-94） V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)

表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量

材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2

二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 （hand lay up)
（1）概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂（須待膠衣凝結後）
一層纖維增強材料（玻纖、芳綸、碳纖維......），纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布（方格布）等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料，並驅除氣泡，壓實基層。鋪層操作反復多次，直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應，常溫固化。可加熱加速固化。
（2）原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透，亦可用。
芯材 任意。
（3）優點
1）適合少量生產；
2）可室溫成型，設備投資少，模具折舊費低；
3）可製造大型製品和型狀復雜產品；
4）樹脂和增強材料可自由組合，易進行材料設計；
5）可採用加強筋局部增強，可嵌入金屬件；
6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面（如開模成型則一面不平滑）；
7）玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
（4）缺點
1）屬於勞動密集型生產，產品質量由工人訓練程度決定； ;
2）玻纖含量不可能太高；樹脂需要粘度較低才易手工操作，溶劑/苯乙烯量高，力學與熱性能受限制；
3）手糊用樹脂分子量低；通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
（5）典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型（RTM）
（1）概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間；合模並將模具夾緊；在壓力下注射樹脂；樹脂固化後打開模具，取下產品。
樹脂膠凝過程開始前，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個內，浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量（體積比超過50%）的製品，如航空航天用零部件時，壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀（帶粘結劑），再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射（VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
（2）原材料
樹脂：一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛；當加溫時，高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維：任意。常用玻纖連續氈、縫編材料（其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞）、無捻粗紗布；玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材（法國Vetrotex商品名TWINTEX）。
芯材：不用蜂窩，因蜂窩空格全被樹脂填滿，壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
（3）優點
1）製品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少；
2）閉模成型，生產環境好；
3）勞動強度低，對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低；
4）製品兩面光，可作有表面膠衣的製品，精度也比較高；
5）成型周期較短；
6）產品可大型化；
7）強度可按設計要求具有方向性；
8）可與芯村、嵌件一體成型；
9）相對注射設備與模具成本較低。
（4）缺點
1）不易製作較小產品；
2）因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜，價位也高一些；
3）能有未被浸漬的材料，導致邊角料浪費。
（5）典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞（FW）
（1）概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞，通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴，由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸（模）上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計，並由芯軸（模）轉速與小車往復速度之比，精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模，芯模即包在復合材料產品內，作為內襯。
（2）原材料
樹脂：任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維：任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時，常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材：可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體，一般不用。
（3）優點
1）因為纖維逕直以合理的線形鋪設，承擔負荷，故復合材料製品的結構特性可非常高；
2）由於同內襯層組合，可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品；
3）可製造兩端封閉的製品；
4）鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗，材料費用低；
5）可採用樹脂計量，然浸膠後的纖維通過擠膠或口模，控制樹脂含量；
6）可大理生產和自動化；
7）機械成型，復合材料材質及方向性均勻，質量穩定。
（4）缺點
1）製品形狀限於圓柱形或其它回轉體；
2）纖維不易沿製品長度方向精確排列；
3）對於大型製品，芯模成本高；
4）成品外表不是「模製」的，不盡人意；
5）對於承受壓力的製品，如選擇樹脂不合適或無內襯，就易發生滲漏。
（5）典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶（消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等）、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型）
（1）概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓（0.5MPa）混合後，即在低壓（0.5-1.5MPa）下注射到閉模中反應成型，此即為工藝過程。若組分一為多元醇，一為異氰酸酯，則反應生成聚氨酯 。為增加強度，可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和（或）填料。弈可採用長纖維（如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等）增強，在注射前，將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM（Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型）。
(2)原材料
樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系；亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本；
纖維：常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維；
芯材：不用。
（3）優點
1）製造成本比熱塑性塑料注射工藝低；
2）可製造大尺寸、開頭復雜的產品；
3）固化快，適於快速生產。
（4）缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高，薦用礦物復合材料取代之。
（5）主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 （Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗（使用前預先放置在紗架上），它提供縱向（沿生產線方向）增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等，它們補充橫向增強，表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料，改進型材料性能（如阻燃），並降低成本。
拉擠成型的程序是
1）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂；
2）玻璃纖維預成型後進入加熱模具內，進一步浸漬（擠膠）、基本樹脂固化、復合材料定型；
3）將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式：
膠槽浸漬法：通常採用此法，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然後進入模具。此法設備便宜作業性好，適於不飽和聚酯樹脂，乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法（圖6）：玻纖增強材料進入模具後，被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體，如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
（2）原材料
樹脂：常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂；
纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等；
芯材：一般不用，現有以PU發泡材料為芯材，外為連續拉擠框型型材，作為保溫牆板的。
（3）優點
1）典型拉擠速度0.5-2m/min，效率較高，適於大批量生產，製造長尺寸製品；
2）樹脂含量可精確控制；
3）由於纖維呈縱向，且體種比可較高（40%-80%），因而型材軸向結構特性可非常好；
4）主要用無捻粗紗增強，原材料成本低，多種增強材料組合使用，可調節製品力學性能；
5）製品質量穩定，外觀平滑。
（4）缺點
1）模具費用較高；
2）一般限於生產恆定橫截面的製品。
（5）典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型（Vacuum bag process)
（1）概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起，在積層上覆以橡膠袋，周邊密封，在後用真空泵抽真空，積層從而受到不大於1個氣壓的壓力，而被壓實、成型。
（2）原材料
樹脂：主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯（交聯劑）過度抽出，可能會造成問題，故一般不用；
纖維：同手糊法；
芯材：任意。
（3）優點
1）採用普通的濕法鋪層技術，通常可獲得高纖維含量的製品；
2）可製造大尺寸產品；
3）產品兩面光；
4）較濕法鋪層浸膠孔隙率低；
5）由於壓力，樹脂流經結構纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂；
6）有利於操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
（4）缺點
1）額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本；
2）要求操作人員有較高的技術熟練水平；
3）樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術；
4）生產效率不高。
（5）典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型（RFI-Resin Film Infusion)
（1）概 要
將干強物與樹脂片（樹脂片系放在一層脫模紙上提供）交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆，藉真空泵抽真空，將干織物內空氣抽出。然後加熱，令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物，然後經過一事實上時間即固化。
（2）原材料
樹脂：一般僅用環氧樹脂； ¬
纖維：任意；
芯材：許多種芯材都可以使用，由於工藝過程中溫度高，對PVC泡沫需要專門處理，以免泡沫損壞。
（3）優點
1）空隙率低，可精確獲得高的纖維含量；
2）鋪層清潔，有利於健康和安全（似預浸）；
3）可較預浸法成本低，此為主要的優點；
4）由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞，故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP（西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process）少。
（4）缺點
1）目前僅用於宇航工業，還未推廣；
2）雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要，但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化，總是不可少的；
3）模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100ºC）；
4）要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力；
（5）典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料（高壓釜）成型
（1）概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下，將織物和（或）纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下，讓預浸材料貯存幾周或幾個月，仍能保質使用。當要延長保持期，材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感，象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來，與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面，通過真空袋抽真空，並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動，並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜（實際上是一座壓力加熱罐）提供，它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
（2）原材料
樹脂：通常用環氧樹脂，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂，如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等；
纖維：任意。雖然由於在工藝過程中，高溫分對芯材有些影響，需要採用某些專門的泡沫芯材。
（3）優點
1）預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖維含量。
2）材料於操作人員十分安全，無礙健康，操作清潔；
3）單向帶纖維成本最低，因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程；
4）由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂，樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的；
5）材料有效時間長（室溫下可保質數月），這意味著可優化結構、復合材料易鋪層；
6）可能實現自動化和節省勞動力。
（4）缺點
1）對於預浸織物，材料成本高；
2）通常要對高壓釜固化復合材料製品，耗費大、作業慢、製品尺寸受限制；
3）模具需能承受作業溫度；
4）芯材需要承受作業溫度和壓力。
（5）典型產品
飛機結構復合材料（如機翼和尾翼）、衛星與運載火箭結構件（太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等）、賽車、運動器材（如網球拍、滑雪板等）。
9、低溫 固化預浸料成型
（1）概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備，但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時，材料可操作保持期可小到限於1個星期，但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力，避免採用高壓釜。
（2）材料 |
樹脂：一般僅採用環氧樹脂；
纖維：任意，同通常的預浸料；
芯材：任意，雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
（3）優點
1）具有傳統預浸料法所具備的（1）-（6）條優點；
2）模具材料較便宜，如木材亦可用，因其固化溫度較低故；
3）可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力；固化溫度低，可採用簡單的熱空氣循環加熱室（經常就地建造大於製品的加熱室 ）
4）可採用普通的PVC泡沫芯材，略作處理即可；
5）能耗低。
（4）缺點
1）材料成本仍高於預浸織物；
2）需加熱室和真空袋系統，以固化製品；
3）模具需能經受高於環境溫度的溫度（常用60-100ºC）；
4）仍有能耗，因需高於環境溫度固化。
（5）典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM

圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
（1）概要
SCRIMP（Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法）,RIFT（Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法） ,VARTM（Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型）這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內，如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊，利於提高製作表觀與結構密實度。
（2）材料
樹脂：常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂；
纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用，因其間隙使得樹脂快速流動；
芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用。
（3）優點
1）同RTM，但製品僅一面光，不似RTM兩面光；
2）由於模具一半是真空袋，主模具僅需較低強度，故模具成本甚低；
3）可製造大尺寸產品；
4）通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法；
5）一次作業即可生產芯材結構。
（4）缺點
1）要完成好相對復雜的操作過程；
2）樹脂粘度必須非常低，限制了製品的力學性能；
3）鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大；
4） SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
（5）典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。

㈣ 有哪位老兄知道玻璃鋼的製作工藝和製作流程，請指點一二，謝謝！

纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝
一、前言
相比傳統材料，復合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以來發展很快。盡管產量小（據法國Vetrotex公司統計，2003年全球復合材料達700萬噸），但復合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的標志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的產量分別佔全球產量的33%與32%，以中國（含台灣省）、日本為主的亞洲佔30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料（玻璃纖維與樹脂復合的復合材料、俗稱「玻璃鋼」）逾90萬噸，已居世界第二位（美國2003年為169萬噸，日本不足70萬噸）。
復合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成：
增強材料：在復合材料中不構成連續相賦於復合材料的主要力學性能，如玻璃鋼中的玻璃纖維，CFRP（碳纖維增強塑料）中的碳纖維素就是增強材料。
基體：構成復合材料連續相的單一材料如玻璃鋼（GRP）中的樹脂（本文談到的環氧樹脂）就是基體。 y
按基體材料不同，復合材料可分為三大類：
樹脂復合材料
金屬基復合材料
無機非金屬基復合材料，如陶瓷基復合材料。
本文討論環氧樹脂基復合材料。
1、為什麼採用環氧樹脂做基體？
固化收縮率代低，僅1%-3%，而不飽和聚酯樹脂卻高達7%-8%；
粘結力強；
有B階段，有利於生產工藝；
可低壓固化，揮發份甚低；
固化後力學性能、耐化學性佳，電絕緣性能良好。
值得指出的是環氧樹脂耐有機溶劑、耐鹼性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權勢脂為佳，然耐酸性差；固化後一般較脆，韌性較差。
2、環氧玻璃鋼性能（按ASTM）
以FW（纖維纏繞）法製造的玻纖增強環氧樹脂的產品為例，將其與鋼比較。
表1 GF/EPR與鋼的性能比較

