高性能樹脂基納米復合材料

❶ 飛機的發動機是用什麼材料做成的

這個我只能大概的回答一下，發動機可以分為:冷端和熱端。即冷端——燃燒室之前，熱端——燃燒室之後（包括燃燒室）。
冷端這要是一些鋁合金，有些先進發動機的高壓壓氣機葉片和風扇是鈦合金的；熱端都是一些高溫合金，阻燃合金等，比如鎳基高溫合金、陶瓷基高溫合金等。
另外，發動機的附件齒輪箱好多是用鈦合金鑄造的。

❷ 樹脂基復合材料知識

纖維增強樹脂基復合材料常用的樹脂為環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。目前常用的有：熱固性樹脂、熱塑性樹脂，以及各種各樣改性或共混基體。熱塑性樹脂可以溶解在溶劑中，也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體，冷卻後又變硬。熱固性樹脂只能一次加熱和成型，在加工過程中發生固化，形成不熔和不溶解的網狀交聯型高分子化合物，因此不能再生。復合材料的樹脂基體，以熱固性樹脂為主。早在40年代，在戰斗機、轟炸機上就開始採用玻璃纖維增強塑料作雷達罩。60年代美國在F—4、F—111等軍用飛機上採用了硼纖維增強環氧樹脂作方向舵、水平安定面、機翼後緣、舵門等。在導彈製造方面，50年代後期美國中程潛地導彈「北極星A—2」第二級固體火箭發動機殼體上就採用了玻璃纖維增強環氧樹脂的纏繞製件，較鋼質殼體輕27%；後來採用高性能的玻璃纖維代替普通玻璃纖維造「北極星A—3」，使殼體重量較鋼制殼體輕50%，從而使「北極星A—3」導彈的射程由2700千米增加到4500千米。70年代後採用芳香聚醯胺纖維代替玻璃纖維增強環氧樹脂，強度又大幅度提高，而重量減輕。碳纖維增強環氧樹脂復合材料在飛機、導彈、衛星等結構上得到越來越廣泛的應用。

在化學工業上的應用
編輯
環氧乙烯基酯樹脂在氯鹼工業中，有著良好的應用。
氯鹼工業是玻璃鋼作耐腐材料最早應用領域之一，目玻璃鋼已成為氯鹼工業的主要材料。玻璃鋼已用於各種管道系統、氣體鼓風機、熱交換器外殼、鹽水箱以至於泵、池、地坪、牆板、格柵、把手、欄桿等建築結構上。同時，玻璃鋼也開始進入化工行業的各個領域。在造紙工業中的應用也在發展，造紙工業以木材為原料，造紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等，對金屬有極強的腐蝕作用，唯有玻璃鋼材料能抵抗這類惡劣環境，玻璃鋼材料已、在一些國家的紙漿生產中顯現其優異的耐蝕性。
在金屬表面處理工業中的應用，則成為環氧乙烯基酯樹脂重要應用，金屬表面處理廠所使用的酸，大多為鹽酸、基本上用玻璃鋼是沒有問題的。環氧樹脂作為纖維增強復合材料進入化工防腐領域，是以環氧乙烯基酯樹脂形態出現的。它是雙酚A環氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環加成化學反應而製成，每噸需用環氧樹脂比例達50%，這類樹脂既保留了環氧樹脂基本性能，又有不飽和聚酯樹脂良好的工藝性能，所以大量運用在化工防腐領域。
其在化工領域的防腐主要包括：化工管道、貯罐內襯層；電解槽；地坪；電除霧器及廢氣脫硫裝置；海上平台井架；防腐模塑格柵；閥門、三通連接件等。為了提高環氧乙烯基酯樹脂優越的耐熱性、防腐蝕性和結構強度，樹脂還不斷進行改性，如酚醛、溴化、增韌等環氧乙烯基酯樹脂等品種，大量運用於大直徑風葉、磁懸浮軌道增強網、賽車頭盔、光纜纖維牽引桿等。
樹脂基復合材料作為一種復合材料，是由兩個或兩個以上的獨立物理相，包含基體材料（樹脂）和增強材料所組成的一種固體產物。樹脂基復合材料具有如下的特點：
（1）各向異性（短切纖維復合材料等顯各向同性）；
（2）不均質（或結構組織質地的不連續性）；
（3）呈粘彈性行為；
（4）纖維（或樹脂）體積含量不同，材料的物理性能差異；
（5）影響質量因素多，材料性能多呈分散性。
樹脂基復合材料的整體性能並不是其組分材料性能的簡單疊加或者平均，這其中涉及到一個復合效應問題。復合效應實質上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互補充的結果。它表現為樹脂基復合材料的性能在其組分材料基礎上的線性和非線性的綜合。復合效應有正有負，性能的提高總是人們所期望的，但有進材料在復合之後某些方面的性能出現抵消甚至降低的現象是不可避免的。
復合效應的表現形式多樣，大致上可分為兩種類型：混合效應和協同效應。
混合效應也稱作平均效應，是組分材料性能取長補短共同作用的結果，它是組分材料性能比較穩定的總體反映，對局部的擾動反應並敏感。協同效應與混合效應相比，則是普遍存在的且形式多樣，反映的是組分材料的各種原位特性。所謂原位特性意味著各相組分材料在復合材料中表現出來的性能並不只是其單獨存在時的性能，單獨存在時的性能不能表徵其復合後材料的性能。
樹脂基復合材料的力學性能
力學性能是材料最重要的性能。樹脂基復合材料具有比強度高、比模量大、抗疲勞性能好等優點，用於承力結構的樹脂基復合材料利用的是它的這種優良的力學性能，而利用各種物理、化學和生物功能的功能復合材料，在製造和使用過程中，也必須考慮其力學性能，以保證產品的質量和使用壽命。
1、樹脂基復合材料的剛度
樹脂基復合材料的剛度特性由組分材料的性質、增強材料的取向和所佔的體積分數決定。樹脂基復合材料的力學研究表明，對於宏觀均勻的樹脂基復合材料，彈性特性復合是一種混合效應，表現為各種形式的混合律，它是組分材料剛性在某種意義上的平均，界面缺陷對它作用不是明顯。
由於製造工藝、隨機因素的影響，在實際復合材料中不可避免地存在各種不均勻性和不連續性，殘余應力、空隙、裂紋、界面結合不完善等都會影響到材料的彈性性能。此外，纖維（粒子）的外形、規整性、分布均勻性也會影響材料的彈性性能。但總體而言，樹脂基復合材料的剛度是相材料穩定的宏觀反映。
對於樹脂基復合材料的層合結構，基於單層的不同材質和性能及鋪層的方向可出現耦合變形，使得剛度分析變得復雜。另一方面，也可以通過對單層的彈性常數（包括彈性模量和泊松比）進行設計，進而選擇鋪層方向、層數及順序對層合結構的剛度進行設計，以適應不同場合的應用要求。
2、樹脂基復合材料的強度
材料的強度首先和破壞聯系在一起。樹脂基復合材料的破壞是一個動態的過程，且破壞模式復雜。各組分性能對破壞的作用機理、各種缺陷對強度的影響，均有街於具體深入研究。
樹脂基復合材強度的復合是一種協同效應，從組分材料的性能和樹脂基復合材料本身的細觀結構導出其強度性質。對於最簡單的情形，即單向樹脂基復合材料的強度和破壞的細觀力學研究，還不夠成熟。
單向樹脂基復合材料的軸向拉、壓強度不等，軸向壓縮問題比拉伸問題復雜。其破壞機理也與拉伸不同，它伴隨有纖維在基體中的局部屈曲。實驗得知：單向樹脂基復合材料在軸向壓縮下，碳纖維是剪切破壞的；凱芙拉（Kevlar）纖維的破壞模式是扭結；玻璃纖維一般是彎曲破壞。
單向樹脂基復合材料的橫向拉伸強度和壓縮強度也不同。實驗表明，橫向壓縮強度是橫向拉伸強度的4～7倍。橫向拉伸的破壞模式是基體和界面破壞，也可能伴隨有纖維橫向拉裂；橫向壓縮的破壞是因基體破壞所致，大體沿45°斜面剪壞，有時伴隨界面破壞和纖維壓碎。單向樹脂基復合材料的面內剪切破壞是由基體和界面剪切所致，這些強度數值的估算都需依靠實驗。
雜亂短纖維增強樹脂基復合材料盡管不具備單向樹脂基復合材料軸向上的高強度，但在橫向拉、壓性能方面要比單向樹脂基復合材料好得多，在破壞機理方面具有自己的特點：編織纖維增強樹脂基復合材料在力學處理上可近似看作兩層的層合材料，但在疲勞、損傷、破壞的微觀機理上要更加復雜。
樹脂基復合材料強度性質的協同效應還表現在層合材料的層合效應及混雜復合材料的混雜效應上。在層合結構中，單層表現出來的潛在強度與單獨受力的強度不同，如0/90/0層合拉伸所得90°層的橫向強度是其單層單獨實驗所得橫向拉伸強度的2～3倍；面內剪切強度也是如此，這一現象稱為層合效應。
樹脂基復合材料強度問題的復雜性來自可能的各向異性和不規則的分布，諸如通常的環境效應，也來自上面提及的不同的破壞模式，而且同一材料在不同的條件和不同的環境下，斷裂有可能按不同的方式進行。這些包括基體和纖維（粒子）的結構的變化，例如由於局部的薄弱點、空穴、應力集中引起的效應。除此之外，界面粘結的性質和強弱、堆積的密集性、纖維的搭接、纖維末端的應力集中、裂縫增長的干擾以及塑性與彈性響應的差別等都有一定的影響。
樹脂基復合材料的物理性能
樹脂基復合材料的物理性能主要有熱學性質、電學性質、磁學性質、光學性質、摩擦性質等（見表）。對於一般的主要利用力學性質的非功能復合材料，要考慮在特定的使用條件下材料對環境的各種物理因素的響應，以及這種響應對復合材料的力學性能和綜合使用性能的影響；而對於功能性復合材料，所注重的則是通過多種材料的復合而滿足某些物理性能的要求。
樹脂基復合材料的物理性能由組分材料的性能及其復合效應所決定。要改善樹脂基復合材料的物理性能或對某些功能進行設計時，往往更傾向於應用一種或多種填料。相對而言，可作為填料的物質種類很多，可用來調節樹脂基復合材料的各種物理性能。值得注意的是，為了某種理由而在復合體系中引入某一物質時，可能會對其它的性質產生劣化作用，需要針對實際情況對引入物質的性質、含量及其與基體的相互作用進行綜合考慮。
樹脂基復合材料的化學性能
大多數的樹脂基復合材料處在大氣環境中、浸在水或海水中或埋在地下使用，有的作為各種溶劑的貯槽，在空氣、水及化學介質、光線、射線及微生物的作用下，其化學組成和結構及各種性能會發生各種變化。在許多情況下，溫度、應力狀態對這些化學反應有著重要的影響。特別是航空航天飛行器及其發動機構件在更為惡劣的環境下工作，要經受高溫的作用和高熱氣流的沖刷，其化學穩定性是至關重要的。
作為樹脂基復合材料的基體的聚合物，其化學分解可以按不同的方式進行，它既可通過與腐蝕性化學物質的作用而發生，又可間接通過產生應力作用而進行，這包括熱降解、輻射降解、力學降解和生物降解。聚合物基體本身是有機物質，可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應力腐蝕。所謂的應力腐蝕，是摜材料與某些有機溶劑作用在承受應力時產生過早的破壞，這樣的應力可能是在使用過程中施加上去的，也可能是鑒於製造技術的某些局限性帶來的。根據基體種類的不同，材料對各種化學物質的敏感程度不同，常見的玻璃纖維增強塑料耐強酸、鹽、酯，但不耐鹼。一般情況下，人們更注重的是水對材料性能的影響。水一般可導致樹脂基復合材料的介電強度下降，水的作用使得材料的化學鍵斷裂時產生光散射和不透明性，對力學性能也有重要影響。不上膠的或僅只熱處理過的玻璃纖維與環氧樹脂或聚酯樹脂組成的復合材料，其拉伸強度、剪切強度和彎曲強度都很明顯地受沸水影響，使用偶聯劑可明顯地降低這種損失。水及各種化學物質的影響與溫度、接觸時間有關，也與應力的大小、基體的性質及增強材料的幾何組織、性質和預處理有關，此外還與復合材料的表面的狀態有關，纖維末端暴露的材料更易受到損害。
聚合物的熱降解有多種模式和途徑，其中可能幾種模式同時進行。如可通過"拉鏈"式的解聚機理導致完全的聚合物鏈的斷裂，同時產生揮發性的低分子物質。其它的方式包括聚合物鏈的不規則斷裂產生較高分子量的產物或支鏈脫落，還有可能形成環狀的分子鏈結構。填料的存在對聚合物的降解有影響，某些金屬填料可通過催化作用加速降解，特別是在有氧存在的地方。樹脂基復合材料的著火與降解產生的揮發性物質有關，通常加入阻燃劑減少著火的危險。某些聚合物在高溫條件下可產生一層耐熱焦炭，這些聚合物與尼龍、聚酯纖維等復合後，因這些增強物本身的分解導致揮發性物質產生可帶走熱量而冷卻燒焦的聚合物，進一步提高耐熱性，同時賦予復合材料以優良的力學性能，如良好的坑震性。
許多聚合物因受紫外線輻射或其它高能輻射的作用而受到破壞，其機理是當光和射線的能量大於原子間的共價鍵能時，分子鏈發生斷裂。鉛填充的聚合物可用來防止高能輻射。紫外線輻射則一般受到更多的關注，經常使用的添加劑包括炭黑、氧化鋅和二氧化鈦，它們的作用是吸收或者反射紫外線輻射，有些無面填料可以和可見光一樣傳輸紫外線，產生熒光。
力學降解是另一種降解機理，當應力的增加頻率超過一個鍵通過平移所產生的響應能力時，就發生鍵的斷裂，由此形成的自由基還可能對下一階段的降解模式產生影響。硬質和脆性聚合物基體應變小，可進行有或者沒有鏈斷裂的脆性斷裂，而較軟但粘性高的聚合物基體大多是力學降解的。
樹脂基復合材料的工藝特點
樹脂基復合材料的成型工藝靈活，其結構和性能具有很強的可設計性。樹脂基復合材料可用模具一次成型法來製造各種構件，從而減少了零部件的數量及接頭等緊固件，並可節省原材料和工時；更為突出的是樹脂基復合材料可以通過纖維種類和不同排布的設計，把潛在的性能集中到必要的方向上，使增強材料更為有效地發揮作用。通過調節復合材料各組分的成分、結構及排列方式，既可使構件在不同方向承受不同的作用力，還可以製成兼有剛性、韌性和塑性等矛盾性能的樹脂基復合材料和多功能製品，這些是傳統材料所不具備的優點。樹脂基復合材料在工藝方面也存在缺點，比如，相對而言，大部分樹脂基復合材料製造工序較多，生產能力較低，有些工藝（如製造大中型製品的手糊工藝和噴射工藝）還存在勞動強度大、產品性能不穩定等缺點。
樹脂基復合材料的工藝直接關繫到材料的質量，是復合效應、"復合思想"能否體現出來的關鍵。原材料質量的控制、增強物質的表面處理和鋪設的均勻性、成型的溫度和壓力、後處理及模具設計的合理性都影響最終產品的性能。在成型過程中，存在著一系列物理、化學和力學的問題，需要綜合考慮。固化時在基體內部和界面上都可能產生空隙、裂紋、缺膠區和富膠區；熱應力可使基體產生或多或少的微裂紋，在許多工藝環節中也都可造成纖維和纖維束的彎曲、扭曲和折斷；有些體系若工藝條件選擇不當可使基體與增強材料之間發生不良的化學反應；在固化後的加工過程中，還可進一步引起新的纖維斷裂、界面脫粘和基體開裂等損傷。如何防止和減少缺陷和損傷，保證纖維、基體和界面發揮正常的功能是一個非常重要的問題。
樹脂基復合材料的成型有許多不同工藝方法，連續纖維增強樹脂基復合材料的材料成型一般與製品的成型同時完成，再輔以少量的切削加工和連接即成成品；隨機分布短纖維和顆粒增強塑料可先製成各種形式的預混料，然後進行擠壓、模塑成型。
組合復合效應
復合體系具有兩種或兩種以上的優越性能，稱為組合復合效應貧下中農站這樣的情況很多，許多的力學性能優異的樹脂基復合材料同時具有其它的功能性，下面列舉幾個典型的例子。
1、光學性能與力學性能的組合復合
纖維增強塑料，如玻璃纖維增強聚酯復合材料，同時具有充分的透光性和足夠的比強度，對於需要透光的建築結構製品是很有用的。
2、電性能與力學性能的組合復合
玻璃纖維增強樹脂基復合材料具有良好的力學性能，同時又是一種優良的電絕緣材料，用於製造各種儀表、電機與電器的絕緣零件，在高頻作用下仍能保持良好的介電性能，又具有電磁波穿透性，適製作雷達天線罩。聚合物基體中引入炭黑、石墨、酞花菁絡合物或金屬粉等導電填料製成的復合材料具有導電性能，同時具有高分子材料的力學性能和其它特性。
3、熱性能與力學性能的組合復合
①耐熱性能
樹脂基復合材料在某些場合的使用除力學性能外，往往需要同時具有好的耐熱性能。
②耐燒蝕性能
航空航天飛行器的工作處於嚴酷的環境中，必須有防護材料進行保護；耐燒蝕材料靠材料本身的燒蝕帶走熱量而起到防護作用。玻璃纖維、石英纖維及碳纖維增強的酚醛樹脂是成功的燒蝕材料。酚醛樹脂遇到高溫立即碳化形成耐熱性高的碳原子骨架；玻璃纖維還可部分氣化，在表面殘留下幾乎是純的二氧化硅，它具有相當高的粘結性能。兩方面的作用，使酚醛玻璃鋼具有極高的耐燒蝕性能。