玻璃含量 GF/EPR（玻纖含量80wt%) AISI1008 冷軋鋼
相對密度 2.08 7.86 V
拉伸強度 551.6Mpa 331.0MPa
拉伸模量 27.58GPa 206.7GPa
伸長率 1.6% 37.0%
彎曲強度 689.5MPa
彎曲模量 34.48GPa
壓縮強度 310.3MPa 331.0MPa
懸臂沖擊強度 2385J/m
燃燒性（UL-94） V-O
比熱容 535J/kg•k 233J/kg•k
膨脹系數 4.0×10-6k-1 6.7×10-6k-1
熱變形溫度 204ºC(1.82MPa)
熱導率 1.85W/m•k 33.7W/m•k
介電強度 11.8×106V/m
吸水率 0.5%(24h)

表2 幾種常用材料與復合材料的比強度和比模量

材料名稱 密度g/cm3 拉伸強度×104MPa 彈性模量×106MPa 比強度×106cm 比模量×109cm
鋼 7.8 10.10 20.59 0.13 0.27
鋁 2.8 4.61 7.35 0.17 0.26
鈦 4.5 9.41 11.18 0.21 0.25
玻璃鋼 2.0 10.40 3.92 0.53 0.21
碳纖維/環氧樹脂 1.45 14.71 13.73
碳纖維/環氧樹脂 1.6 1049 23.54
芳綸纖維/環氧樹脂 1.4 13.73 7.85
硼纖維/環氧樹脂 2.1 13.53 20.59
硼纖維/鋁 2.65 9.81 19.61 0.75 c2

二、纖維增強環氧樹脂復合材料成型工藝簡介
1、手糊成型 （hand lay up)
（1）概要 依次在模具表面上施加
脫模劑
膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂（須待膠衣凝結後）
一層纖維增強材料（玻纖、芳綸、碳纖維......），纖維增強材料有表面氈、無捻粗紗布（方格布）等幾種。以手持輥子或刷子使樹脂浸漬纖維增強材料，並驅除氣泡，壓實基層。鋪層操作反復多次，直到達到製品的設計厚度。
樹脂因聚合反應，常溫固化。可加熱加速固化。
（2）原材料 F gb NG ^
樹脂 不飽和聚酯樹脂、已烯基酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂等。
纖維 玻纖、碳纖、芳綸等。雖然厚的芳綸織物難於手工將樹脂浸透，亦可用。
芯材 任意。
（3）優點
1）適合少量生產；
2）可室溫成型，設備投資少，模具折舊費低；
3）可製造大型製品和型狀復雜產品；
4）樹脂和增強材料可自由組合，易進行材料設計；
5）可採用加強筋局部增強，可嵌入金屬件；
6）可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面（如開模成型則一面不平滑）；
7）玻纖含量較噴射成型高。
無捻粗紗布 50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈 30%-40%
（4）缺點
1）屬於勞動密集型生產，產品質量由工人訓練程度決定； ;
2）玻纖含量不可能太高；樹脂需要粘度較低才易手工操作，溶劑/苯乙烯量高，力學與熱性能受限制；
3）手糊用樹脂分子量低；通常可能較分子量高的樹脂有害於人的健康和安全。
（5）典型產品
艦艇、風力發電機葉片、游樂設備、冷卻塔殼體、建築模型。
2、樹脂傳遞成型（RTM）
（1）概要
RTM是一種閉模低壓成型的方法。
將纖維增強材料置於上下模之間；合模並將模具夾緊；在壓力下注射樹脂；樹脂固化後打開模具，取下產品。
樹脂膠凝過程開始前，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個內，浸漬纖維材料。
RTM是一低壓系統，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當製造高纖維含量（體積比超過50%）的製品，如航空航天用零部件時，壓力甚至達0.7MPa。
纖維增強材料有時可預先在一個模具內預成型大致形狀（帶粘結劑），再在第二個模具內注射成型。 為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射（VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意樹脂一經將纖維材料浸透，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化。注射與固化可在室溫或加熱條件下進行。模具可以復合材料與鋼材料 製作。若採用加熱工藝。宜用鋼模。
（2）原材料
樹脂：一般多用環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛；當加溫時，高溫樹脂台雙馬列來醯亞胺樹脂亦可用。
法國 Vetrotex公司開發了熱塑性樹脂RTM。
纖維：任意。常用玻纖連續氈、縫編材料（其纖維間的縫隙得於樹脂傳遞）、無捻粗紗布；玻纖與熱塑性塑料的復合紗及其織物與片材（法國Vetrotex商品名TWINTEX）。
芯材：不用蜂窩，因蜂窩空格全被樹脂填滿，壓力會導致其破壞。可用耐溶劑發泡材料PU、PP、CL、VC等。
（3）優點
1）製品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少；
2）閉模成型，生產環境好；
3）勞動強度低，對工人技術熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低；
4）製品兩面光，可作有表面膠衣的製品，精度也比較高；
5）成型周期較短；
6）產品可大型化；
7）強度可按設計要求具有方向性；
8）可與芯村、嵌件一體成型；
9）相對注射設備與模具成本較低。
（4）缺點
1）不易製作較小產品；
2）因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復雜，價位也高一些；
3）能有未被浸漬的材料，導致邊角料浪費。
（5）典型產品
小型飛機與汽車零部件、客車座椅、儀表殼
3、纖維纏繞（FW）
（1）概要
通常採用直接無捻粗紗作為增強材料。粗紗排列在紗架上。粗紗自紗架上退繞，通過張力系統、樹脂槽、繞絲嘴，由小車帶動其往復移動並纏繞在回轉的芯軸（模）上。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據強度設計，並由芯軸（模）轉速與小車往復速度之比，精確地控制。固化後將纏繞的復合材料製品脫模。
對某些兩端密閉的產品不用脫模，芯模即包在復合材料產品內，作為內襯。
（2）原材料
樹脂：任意。環氧、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂。
纖維：任意。無捻粗紗、縫編和無紡織物。生產管罐時，常用表面氈、短切原絲作為內襯材料。
芯材：可用。雖然復合材料製品通常是單一殼體，一般不用。
（3）優點
1）因為纖維逕直以合理的線形鋪設，承擔負荷，故復合材料製品的結構特性可非常高；
2）由於同內襯層組合，可製得耐腐蝕、耐壓、耐熱的製品；
3）可製造兩端封閉的製品；
4）鋪放材料快、經濟、用無捻粗紗，材料費用低；
5）可採用樹脂計量，然浸膠後的纖維通過擠膠或口模，控制樹脂含量；
6）可大理生產和自動化；
7）機械成型，復合材料材質及方向性均勻，質量穩定。
（4）缺點
1）製品形狀限於圓柱形或其它回轉體；
2）纖維不易沿製品長度方向精確排列；
3）對於大型製品，芯模成本高；
4）成品外表不是「模製」的，不盡人意；
5）對於承受壓力的製品，如選擇樹脂不合適或無內襯，就易發生滲漏。
（5）典型產品 '
管道、貯罐、氣瓶（消防呼吸氣瓶、壓縮天然氣瓶等）、固體火箭發動機殼體。
4、RIM(Reaction Injection Molding一反應注射成型）
（1）概要
將兩種或兩種以上的組分在混合區低壓（0.5MPa）混合後，即在低壓（0.5-1.5MPa）下注射到閉模中反應成型，此即為工藝過程。若組分一為多元醇，一為異氰酸酯，則反應生成聚氨酯 。為增加強度，可直接在一種組分內行加入磨碎玻纖原絲和（或）填料。弈可採用長纖維（如連續纖維氈、織物、復合氈、短切原絲等的預成型物等）增強，在注射前，將長纖維增強材料預先置模具內。用此法可得到高力學性能的製品。這種工藝稱為SRIM（Structural Reaction Injection Molding-結構反應注射成型）。
(2)原材料
樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系；亦可採用環氧、尼龍、聚酯等基本；
纖維：常用長0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維；
芯材：不用。
（3）優點
1）製造成本比熱塑性塑料注射工藝低；
2）可製造大尺寸、開頭復雜的產品；
3）固化快，適於快速生產。
（4）缺點
採用磨碎玻璃纖維增強原料費用高，薦用礦物復合材料取代之。
（5）主要產品
汽車儀表盤、保險杠、建築門、窗、桌、沙發、電絕緣件。
5、拉擠成型 （Pultrusion)
(1)概要
主要採用玻璃纖維無捻粗紗（使用前預先放置在紗架上），它提供縱向（沿生產線方向）增強。
其它類型的增強有連續原絲氈、織物等，它們補充橫向增強，表面氈則用於提高成品表面質量。樹脂中可加入填料，改進型材料性能（如阻燃），並降低成本。
拉擠成型的程序是