❸ 納米復合材料的介紹

納米復合材料是以樹脂、橡膠、陶瓷和金屬等基體為連續相，以納米尺寸的金屬、半導體、剛性粒子和其他無機粒子、纖維、納米碳管等改性劑為分散相，通過適當的制備方法將改性劑均勻性地分散於基體材料中，形成一相含有納米尺寸材料的復合體系，這一體系材料稱之為納米復合材料。

❹ 納米復合材料分哪幾種類型

納米復合材料大致包括三種類型 ：納米微粒與納米微粒復合（-0復合），納米微粒與常規塊體復合（0-3復合）及復合納米薄膜(0-2復合)。此外，有人把納米層狀結構也歸結為納米材料，由不同材質構成的多層膜也稱為納米復合材料。這一類材料在性能上比傳統材料也有極大改善，已在有些方面獲得了應用。

(1)復合塗層材料:市場上大力宣傳的「納米洗衣機」、「納米冰箱」等，實際上是採用了納米塗層材料，這種材料具有高強、高韌、高硬度的特點，在材料表面防護和改性上有著廣泛的應用前景。如MoSi2/SiC復合納米塗層，經500℃,1小時熱處理，塗層硬度可達20.8Gpa，比碳鋼提高了幾十倍。

(2)超塑性陶瓷:用粒徑30nm的被Y2O3穩定化的四方ZrO2，並加入20% Al2O3，製成的陶瓷材延伸率可達200%，具有超塑性。甚至有人做到了延伸率800% 。這是由於納米材料燒結溫度低，燒結過程中速度快和有良好的界面延展性。

(3)高分子基納米復合材料:將經高能球磨製成的納米晶FexCu100-x粉體與環氧樹脂混合製成了具有極高硬度的類金剛石刀片。日本松下電器公司已研製成功樹脂基納米氧化物復合材料，其靜電屏蔽性能優於常規樹脂基碳黑復合材料，而且可以根據氧化物類型改變顏色，在電器外殼塗料方面有廣闊的應用前景。利用納米TiO2粉體的紫外吸收特性可以制防曬膏和化妝品。

(4)磁性材料:由納米四方Fe14Nd2B顆粒和10~15nm 的α-Fe粒子組成的復合材料具有高的矯頑力和高的剩餘磁化強度。高矯頑力來源於Fe14Nd2B相很強的磁－晶各向異性和納米粒子的單磁疇特性。

(5)光學材料:純的Al2O3和純的Fe2O3納米材料在可見光范圍是不發光的，但如果把納米Al2O3和納米Fe2O3摻和到一起 ，獲得的納米粉體或塊體在可見光范圍藍綠光波段出現了一個較寬的光致發光帶，發光的原因是Fe3+離子在納米復合材料中所提供的大量低有序度界面所致。

(6)仿生材料:研究表明，動物的骨骼是由膠質的基體與納米或亞微米的羥基磷灰石組成的一種復合體。納米或亞微米的羥基磷灰石起增強作用。科學家們已按照這樣的思路在實驗室中製造出了人造骨。以上只列舉了一些簡單的例子，目前納米復合材料的研究仍方興未艾。

❺ 誰有關於納米聚合物復合材料詳細資料呀急需

納米粒子具有出色的表面界面效應、小尺寸效應及量子尺寸效應，它和聚合物密度小，耐腐蝕易加工等優良特性結合後，更呈現出不同於常規聚合物復合材料的性能。由於加工簡便，效果明顯，產業界對聚合物納米復合材料的市場前景持樂觀態度。據預計，納米復合材料平均年增長率超過30％，到2009年產值超過1億英鎊的納米復合材料品種將有PP、PA、PET和PVC，充分顯示了納米材料在通用大品種塑料的高性能化和工程塑料功能化方面的重要作用和納米復合材料巨大的潛在市場

❻ 納米復合材料與技術論文3000字

納米材料技術作為一門高新科學技術，納米技術具有極大的價值和作用。下面我給大家分享一些納米材料與技術3000字論文， 希望能對大家有所幫助！

納米材料與技術3000字論文篇一：《試談納米復合材料技術發展及前景》
[摘要]納米材料是指材料顯微結構中至少有一相的一維尺度在100nm以內的材料。納米材料由於平均粒徑微小、表面原子多、比表面積大、表面能高，因而其性質顯示出獨特的小尺寸效應、表面效應等特性，具有許多常規材料不可能具有的性能。納米材料由於其超凡的特性，引起了人們越來越廣泛的關注,不少學者認為納米材料將是21世紀最有前途的材料之一，納米技術將成為21世紀的主導技術。