1）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂；
2）玻璃纖維預成型後進入加熱模具內，進一步浸漬（擠膠）、基本樹脂固化、復合材料定型；
3）將型材按要求長度切斷。 現在已有變截面的、長度方向呈弧型的拉擠製品成型技術。 拉擠成型將增強材料浸漬樹脂有兩種方式：
膠槽浸漬法：通常採用此法，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然後進入模具。此法設備便宜作業性好，適於不飽和聚酯樹脂，乙烯基酯樹脂。
注入浸漬法（圖6）：玻纖增強材料進入模具後，被注入模具內的樹脂所浸漬。此法適於凝膠時間短、粘度高、生產附產物的樹脂基體，如酚醛、環氧、雙馬來醯亞胺樹脂。
（2）原材料
樹脂：常用不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂；
纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗、連續氈、縫編氈、縫編復合氈、織物、玻纖表面氈、聚酯纖維表面氈等；
芯材：一般不用，現有以PU發泡材料為芯材，外為連續拉擠框型型材，作為保溫牆板的。
（3）優點
1）典型拉擠速度0.5-2m/min，效率較高，適於大批量生產，製造長尺寸製品；
2）樹脂含量可精確控制；
3）由於纖維呈縱向，且體種比可較高（40%-80%），因而型材軸向結構特性可非常好；
4）主要用無捻粗紗增強，原材料成本低，多種增強材料組合使用，可調節製品力學性能；
5）製品質量穩定，外觀平滑。
（4）缺點
1）模具費用較高；
2）一般限於生產恆定橫截面的製品。
（5）典型產品
建築屋頂橫梁、椽子、門窗框架型材、牆板、石油開采抽油桿、帳篷竿、梯子、橋梁、工具把、手機微波站罩殼、汽車板簧、傳動軸、電纜管、光纖光纜芯、釣魚竿、隔柵、汽車空調器罩、擴軌罩。 0}1x p* V
6、真空袋法法成型（Vacuum bag process)
（1）概要 :
此法是手糊法與噴射法的延伸。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起，在積層上覆以橡膠袋，周邊密封，在後用真空泵抽真空，積層從而受到不大於1個氣壓的壓力，而被壓實、成型。
（2）原材料
樹脂：主要採用環氧樹脂、酚醛樹脂。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯（交聯劑）過度抽出，可能會造成問題，故一般不用；
纖維：同手糊法；
芯材：任意。
（3）優點
1）採用普通的濕法鋪層技術，通常可獲得高纖維含量的製品；
2）可製造大尺寸產品；
3）產品兩面光；
4）較濕法鋪層浸膠孔隙率低；
5）由於壓力，樹脂流經結構纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂；
6）有利於操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時逸出的揮發性物質。
（4）缺點
1）額外的工藝過程增加了勞動力和袋材成本；
2）要求操作人員有較高的技術熟練水平；
3）樹脂混合和含量控制基本上仍然取決於操作人員的技術；
4）生產效率不高。
（5）典型產品
艇、賽車、芯材粘結、飛機鼻錐雷達罩、機翼、方向舵。
7、樹脂膜熔浸成型（RFI-Resin Film Infusion)
（1）概 要
將干強物與樹脂片（樹脂片系放在一層脫模紙上提供）交替鋪放在模具內。鋪層被真空袋包覆，藉真空泵抽真空，將干織物內空氣抽出。然後加熱，令樹脂熔化並流浸已抽出空氣的織物，然後經過一事實上時間即固化。
（2）原材料
樹脂：一般僅用環氧樹脂； ¬
纖維：任意；
芯材：許多種芯材都可以使用，由於工藝過程中溫度高，對PVC泡沫需要專門處理，以免泡沫損壞。
（3）優點
1）空隙率低，可精確獲得高的纖維含量；
2）鋪層清潔，有利於健康和安全（似預浸）；
3）可較預浸法成本低，此為主要的優點；
4）由於樹脂僅能過織物厚度方向傳遞，故樹脂未浸到白斑區可較SCRIMP（西曼復合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process）少。
（4）缺點
1）目前僅用於宇航工業，還未推廣；
2）雖然宇航工業用高壓釜系統產非總是需要，但加熱室和真空袋系統對於復合材料固化，總是不可少的；
3）模具要求能經受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100ºC）；
4）要求所用芯材能經受工藝溫度和壓力；
（5）典型產品
飛機雷達罩、艦艇聲納整流罩。
8、預浸料（高壓釜）成型
（1）概要
預先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下，將織物和（或）纖維預先用預催化樹脂預浸漬。固化劑大多能在環境溫度下，讓預浸材料貯存幾周或幾個月，仍能保質使用。當要延長保持期，材料須在冷凍條件下貯存。樹脂通常在環境溫度下呈臨界固態。故觸摸預浸材料時有輕微的黏附感，象膠帶似的。製作單向預浸漬材料的纖維直接由紗架下來，與樹脂結合。預浸漬材料用手或機械鋪於模具表面，通過真空袋抽真空，並通常加熱到120-180ºC。使樹脂重新流動，並最終固化。盛開附加壓力通常藉助高壓釜（實際上是一座壓力加熱罐）提供，它能對鋪層施加達5個大氣壓的壓力。
（2）原材料
樹脂：通常用環氧樹脂，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂，如聚醯亞胺、氰酸酯、雙馬來醯亞胺樹脂等；
纖維：任意。雖然由於在工藝過程中，高溫分對芯材有些影響，需要採用某些專門的泡沫芯材。
（3）優點
1）預浸材料製造人員可精確地調整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖維含量。
2）材料於操作人員十分安全，無礙健康，操作清潔；
3）單向帶纖維成本最低，因為毋須將纖維預先轉為織物的二次加工過程；
4）由於製造過程採用可滲透的高粘度樹脂，樹脂化學性能力學和熱性能可以是最適宜的；
5）材料有效時間長（室溫下可保質數月），這意味著可優化結構、復合材料易鋪層；
6）可能實現自動化和節省勞動力。
（4）缺點
1）對於預浸織物，材料成本高；
2）通常要對高壓釜固化復合材料製品，耗費大、作業慢、製品尺寸受限制；
3）模具需能承受作業溫度；
4）芯材需要承受作業溫度和壓力。
（5）典型產品
飛機結構復合材料（如機翼和尾翼）、衛星與運載火箭結構件（太陽能電池基板、夾層結構板、衛星介面支架、火箭整流罩等）、賽車、運動器材（如網球拍、滑雪板等）。
9、低溫 固化預浸料成型
（1）概要
低溫固化預浸料完全按通常的預浸料方法制備，但樹脂的化學性質使其得以在60-100ºC溫度下固化。在60ºC時，材料可操作保持期可小到限於1個星期，但亦可延長到幾個月。樹脂系統的流動截面適於採用真空袋壓力，避免採用高壓釜。
（2）材料 |
樹脂：一般僅採用環氧樹脂；
纖維：任意，同通常的預浸料；
芯材：任意，雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意。
（3）優點
1）具有傳統預浸料法所具備的（1）-（6）條優點；
2）模具材料較便宜，如木材亦可用，因其固化溫度較低故；
3）可容易地製造大型結構。因為僅需真空袋壓力；固化溫度低，可採用簡單的熱空氣循環加熱室（經常就地建造大於製品的加熱室 ）
4）可採用普通的PVC泡沫芯材，略作處理即可；
5）能耗低。
（4）缺點
1）材料成本仍高於預浸織物；
2）需加熱室和真空袋系統，以固化製品；
3）模具需能經受高於環境溫度的溫度（常用60-100ºC）；
4）仍有能耗，因需高於環境溫度固化。
（5）典型產品
高性能風力發電機葉片、賽艇、救生艇、火車用零部件。
10、SCRIMP,RIFT,VARTM

圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖
（1）概要
SCRIMP（Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復合材料公司樹脂滲透成型法）,RIFT（Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法） ,VARTM（Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型）這三種工藝原理相似。
將織物作為干鋪層材料入模內，如同RTM。然後覆以剝離保護層和縫編非結構織物。整個鋪層用真空袋覆罩好。袋無滲漏後，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經非結構織物而在整個鋪層分布。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊，利於提高製作表觀與結構密實度。
（2）材料
樹脂：常和環氧樹脂、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂；
纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用，因其間隙使得樹脂快速流動；
芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用。
（3）優點
1）同RTM，但製品僅一面光，不似RTM兩面光；
2）由於模具一半是真空袋，主模具僅需較低強度，故模具成本甚低；
3）可製造大尺寸產品；
4）通常的濕法鋪層工具可改進以用於這些成型法；
5）一次作業即可生產芯材結構。
（4）缺點
1）要完成好相對復雜的操作過程；
2）樹脂粘度必須非常低，限制了製品的力學性能；
3）鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費甚大；
4） SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限。
（5）典型產品
小艇半成品、列車和卡車車身面板。

㈤ 汽車採用哪些輕量比和新材料

1、鍍鋅鋼板

隨著汽車工業發展，為了提高車體使用壽命和增強車體材料的抗腐性能，鍍鋅鋼板得到廣泛使用。由於在目前汽車車身製造中，主要採用電阻點焊方法，與無鍍層鋼板相比，鍍鋅鋼板的點焊過程中還存在一些問題：先於鋼板熔化的鋅層形成鋅環而分流，致使焊接電流密度減小；鋅層表面燒損、污染電極而使電極壽命降低；鋅層電阻率低，接觸電阻小；容易產生焊接飛濺、裂紋及氣孔等缺陷。

2、高強度鋼板

從前的高強度鋼板，拉延強度雖高於低碳鋼板，但延伸率只有後者的50％，故只適用於形狀簡單、延伸深度不大的零件。現在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當
的微量元素，經各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳鋼板的2～3倍，延性能極好，可軋製成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材
料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中國奇瑞汽車公司與寶鋼合作，2001年在試制樣車上使用的高強度鋼用量為262kg，占車身鋼板用量的
46%，對減重和改進車身性能起到了良好的作用。下表所示為美國轎車材料構成的變化。

材料構成 1980年

（KG/車）

1985年

（KG/車）

1990年

（KG/車）

2000年

（KG/車）

鋼 862 726 590 630

鑄鐵 227 136 113 136.07

鋁 54 68 91 95

塑料 91 109 136 149

玻璃 41 32 23 34

低合金高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板和高強度IF冷軋鋼板等，車身設計師可根據板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。

（1）含磷高強度冷軋鋼板：含磷高強度冷軋鋼板主要用於轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用於載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為：具有較高強度，比普通冷軋鋼板高15％～25％；良好的強度和塑性平衡，即隨著強度的增加，伸長率和應變硬化指數下降甚微；具有良好的耐腐蝕性，比普通冷軋鋼板提高20％；具有良好的點焊性能；

（2）烘烤硬化冷軋鋼板：經過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理，屈服強度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度，是車身外板輕量化設計首選材料之一；

（3）冷軋雙向鋼板：具有連續屈服、屈強比低和加工硬化高、兼備高強度及高塑性的特點，如經烤漆後其強度可進一步提高。適用於形狀復雜且要求強度高的車身零件。主要用於要求拉伸性能好的承力零部件，如車門加強板、保險杠等；

（4）超低碳高強度冷軋鋼板：在超低碳鋼（C≤0.005％）中加入適量的鈦或鈮，以保證鋼板的深沖性能，再添加適量的磷以提高鋼板的強度。實現了深沖性與高強度的結合，特別適用於一些形狀復雜而強度要求高的沖壓零件。

3、輕量化迭層鋼板

迭層鋼板是在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復合材料，表層鋼板厚度為0.2～0.3mm，塑料層的厚度占總厚度的25％～65％。與具有同樣剛度的單層鋼板相比，質量只有57％。隔熱防振性能良好，主要用於發動機罩、行李箱蓋、車身底板等部件。

4、鋁合金

㈥ 玻璃纖維蜂窩復合板的海關編碼是什麼主要成分是玻璃纖維和不飽和聚酯樹脂

摘要 長度不超過50毫米的短切玻璃纖維(代碼:70191100)

㈦ 為什麼有的汽車外殼居然是用硬化塑料做的求大神幫助

那是為了輕量化吧`以前BMW出了一款名為Z1的輛產車 用的也是硬化塑料,那車可以跟手機一樣更換外殼

㈧ 未來的新材料！懂行的請進！

現在的汽車製造業
主要採用鋼 鐵 鋁
這些材料會嚴重影響未來地球資源
可以說 樓主的想法非常好
我認為你設計的汽車首先要環保、輕質、節能的

所以我認為可以取代現有材料的
又具備以上特點
車身新材料的種類
高強度鋼板
從前的高強度鋼板，拉延強度雖高於低碳鋼板，但延伸率只有後者的50％，故只適用於形狀簡單、延伸深度不大的零件。現在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當的微量元素，經各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳鋼板的2～3倍，深拉延性能極好，可軋製成很薄的鋼板，是車身輕量化的重要材料。到2000年，其用量已上升到50%左右。中國奇瑞汽車公司與寶鋼合作，2001年在試制樣車上使用的高強度鋼用量為262kg，占車身鋼板用量的46%，對減重和改進車身性能起到了良好的作用。

低合金高強度鋼板的品種主要有含磷冷軋鋼板、烘烤硬化冷軋鋼板、冷軋雙相鋼板和高強度1F冷軋鋼板等，車身設計師可根據板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種。

含磷高強度冷軋鋼板：含磷高強度冷軋鋼板主要用於轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板，也可用於載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為：具有較高強度，比普通冷軋鋼板高15％～25％；良好的強度和塑性平衡，即隨著強度的增加，伸長率和應變硬化指數下降甚微；具有良好的耐腐蝕性，比普通冷軋鋼板提高20％；具有良好的點焊性能；

烘烤硬化冷軋鋼板：經過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理，屈服強度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強度，是車身外板輕量化設計首選材料之一；

冷軋雙向鋼板：具有連續屈服、屈強比低和加工硬化高、兼備高強度及高塑性的特點，如經烤漆後其強度可進一步提高。適用於形狀復雜且要求強度高的車身零件。主要用於要求拉伸性能好的承力零部件，如車門加強板、保險杠等；

超低碳高強度冷軋鋼板：在超低碳鋼（C≤0.005％）中加入適量的鈦或鈮，以保證鋼板的深沖性能，再添加適量的磷以提高鋼板的強度。實現了深沖性與高強度的結合，特別適用於一些形狀復雜而強度要求高的沖壓零件。

輕量化迭層鋼板
迭層鋼板是在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復合材料，表層鋼板厚度為0.2～0.3mm，塑料層的厚度占總厚度的25％～65％。與具有同樣剛度的單層鋼板相比，質量只有57％。隔熱防振性能良好，主要用於發動機罩、行李箱蓋、車身底板等部件。