[關鍵詞]高聚物納米復合材料

一、 納米材料的特性

當材料的尺寸進入納米級，材料便會出現以下奇異的物理性能：

1、尺寸效應

當超細微粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導態的相干長度或投射深度等物理特徵尺寸相當或更小時，晶體的邊界條件將被破壞，非晶態納米微粒的顆粒表面附近原子密度減小，導致聲、光電、磁、熱、力學等特性呈現出新的小尺寸效應。如當顆粒的粒徑降到納米級時，材料的磁性就會發生很大變化，如一般鐵的矯頑力約為80A/m，而直徑小於20nm的鐵，其矯頑力卻增加了1000倍。若將納米粒子添加到聚合物中，不但可以改善聚合物的力學性能，甚至還可以賦予其新性能。

2、表面效應

一般隨著微粒尺寸的減小，微粒中表面原子與原子總數之比將會增加，表面積也將會增大，從而引起材料性能的變化，這就是納米粒子的表面效應。

納米微粒尺寸d(nm) 包含總原子表面原子所佔比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099從表1中可以看出，隨著納米粒子粒徑的減小，表面原子所佔比例急劇增加。由於表面原子數增多，原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有高的活性，很容易與 其它 原子結合。若將納米粒子添加到高聚物中，這些具有不飽和性質的表面原子就很容易同高聚物分子鏈段發生物理化學作用。

3、量子隧道效應

微觀粒子貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。納米粒子的磁化強度等也具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘而產生變化，這稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應。它的研究對基礎研究及實際 應用，如導電、導磁高聚物、微波吸收高聚物等，都具有重要意義。

二、高聚物/納米復合材料的技術進展

對於高聚物/納米復合材料的研究十分廣泛，按納米粒子種類的不同可把高聚物/納米復合材料分為以下幾類：

1、高聚物/粘土納米復合材料

由於層狀無機物在一定驅動力作用下能碎裂成納米尺寸的結構微區，其片層間距一般為納米級，它不僅可讓聚合物嵌入夾層，形成“嵌入納米復合材料”，還可使片層均勻分散於聚合物中形成“層離納米復合材料”。其中粘土易與有機陽離子發生交換反應，具有的親油性甚至可引入與聚合物發生反應的官能團來提高其粘結。其制備的技術有插層法和剝離法，插層法是預先對粘土片層間進行插層處理後，製成“嵌入納米復合材料”，而剝離法則是採用一些手段對粘土片層直接進行剝離，形成“層離納米復合材料”。

2、高聚物/剛性納米粒子復合材料

用剛性納米粒子對力學性能有一定脆性的聚合物增韌是改善其力學性能的另一種可行性 方法 。隨著無機粒子微細化技術和粒子表面處理技術的 發展 ，特別是近年來納米級無機粒子的出現，塑料的增韌徹底沖破了以往在塑料中加入橡膠類彈性體的做法。採用納米剛性粒子填充不僅會使韌性、強度得到提高，而且其性價比也將是不能比擬的。

3、高聚物/碳納米管復合材料

碳納米管於1991年由S.Iijima 發現，其直徑比碳纖維小數千倍，其主要用途之一是作為聚合物復合材料的增強材料。

碳納米管的力學性能相當突出。現已測出碳納米管的強度實驗值為30-50GPa。盡管碳納米管的強度高，脆性卻不象碳纖維那樣高。碳纖維在約1%變形時就會斷裂，而碳納米管要到約18%變形時才斷裂。碳納米管的層間剪切強度高達500MPa，比傳統碳纖維增強環氧樹脂復合材料高一個數量級。

在電性能方面，碳納米管作聚合物的填料具有獨特的優勢。加入少量碳納米管即可大幅度提高材料的導電性。與以往為提高導電性而向樹脂中加入的碳黑相比，碳納米管有高的長徑比，因此其體積含量可比球狀碳黑減少很多。同時，由於納米管的本身長度極短而且柔曲性好，填入聚合物基體時不會斷裂，因而能保持其高長徑比。愛爾蘭都柏林Trinity學院進行的研究表明，在塑料中含2%-3%的多壁碳納米管使電導率提高了14個數量級，從10-12s/m提高到了102s/m。

三、前景與展望

在高聚物/納米復合材料的研究中存在的主要問題是：高聚物與納米材料的分散缺乏專業設備，用傳統的設備往往不能使納米粒子很好的分散，同時高聚物表面處理還不夠理想。我國納米材料研究起步雖晚但 發展 很快，對於有些方面的研究 工作與國外相比還處於較先進水平。如：漆宗能等對聚合物基粘土納米復合材料的研究;黃銳等利用剛性粒子對聚合物改性的研究都在學術界很有影響;另外，四川大學高分子 科學 與工程國家重點實驗室發明的磨盤法、超聲波法制備聚合物基納米復合材料也是一種很有前景的手段。盡管如此，在總體水平上我國與先進國家相比尚有一定差距。但無可否認，納米材料由於獨特的性能，使其在增強聚合物 應用中有著廣泛的前景，納米材料的應用對開發研究高性能聚合物復合材料有重大意義。特別是隨著廉價納米材料不斷開發應用，粒子表面處理技術的不斷進步，納米材料增強、增韌聚合物機理的研究不斷完善，納米材料改性的聚合物將逐步向 工業 化方向發展，其應用前景會更加誘人。

參考 文獻 ：

[1] 李見主編.新型材料導論.北京：冶金工業出版社，1987.

[2]都有為.第三期工程科技 論壇 ——‘納米材料與技術’ 報告 會.

[3]rohlich J，Kautz H，Thomann R[J].Polymer，2004，45(7)：2155-2164.
納米材料與技術3000字論文篇二：《試論納米技術在新型包裝材料中的應用》
【摘 要】作為一門高新科學技術，納米技術具有極大的價值和作用。進入20世紀90年代，納米科學得到迅速的發展，產生了納米材料學、納米化工學、納米機械學及納米生物學等，由此產生的納米技術產品也層出不窮，並開始涉及汽車行業。

【關鍵詞】納米技術 包裝材料

1 納米技術促進了汽車材料技術的發展

納米技術可應用在汽車的任何部位，包括發動機、底盤、車身、內飾、車胎、傳動系統、排氣系統等。例如，在汽車車身部分，利用納米技術可強化鋼板結構，提高車體的碰撞安全性。另外，利用納米塗料烤漆，可使車身外觀色澤更為鮮亮、更耐蝕、耐磨。內裝部分，利用納米材料良好的吸附能力、殺菌能力、除臭能力使室內空氣更加清潔、安全。在排氣系統方面，利用納米金屬做為觸媒，具有較高的轉換效果。

由於納米技術具有奇特功效，它在汽車上得到了廣泛的應用，提升汽車性能的同時延長使用壽命。

2 現代汽車上的納米材料

(1)納米面漆。汽車面漆是對汽車質量的直觀評價，它不但決定著汽車的美觀與否，而且直接影響著汽車的市場競爭力。所以汽車面漆除要求具有高裝飾性外，還要求有優良的耐久性，包括抵抗紫外線、水分、化學物質及酸雨的侵蝕和抗劃痕的性能。納米塗料可以滿足上述要求。納米顆粒分散在有機聚合物骨架中，作承受負載的填料，與骨架材料相互作用，有助於提高材料的韌性和其它機械性能。研究表明，將10%的納米級TiO2粒子完全分散於樹脂中，可提高其機械性能，尤其可使抗劃痕性能大大提高，而且外觀好，利於製造汽車面漆塗料;將改性納米CaCO3以質量分數15%加入聚氨酯清漆塗料中，可提高清漆塗料的光澤、流平性、柔韌性及塗層硬度等。