鋁合金
與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度小（2.7g/cm3）、比強度高、耐銹蝕、熱穩定性好、易成形、可回收再生等優點，技術成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由於採用了全鋁車身骨架和外板結構，使其總質量減少了135kg，比傳統鋼材料車身減輕了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數量從50個減至29個，車身框架完全閉合（見圖1）。這種結構不僅使車身的扭轉剛度提高了60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。由於所有的鋁合金都可以回收再生利用，深受環保人士的歡迎。

根據車身結構設計的需要，採用激光束壓合成型工藝，將不同厚度的鋁板或者用鋁板與鋼板復合成型，再在表面塗覆防腐蝕材料使其結構輕量化且具有良好的耐腐蝕性。

鎂合金
鎂的密度為1.8g/cm3，僅為鋼材密度的35％，鋁材密度的66％。此外它的比強度、比剛度高，阻尼性、導熱性好，電磁屏蔽能力強，尺寸穩定性好，因此在航空工業和汽車工業中得到了廣泛的應用。鎂的儲藏量十分豐富，鎂可從石棉、白雲石、滑石中提取，特別是海水的鹽分中含 3.7%的鎂。近年來鎂合金在世界范圍內的增長率高達20％。

鑄造鎂合金的車門由成型鋁材製成的門框和耐碰撞的鎂合金骨架、內板組成。另一種鎂合金製成的車門，它由內外車門板和中間蜂窩狀加強筋構成，每扇門的凈質量比傳統的鋼制車門輕10kg，且剛度極高。隨著壓鑄技術的進步，已可以製造出形狀復雜的薄壁鎂合金車身零件，如前、後擋板、儀表盤、方向盤等。

泡沫合金板
泡沫合金板由粉末合金製成，其特點是密度小，僅為0.4～0.7g／cm3，彈性好，當受力壓縮變形後，可憑自身的彈性恢復原料形狀。泡沫合金板種類繁多，除了泡沫鋁合金板外，還有泡沫鋅合金、泡沫錫合金、泡沫鋼等，可根據不同的需要進行選擇。由於泡沫合金板的特殊性能，特別是出眾的低密度、良好的隔熱吸振性能，深受汽車製造商的青睞。目前，用泡沫鋁合金製成的零部件有發動機罩、行李箱蓋等。

蜂窩夾芯復合板
蜂窩夾芯復合板是兩層薄面板中間夾一層厚而極輕的蜂窩組成。根據夾芯材料的不同，可分為紙蜂窩、玻璃布蜂窩、玻璃纖維增強樹脂蜂窩、鋁蜂窩等；面板可以採用玻璃鋼、塑料、鋁板和鋼板等材料。由於蜂窩夾芯復合板具有輕質、比強度和比剛度高、抗振、隔熱、隔音和阻燃等特點，故在汽車車身上獲得較多應用，如車身外板、車門、車架、保險杠、座椅框架等。英國發明了一種以聚丙烯作芯，鋼板為面板的薄夾層板用以替代鋼制車身外板，使零件質量減輕了50%~60%，且易於沖壓成型。

工程塑料
與通用塑料相比，工程塑料具有優良的機械性能、電性能、耐化學性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩定性等特點，且比要取代的金屬材料輕、成型時能耗少。二十世紀七十年代起，以軟質聚氯乙烯、聚氨酯為主的泡沫類、襯墊類、緩沖材料等塑料在汽車工業中被廣泛採用。福特公司開發的LTD試驗車，塑料化後的車身取得了輕量化方面的明顯成果（見表2）。

中國工程塑料工業普遍存在工藝落後、設備陳舊、規模小、品種少、質量不穩定的狀況，而且價格高，缺乏市場競爭力。工程塑料在汽車上的應用僅相當於國外上世紀八十年代的水平。如上海桑塔納轎車塑料用量僅為2.86kg/輛，紅旗CA7228型轎車為2.4kg/輛，而日本轎車平均為14kg/輛，寶馬則更高，為35.64kg/輛。但這種局面將很快被打破，由上海普利特復合材料有限公司投資新建、國內最大的汽車用高性能ABS工程塑料生產基地日前在上海建成投產。此項目引進了世界先進的工程塑料生成線和試驗檢測儀器等設備，形成了年產15,000噸高性能ABS工程塑料的能力。

高強度纖維復合材料
高強度纖維復合材料，特別是碳纖維復合材料（CFRP），因其質量小，而且具有高強度、高剛性，有良好的耐蠕變與耐腐蝕性，因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復合材料在汽車上的應用，美國開展的最好。

二十世紀八十年代後期，復合材料車身外覆件得到大量的應用和推廣，如發動機罩、翼子板、車門、車頂板、導流罩、車廂後擋板等，甚至出現了全復合材料的卡車駕駛室和轎車車身。據統計，在歐美等國汽車復合材料的用量約占本國復合材料總產量的33％左右，並繼續呈增長態勢，復合材料作為汽車車身的外覆件來說，無論從設計還是生產製造、應用都已成熟，並已從車身外覆件的使用向汽車的內飾件和結構件方向發展。圖2為法國SORA公司為雷諾汽車公司開發的全復合材料轎車車身和重型卡車駕駛室。上海通用柳州汽車公司和東風公司計劃推出全復合材料車身的家庭用小轎車。

車身新材料應用的現狀
目前，國內外車身輕量化的研究方向是開發具有較高強度的輕質高性能新材料及設計新的輕量化結構。通過多年的探索，已取得了新的進展。德國大眾九十年代末開發的路波TDI車型就是採用新設計、新材料、新工藝的綜合成果。

TDI所有車身部件都是輕質金屬製成的，包括前擋泥板、車門、發動機罩和尾門，其中尾門的金屬外層是鋁質，內板是鎂製成的。汽車的內部設備許多也是輕質金屬製成的，如，座椅的框架由鋁製成，方向盤的內骨架是鎂製成。乘客艙和發動機室之間組合隔板是鋁質的。支撐結構通常也是由高強度的薄板金屬製成的。