納米TiO2是一種抗紫外線輻射材料，加之其極微小顆粒的比表面積大，能在塗料乾燥時很快形成網路結構，可同時增強塗料的強度、光潔度和抗老化性;以納米高嶺土作填料，製得的聚甲基丙烯酸甲酯納米復合材料不僅透明，而且吸收紫外線，同時也可提高熱穩定性，適合於製造汽車面漆塗料。

(2)納米塑料。納米塑料可以改變傳統塑料的特性，呈現出優異的物理性能：強度高，耐熱性強，比重更小。隨著汽車應用塑料數量越來越多，納米塑料會普遍應用在汽車上。主要有阻燃塑料、增強塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃燒時，超細的納米材料顆粒能覆蓋在被燃材料表面並生成一層均勻的碳化層，起到隔熱、隔氧、抑煙和防熔滴的作用，從而起到阻燃作用。

目前汽車設計要求規定，凡通過乘客座艙的線路、管路和設備材料必須要符合阻燃標准，例如內飾和電氣部分的面板、包裹導線的膠套，包裹線束的波紋管、膠管等，使用阻燃塑料比較容易達到要求。增強塑料是在塑料中填充經表面處理的納米級無機材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等，這些材料對聚丙烯的分子結晶有明顯的聚斂作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉強度、抗沖擊韌性和彈性模量上升，使塑料的物理性能得到明顯改善。

抗紫外線老化塑料是將納米級的TiO2、ZnO等無機抗紫外線粉體混煉填充到塑料基材中。這些填充粉體對紫外線具有極好的吸收能力和反射能力，因此這種塑料能夠吸收和反射紫外線，比普通塑料的抗紫外線能力提高20倍以上。據報道這類材料經過連續700小時熱光照射後，其擴張強度損失僅為10%，如果作為暴露在外的車身塑料構件材料，能有效延長其使用壽命。抗菌塑料是將無機的納米級抗菌劑利用納米技術充分地分散於塑料製品中，可將附著在塑料上的細菌殺死或抑制生長。這些納米級抗菌劑是以銀、鋅、銅等金屬離子包裹納米TiO2、CaCO3等製成，可以破壞細菌生長環境。據介紹無機納米抗菌塑料加工簡單，廣譜抗菌，24小時接觸殺菌率達90%，無副作用。

(3)納米潤滑劑。納米潤滑劑是採用納米技術改善潤滑油分子結構的純石油產品，它不會對潤滑油添加劑、穩定劑、處理劑、發動機增潤劑和減磨劑等產品產生不良作用，只是在零件金屬表面自動形成純烴類單個原子厚度的一層薄膜。由於這些微小烴類分子間的相互吸附作用，能夠完全填充金屬表面的微孔，最大可能地減小金屬與金屬間微孔的摩擦。與高級潤滑油或固定添加劑相比，其極壓可增加3倍-4倍，磨損面減小16倍。由於金屬表面得到了保護，減小了磨損，使用壽命成倍增加。

另外，由於納米粒子尺寸小，經過納米技術處理的部分材料耐磨性是黃銅的27倍、鋼鐵的7倍。目前納米陶瓷軸承已經應用在賓士等高級轎車上，使機械轉速加快、質量減小、穩定性增強，使用壽命延長。

(4)納米汽油。納米汽油最大優點是節約能源和減少污染，目前已經開始研製。該技術是一種利用現代最新納米技術開發的汽油微乳化劑。它能對汽油品質進行改造，最大限度地促進汽油燃燒，使用時只要將微乳化劑以適當比例加入汽油便可。交通部汽車運輸節能技術檢測中心的專家經試驗後認為，汽車在使用加入該微乳化劑的汽油後，可降低其油耗10%～20%，增加動力性能25%，並使尾氣中的污染物(浮碳、碳氫化合物和氮氧化合物等)排放降低50%～80%。它還可以清除積碳，提高汽油的綜合性能。更令人注意的是，納米技術應用在燃料電池上，可以節省大量成本。因為納米材料在室溫條件下具有優異的儲氫能力。根據實驗結果，在室溫常壓下，約2/3的氫能可以從這些納米材料中得以釋放，故其能替代昂貴的超低溫液氫儲存裝置。

(5)納米橡膠。汽車中橡膠材料的應用以輪胎的用量最大。在輪胎橡膠的生產中，橡膠助劑大部分成粉體狀，如炭黑、白炭黑等補強填充劑、促進劑、防老劑等。以粉體狀物質而言，納米化是現階段橡膠的主要發展趨勢。新一代納米技術已成功運用其它納米粒子作為助劑，而不再局限於使用炭黑或白炭黑，汽車中最大的改變即是，輪胎的顏色已不再僅限於黑色，而能有多樣化的鮮艷色彩。另外無論在強度、耐磨性或抗老化等性能上，新的納米輪胎均較傳統輪胎都優異，例如輪胎側面膠的抗裂痕性能將由10萬次提高到50萬次。

(6)納米感測器。感測器是納米技術應用的一個重要領域，隨著納米技術的進步，造價更低、功能更強的微型感測器將廣泛應用在社會生活的各個方面。半導體納米材料做成的各種感測器，可靈敏地檢測溫度、濕度和大氣成分的變化，這在汽車尾氣和大氣環境保護上已得到應用。納米材料來製作汽車尾氣感測器，可以對汽車尾氣中的污染氣體進行吸附與過濾，並對超標的尾氣排放情況進行監控與報警，從而更好地提高汽車尾氣的凈化程度，降低汽車尾氣的排放。我國納米壓力感測器的研製已獲得成功，產品整體性能超過國外的超微感測器，縮小了我國在這一技術領域與世界先進國家存在的差距。有專家認為，到2020年，納米感測器將成為主流。

(7)納米電池。早在1991年被人類發現的碳納米管韌性很高，導電性極強，兼具金屬性和半導體性，強度比鋼高100倍， 密度只有鋼的1/6。我國科學家最近已經合成高質量的碳納米材料，使我國新型儲氫材料研究一舉躍入世界先進行列。此種新材料能儲存和凝聚大量的氫氣，並可做成燃料電池驅動汽車，儲氫材料的發展還會給未來的交通工具帶來新型的清潔能源。

結語

隨著材料技術的發展，納米技術已成為當今研究領域中最富有活力，對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究對象。納米科技正在推動人類社會產生巨大的變革，未來汽車技術的發展，有極大部分與納米技術密切相關，納米材料和納米技術將會給汽車新能源、新材料、新零部件帶來深遠的影響。對於汽車製造商而言，納米技術的有效運用，有效地促進技術升級、提升附加價值。相信在不久的將來，納米技術必將在汽車的製造領域得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1]肖永清.納米技術在汽車上的應用[J].輕型汽車技術，2004.12.

[2]潘鈺嫻，樊琳.納米材料的研究和應用[J].蘇州大學學報(工科版)，2002.

[3]周李承，蔣易，周宜開，任恕，聶棱.光纖納米生物感測器的現狀及發展[J].感測器技術，2002，(1)：18～21
納米材料與技術3000字論文篇三：《試談納米技術及納米材料的應用》
摘要：本文主要論述了納米材料的興起、納米材料及其性質表現、納米材料的應用示例、納米材料的前景展望，以供與大家交流。

關鍵詞：納米材料;應用;前景展望

1.納米技術引起納米材料的興起

1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼預言，人類可以用小的機器製作更小的機器，最後實現根據人類意願逐個排列原子、製造產品，這是關於納米科技最早的夢想。80年代初，德國科學家H.V.Gleiter成功地採用惰性氣體凝聚原位加壓法製得純物質的塊狀納米材料後，納米材料的研究及其制備技術在近年來引起了世界各國的普遍重視。由於納料材料具有獨特的納米晶粒及高濃度晶界特徵以及由此而產生的小尺寸量子效應和晶界效應，使其表現出一系列與普通多晶體和非晶態固體有本質差別的力學、磁、光、電、聲等性能，使得對納米材料的制備、結構、性能及其應用研究成為90年代材料科學研究的 熱點 。1991年，美國科學家成功地合成了碳納米管，並發現其質量僅為同體積鋼的1/6，強度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級纖維.這一納米材料的發現標志人類對材料性能的發掘達到了新的高度。1999年，納米產品的年營業額達到500億美元。

2.納米材料及其性質表現

2.1納米材料

納米(nm)是長度單位，1納米是10-9米(十億分之一米)，對宏觀物質來說，納米是一個很小的單位，不如，人的頭發絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級;對於微觀物質如原子、分子等以前用埃來表示，1埃相當於1個氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認為納米材料應該包括兩個基本條件：一是材料的特徵尺寸在1-100nm之間，二是材料此時具有區別常規尺寸材料的一些特殊物理化學特性。

2.2納米材料的特殊性質

納米材料高度的彌散性和大量的界面為原子提供了短程擴散途徑，導致了高擴散率，它對蠕變，超塑性有顯著影響，並使有限固溶體的固溶性增強、燒結溫度降低、化學活性增大、耐腐蝕性增強。因此納米材料所表現的力、熱、聲、光、電磁等性質，往往不同於該物質在粗晶狀態時表現出的性質。與傳統晶體材料相比，納米材料具有高強度——硬度、高擴散性、高塑性——韌性、低密度、低彈性模量、高電阻、高比熱、高熱膨脹系數、低熱導率、強軟磁性能。這些特殊性能使納米材料可廣泛地用於高力學性能環境、光熱吸收、非線性光學、磁記錄、特殊導體、分子篩、超微復合材料、催化劑、熱交換材料、敏感元件、燒結助劑、潤滑劑等領域。

3.納米材料的應用示例

目前納米材料主要用於下列方面：

3.1高硬度、耐磨WC-Co納米復合材料

納米結構的WC-Co已經用作保護塗層和切削工具。這是因為納米結構的WC-Co在硬度、耐磨性和韌性等方面明顯優於普通的粗晶材料。其中，力學性能提高約一個量級，還可能進一步提高。高能球磨或者化學合成WC-Co納米合金已經工業化。化學合成包括三個主要步驟：起始溶液的制備與混和;噴霧乾燥形成化學性均勻的原粉末;再經流床熱化學轉化成為納米晶WC-Co粉末。噴霧乾燥和流床轉化已經用來批量生產金屬碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氫氣氛下液相燒結成塊體材料。VC或Cr3C2等碳化物相的摻雜，可以抑制燒結過程中的晶粒長大。

3.2納米結構軟磁材料

Finemet族合金已經由日本的Hitachi Special Metals，德國的Vacuumschmelze GmbH和法國的 Imply等公司推向市場，已製造銷售許多用途特殊的小型鐵芯產品。日本的 Alps Electric Co.一直在開發Nanoperm族合金，該公司與用戶合作，不斷擴展納米晶Fe-Zr-B合金的應用領域。

3.3電沉積納米晶Ni

電沉積薄膜具有典型的柱狀晶結構，但可以用脈沖電流將其破碎。精心地控制溫度、pH值和鍍池的成份，電沉積的Ni晶粒尺寸可達10nm。但它在350K時就發生反常的晶粒長大，添加溶質並使其偏析在晶界上，以使之產生溶質拖拽和Zener粒子打軋效應，可實現結構的穩定。例如，添加千分之幾的磷、流或金屬元素足以使納米結構穩定至600K。電沉積塗層脈良好的控制晶粒尺寸分布，表現為Hall-Petch強化行為、純Ni的耐蝕性好。這些性能以及可直接塗履的工藝特點，使管材的內塗覆，尤其是修復核蒸汽發電機非常方便。這種技術已經作為 EectrosleeveTM工藝商業化。在這項應用中，微合金化的塗層晶粒尺寸約為100nm，材料的拉伸強度約為鍛造Ni的兩倍，延伸率為15%。晶間開裂抗力大為改善。

3.4Al基納米復合材料

Al基納米復合材料以其超高強度(可達到1.6GPa)為人們所關注。其結構特點是在非晶基體上彌散分布著納米尺度的a-Al粒子，合金元素包括稀土(如Y、Ce)和過渡族金屬(如 Fe、Ni)。通常必須用快速凝固技術(直接淬火或由初始非晶態通火)獲得納米復合結構。但這只能得到條帶或霧化粉末。納米復合材料的力學行為與晶化後的非晶合金相類似，即室溫下超常的高屈服應力和加工軟化(導致拉神狀態下的塑性不穩定性)。這類納米材料(或非晶)可以固結成塊材。例如，在略低於非晶合金的晶化溫度下溫擠。加工過程中也可以完全轉變為晶體，晶粒尺寸明顯大幹部份非晶的納米復合材料。典型的Al基體的晶粒尺寸為100～200nm，鑲嵌在基體上的金屬間化合物粒子直徑約50nm。強度為0.8～1GPa，拉伸韌性得到改善。另外，這種材料具有很好的強度與模量的結合以及疲勞強度。溫擠Al基納米復合材料已經商業化，注冊為Gigas TM。霧化的粉末可以固結成棒材，並加工成小尺寸高強度部件。類似的固結材料在高溫下表現出很好的超塑性行為：在1s-1的高應變速率下，延伸率大於500%。

4.納米材料的前景趨向

經過我國材料技術人員多年對納米技術的研究探索，現在科學家已經能夠在實驗室操縱單個原子，納米技術有了飛躍式的發展。納米技術的應用研究正在半導體晶元、癌症診斷、光學新材料和生物分子追蹤4大領域高速發展。可以預測：不久的將來納米金屬氧化物半導體場效應管、平面顯示用發光納米粒子與納米復合物、納米光子晶體將應運而生;用於集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學組裝計算機將投入應用;分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機器人、集成生物化學感測器等將被研究製造出來。

近年來還有一些引人注目的發展趨勢新動向，如：(1)納米組裝體系藍綠光的研究出現新的苗頭;(2)巨電導的發現;(3)顆粒膜巨磁電阻尚有潛力;(4)納米組裝體系設計和製造有新進展。