為解決新材料的防腐蝕保護和連接，大眾採用創新的沖孔鉚接法、迭邊壓接、激光釺焊等技術。

路波TDI的自重為830kg，包括417kg（50.5％）的鋼、136kg輕質金屬（16.4％，包括3.7kg的鎂）、116kg塑料（14.0％）。在保證車身抗扭剛度、使用壽命和安全性的前提下，車身的重量減輕了50kg，汽車的總重減輕了154kg。由於汽車自重大幅度減輕，使得百公里油耗降至2.99升，總能量消耗只是傳統汽車的一半。這意味著二氧化碳的排放量也將減少一半，碳氫化合物的排放量降到四分之一，是典型的環保型轎車，也是世界上批量生產的最經濟轎車之一。

新材料應用的發展趨勢
新材料回收再用性的研究
研究汽車新材料的最終處置問題至關重要，從某種程度上講，關繫到它的生存與發展。目前，汽車上約占自重25％的材料無法回收再用，其中三分之一為各種塑料，三分之一為橡膠，還有三分之一為玻璃、纖維。鑒於這種情況，世界各國都花費大量的人力、物力進行材料的回收再生問題的研究。現在可以通過三種途徑進行回收：顆粒回收，重新碾磨；化學回收，高溫分解；能源回收，將廢棄物作為燃料。

德國在回收塑料等材料的法規是世界上最為完善的，其管理方式非常明確，即首先是避免產生，然後才是「循環使用」和「最終處理」。1991年規定回收塑料中的60％必須是機械性回收，另有40％可以機械回收，也可以採用填埋或能量回收的方式。通過十年的努力，現在的回收率已高達87％。日本是循環經濟立法最全面的國家，其目的是建立一個資源「循環型社會」。為此，日本對廢舊塑料的回收利用一直保持積極態度。此外，日本還大力支持以廢塑料為主的工業垃圾發電事業。計劃到2010年在全國建立150個廢塑料發電設備。

減少材料的品種
未來汽車在工程塑料類型的選擇上將會發生巨大的變化。目前汽車使用的塑料由幾十種高分子材料組成，當前世界各大汽車公司致力於減少車用塑料的種類，並盡量使其通用化。這將有利於材料的回收再生和生態環境的保護。

降低成本
制約汽車車身新材料應用的重要因素是價格。作為主要新材料的高強度鋼、玻璃纖維增強材料、鋁和石墨增強，其成本分別為普通碳鋼的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低這些新材料的製造成本，才可能使諸多新材料進入批量生產。如玻璃纖維增強材料將在成本上成為鋼材的有力競爭者，雖然它的重量減輕有限，但價格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好，但因其成本居高不下，目前它在汽車工業上很難有所作為。

先進的製造工藝的研發
採用新材料與先進的製造工藝是相輔相成的，汽車工業正在努力開發新的製造方法，對傳統的工藝進行更新。例如：適用於輕量化設計的連接工藝今年來有所發展，如德國某汽車公司在大批生產的轎車上採用CO2激光束焊接，與傳統的焊接工藝相比，焊接成的高強度鋼板車身的強度提高了50％。又如，一些復合材料的SMC殼體的材料較厚，大約為2.5～3mm，限制了輕量化的幅度。法國雷諾公司採用新的A級表面精度的SMC模壓技術和低密度填料，減薄了零件厚度，使轎車殼體重量比普通SMC工藝下降了30％。

車身設計方法的革命
據歐洲汽車界人士預測，在今後十年中，轎車自身質量還將減輕20％，除了大量採用復合材料和輕質合金外，車身設計方法也將發生重大變化。

由於大量採用新型材料，傳統的車身結構及其設計方法可能不再適用，取而代之的是一種基於生物學增長規律的形狀優化設計法，這種設計方法即能減少零件質量，又延長了零件的使用壽命。此外，採用新的設計方法還能使車身零件數大幅度減少。如某車型的零件數已由400個減少到75個，質量減輕30％。美國克萊斯勒汽車公司尚未投放市場的概念車由於採用了創新的優化設計法，使整車自重降至544kg。這說明輕量化設計具有極大的潛力。

㈨ 玻璃纖維布的用途

玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass ）是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經濟各個領域。
特點：
1、用於低溫-196℃，高溫300℃之間，具有耐氣候性。
2、非粘著性，不易粘附任何物質。
3、耐化學腐蝕，能耐強酸、強鹼、王水及各種有機溶劑的腐蝕。
4、摩擦系數低，是無油自潤滑的最佳選擇。
5、透光率達6～13 %。
6、具有高絕緣性能、防紫外線、防靜電。
7、強度高。具有良好的機械特性。
8、耐葯劑性

㈩ 中國的汽車材料發展趨勢

中國的汽車材料發展趨勢？

復合型汽車材料主要是指兩種或者兩種以上介質結合而成的汽車材料，其不僅能全面發揮各種原材料的優勢，還能避免單一材料缺陷對汽車加工製造效果產生影響。

而且在我國汽車製造行業不斷發展的條件下，各類環氧復合材料也取代傳統復合材料，通過環氧復合材料進行汽車加工製造，能保證汽車內部各個金屬構件之間的整合效果，降低汽車內部各類金屬構件在長時間運行過程中出現故障的幾率，使得汽車質量安全水平得以提高。

為此，必須加強汽車加工製造過程中環氧復合材料的研究力度，有效提升環氧復合材料在汽車各部位運行中的作用效果，避免有關部門在利用環氧復合材料進行汽車加工製造過程中出現質量問題。

如果環氧復合材料在具體應用過程中出現材料分解離析的現象，就應要求相關人員從環氧復合材料固有性質入手規劃合理的改善措施，以此滿足復合型汽車材料良性發展的目標。