❼ 高性能樹脂基復合材料的圖書目錄

1 緒論
1.1 高性能樹脂基復合材料的定義
1.2 高性能樹脂基復合材料的特點和應用
1.3 高性能樹脂基復合材料的發展趨勢
1.4 復合材料界面的研究
2 高性能增強材料
2.1 引言
2.2 高性能玻璃纖維
2.2.1 玻璃纖維的結構及組成
2.2.2 玻璃纖維的物理和化學性能
2.2.3 玻璃纖維及其製品的生產工藝
2.2.4 高性能復合材料用玻璃纖維製品種類
2.2.5 高性能玻璃纖維
2.3 碳纖維
2.3.1 概述
2.3.2 碳纖維的製造方法
2.3.3 碳纖維的性能
2.3.4 碳纖維的應用
2.4 芳綸纖維
2.4.1 概述
2.4.2 芳綸纖維的制備
2.4.3 芳綸纖維的結構與性能
2.4.4 芳綸纖維的應用
2.5 超高分子量聚乙烯纖維
2.5.1 概述
2.5.2 UHMW-PE纖維的製造
2.5.3 UHMW-PE纖維的性能
2.5.4 UHMW-PE纖維的應用
2.6 聚苯並雙惡唑纖維
2.6.1 概述
2.6.2 PBO纖維的製造
2.6.3 PBO纖維的結構與性能
2.6.4 PBO纖維的應用
2.7 聚[2，5-二羥基-1，4-苯撐吡啶並二咪唑]纖維
2.7.1 概述
2.7.2 M5纖維的制備
2.7.3 M5纖維分子結構特徵和性能
2.7.4 M5纖維的應用與展望
2.8 陶瓷纖維
2.8.1 碳化硅纖維
2.8.2 氧化鋁纖維
2.8.3 氮化硼纖維
2.8.4 硼纖維
2.8.5 晶須
3 高性能樹脂基體
3.1 酚醛樹脂
3.1.1 概述
3.1.2 酚醛樹脂的合成原理
3.1.3 酚醛樹脂的合成方法
3.1.4 酚醛樹脂的固化
3.1.5 酚醛樹脂的改性
3.2 高性能環氧樹脂
3.2.1 概述
3.2.2 高性能環氧樹脂的合成和性能
3.2.3 高性能環氧樹脂的固化
3.3 聚醯亞胺樹脂
3.3.1 縮聚型聚醯亞胺樹脂
3.3.2 加聚型聚醯亞胺
3.4 氰酸酯樹脂
3.4.1 概述
3.4.2 氰酸酯單體的合成
3.4.3 氰酸酯基的反應特性
3.4.4 氰酸酯樹脂的固化反應
3.4.5 氰酸酯樹脂結構與性能的關系
3.4.6 氰酸酯樹脂的性能
3.4.7 氰酸酯樹脂的增韌改性
3.4.8 氰酸酯樹脂的應用
3.5 聚芳基乙炔樹脂
3.5.1 引言
3.5.2 芳基乙炔樹脂的合成
3.5.3 聚芳基乙炔樹脂的性能
3.5.4 聚芳基乙炔樹脂基復合材料的性能
3.5.5 聚芳基乙炔樹脂及其復合材料的應用
3.6 硅炔樹脂
3.6.1 硅炔樹脂的合成
3.6.2 硅炔樹脂的結構
3.6.3 硅炔樹脂的固化
3.6.4 硅炔樹脂的性能
3.6.5 硅炔樹脂的改性
3.7 硼硅炔樹脂
3.7.1 碳硼烷的合成、性質及表徵
3.7.2 硼硅炔樹脂的種類
3.7.3 硼硅炔樹脂的應用
3.8 聚倍半硅氧烷
3.8.1 聚倍半硅氧烷的定義與分類
3.8.2 POSS的合成
3.8.3 POSS的結構與性能關系
3.8.4 POSS有機一無機雜化聚合物
3.8.5 POSS的應用
3.9 聚苯並咪唑樹脂
3.9.1 聚苯並咪唑樹脂的合成
3.9.2 聚苯並咪唑樹脂的性能
3.10 聚醚醚酮樹脂
3.10.1 PEEK樹脂的制備
3.10.2 PEEK樹脂的特性
3.10.3 PEEK樹脂的成型工藝
3.10.4 PEEK樹脂的應用
3.11 聚苯硫醚
3.11.1 PPS樹脂的合成路線
3.11.2 PPS樹脂的性能
3.11.3 PPS樹脂的應用
3.12 聚芳醚腈樹脂
3.12.1 PEN樹脂的制備
3.12.2 PEN樹脂的特性
3.12.3 PEN樹脂的應用
4 復合材料界面
4.1 引言
4.2 復合材料界面理論
4.2.1 浸潤性理論
4.2.2 化學鍵理論
4.2.3 過渡層理論
4.2.4 可逆水解理論
4.2.5 摩擦理論
4.2.6 擴散理論
4.2.7 靜電理論
4.2.8 酸鹼作用理論
4.3 增強纖維的表面處理
4.3.1 偶聯劑處理
4.3.2 表面氧化處理
4.3.3 表面塗層
4.3.4 化學氣相沉積(CVD)
4.3.5 電聚合處理
4.3.6 低溫等離子處理
4.3.7 表面接枝
4.4 復合材料界面的分析表徵
4.4.1 界面浸潤性的分析表徵
4.4.2 增強纖維表面形貌的分析表徵
4.4.3 增強纖維表面化學組分、功能團及化學反應的分析表徵
4.4.4 界面力學性能的分析表徵
4.4.5 界面形態的微觀分析表徵
5 熱固性樹脂基復合材料成型工藝
5.1 模壓成型工藝
5.1.1 概述
5.1.2 模壓料的制備
5.1.3 模壓成型工藝
5.2 纏繞成型工藝
5.2.1 概述
5.2.2 纏繞規律的分析
5.2.3 纏繞成型工藝
5.3 拉擠成型工藝
5.3.1 概述
5.3.2 拉擠成型工藝
5.4 樹脂傳遞模塑(RTM)成型工藝
5.4.1 原材料
5.4.2 RTM成型工藝
5.5 袋壓成型工藝
5.5.1 袋壓成型工藝種類及特點
5.5.2 袋壓成型工藝
6 熱塑性樹脂基復合材料成型工藝
6.1 概述
6.2 預浸料或片狀模塑料的制備
6.2.1 預浸漬技術
6.2.2 後浸漬技術
6.3 熱塑性復合材料的沖壓成型工藝
6.4 熱塑性復合材料的拉擠成型工藝
6.4.1 預浸纖維拉擠成型工藝
6.4.2 纖維拉擠成型工藝
6.5 熱塑性復合材料的模壓成型工藝
6.6 熱塑性復合材料纏繞成型工藝

❽ 什麼是復合塑料

復合塑料薄復膜，具有層狀結構制，所述層狀結構中至少包含直接共擠復合並相鄰設置的、其主要成份分別是互不相容的兩種塑料樹脂中的一種的第一膜層和第二膜層。第一膜層位於復合塑料薄膜的表層。第一膜層的主要成份是聚丙烯共聚物，第二膜層的主要成份是聚酯均聚物。本實用新型所公開的這種復合塑料薄膜，其各個膜層不僅具有不同的性能，而且至少在兩個相鄰設置的膜層之間容易實現分離，是一種新型的鍍鋁膜層或鐳射模壓膜層轉移專用薄膜。 我是參考下面這個資料的你去看看應該有幫助。

❾ 高性能復合材料的重點發展方向有哪些

盡管新冠疫情持續蔓延，令行業面臨諸多挑戰，但到去年年底，有跡象表明，與復合材料行業相關的汽車和交通等眾多領域開始復甦。運輸業在雖然結構轉型還遠未完成，但目前行業已經開始正視挑戰。然而，航空業目前還未恢復到以前水平，如今，航空航天的未來比以往任何時候都更依賴於其創新能力。

汽車工業：在未來幾年內突破2017年的高水位線

與新冠疫情相關的停產對2020年的輕型汽車供需產生了極大的負面影響。2020年初的製造業停產使對材料的需求驟然停止，新冠疫情流行對經濟影響進一步降低了全球對新型乘用車的需求。盡管到夏季恢復生產並且需求恢復高於預期，但2020年全球產量比上年依然下降20％。汽車用復合材料的銷售量也相應下降，降至約35億磅。

輕型汽車生產的恢復將是漸進的，並具有明顯的地區差異。中國是首先受到冠狀病毒影響的大市場，預計到2022年將完全恢復到2017年的水平。歐盟和北美等成熟市場的汽車需求在新冠疫情大流行之前有所放緩，並且在2025年之前恐怕難以恢復到2017年的水平。對於隨市場漲跌的汽車商品供應商來說，復甦之路將是漫長而緩慢的。

幸運的是，許多復合材料不是商品，由於它們在成本、重量和性能方面與競爭材料相比具有明顯優勢，因此市場份額正在增加。由於二氧化碳排放和燃油經濟性的法規監管，對輕質材料的需求超過了市場的增長。在2021年至2030年之間，歐洲二氧化碳排放限制將收緊60%以上。美國可能會重新考慮暫停奧巴馬時代的燃油經濟性標准，這可能需要在2020年至2025年之間將車隊燃油經濟性提高23％。

使用輕質材料（包括復合材料）可以幫助原始設備製造商OEM滿足法規要求，保持消費者的吸引力。從2008年到2018年，先前的效率法規幫助復合材料在汽車應用中每年增加2％，鑒於當前的法規環境，這種趨勢可能會持續下去。

然而，僅靠輕質材料並不能使OEM滿足較高的燃油經濟性要求。因此，汽車製造商計劃在未來幾年內部署一種新的混合電動汽車動力系統。這將包括大量增加混合動力、電池電動和燃料電池汽車，以補充內燃機。電動汽車的興起為電池盒、氫燃料箱和其他要求輕量化和耐腐蝕的部件中的復合材料創造了機會。

此外，在設計這些新車時，可以利用零件整合的機會。這些因素可能使復合材料在未來十年中占據更多的汽車材料用量份額，並將有助於推動汽車復合材料的總銷量在2023年之前超過2017年的水平。

復合材料行業的增長潛力可通過將汽車產量和汽車復合材料的銷量指數化以2017年為基準年並預測到2025年的需求來進行說明。如果復合材料繼續像過去十年那樣以每年高於市場2%的速度增長，到2023年，汽車復合材料的產量將超過基準年的2017年，但全球汽車產量預計不會在2025年之前恢復到2017年的水平。

盡管2020年對於汽車行業和復合材料製造商來說是艱難的一年，但汽車復合材料的長期前景是光明的。根據成本、重量和性能方面的價值，該行業將在未來幾年內突破2017年的高水位線。

2020年新冠疫情給許多行業和生活方方面面帶來了重大影響和破壞，汽車和復合材料行業也不例外，兩者都受到了新冠疫情的巨大影響，其影響將在未來幾年內顯現出來。然而，對於復合材料製造商而言，有一個好消息是，預期的汽車行業復甦、全球環境監督和電動汽車的激增將為復合材料和輕質汽車材料提供很有前途的前景。

航空航天：以創新為基礎的技術解決方案對於其成功至關重要

在過去的幾年裡，航空航天業受到了一系列事件的巨大影響，最顯著的是波音737 Max的停飛和新冠疫情流行。2020年11月18日，美國聯邦航空局局長Steve Dickson取消了2019年3月13日發布的波音737 Max停飛令。但是期間的18個月給整個行業帶來了巨大損失。

此外，在新冠疫情大流行期間，波音公司和空中客車公司都不得不暫時關閉其設施。正如預期的那樣，波音和空中客車公司都在為大幅降低生產率和降低訂單而苦苦掙扎。

隨著航空航天工業的復甦，以創新為基礎的技術解決方案對於其成功至關重要。利用計算機功能的項目繼續推動復合材料製造業在航空航天領域的發展，其中包括集成計算材料工程（integrated computational materials engineering，ICME），它可以利用不同模型框架之間的數據流進行數字製造，3D列印部件及其完整性認證驗證的差距越來越大，而通過使用分析學可以彌補這一差距。

藉助ICME，航空航天製造商可以在涵蓋整個組織的框架中看到敏捷性的顯著優勢。復合材料是理想的材料系統，可以驅動建模、分析或數字孿生方法增加價值，在這種方法中，復合材料成分、添加劑及其形態的復雜性不僅在成分選擇方面而且在製造工藝方面都帶來無數的性能差異。當通過計算可以顯著減少客戶要求與FAA認證之間的時間時，這就顯得格外重要。

美國現代化新型技術和優先考慮事項的交叉點一直集中在高超音速、太空和網路安全領域，後者給整個航空航天供應鏈帶來了巨大挑戰，尤其是對保護信息的需求。從2020年11月30日開始，美國國防部（DOD）引入了一種自我評估方法，要求DOD供應鏈量化並報告其當前的網路安全合規性。在創新方面，政府機構繼續促進初創技術開發商與一級航空航天公司之間的合作。空軍AFWERX計劃就是一個例子，該計劃促進了整個行業、學術界和軍隊之間的聯系。

對這些新興技術至關重要的是材料的進步，基於馬赫數5到馬赫數20之間最惡劣的空間環境中生存的材料的需求，導致對增材製造用陶瓷基復合材料的研究和投資有所增加。為了在航空航天領域站穩腳跟，復合材料行業可以借鑒在聚合物基復合材料和金屬基復合材料中獲得的經驗教訓，利用ICME工作流程為陶瓷基復合材料的模型驅動設計提供依據。此外，將專家知識轉換為基本的2×2正交實驗設計，在同一試驗中比較傳統材料，將為使用新的復合材料和製造方法建立信心。

盡管基礎指標歷來包括高強度重量比、耐腐蝕和耐化學腐蝕性能，但新的行星外空間要求在極端高溫和低溫下都具有長周期服役能力。如美國航空航天學會（AIAA）標准指導委員會（SSC）等機構資源服務為標准制定做出了貢獻，這將有助於使航空航天利益相關者之間的測試和其他活動標准化。

總之，航空航天的未來比以往任何時候都更依賴於其創新能力。這將需要政府、主要機構、供應鏈和初創公司利益相關者之間的綜合發展。每個利益相關者在平衡合規性和業務模式中斷以確保反彈方面將發揮重要作用。

玻璃纖維：2021年的前景更加光明

由於新冠疫情影響，2020年是復合材料行業的危機年，因為疫情引發了現金流和需求危機、供應鏈中斷和工人安全問題。雖然2020年充滿挑戰，但2021年的前景似乎更加光明。

2020年初，美國復合材料行業起步相當不錯，並顯示出與2019年相似的良好增長跡象。到3月底，新訂單推遲甚至被取消。在第二季度，特別是在4月和5月，疫情流行影響最大，導致了自大蕭條以來最嚴重、最劇烈的經濟收縮。夏季有超過2000萬人失業，各行各業的工廠也被關閉。運輸、建築和海運業受到的打擊最大，導致2020年第二季度美國玻璃纖維的需求與2020年第一季度相比減少了20％。

但是，2020年下半年成為經濟和復合材料行業復甦最快的時期。自2020年7月以來，在刺激計劃和工廠重新開張的推動下，美國復合材料行業的各種最終用途行業的需求開始增長，包括汽車、船舶和建築行業。因此，與2020年第二季度相比，美國玻璃纖維市場在2020年第三季度增長了約23%。

在2020年第四季度，美國玻璃纖維市場保持強勁，11月的增長率與2019年11月相比約為5%。到2020年底，玻璃纖維市場無法從大流行中完全恢復過來，預計將下降約6％，需求降至24.4億磅，而2019年為25.9億磅。冠狀病毒對整個價值鏈的影響都是不規律的，汽車、管道和儲罐、航空航天和海洋應用呈顯著下降趨勢，而風能、電氣和電子以及建築業仍保持良好發展態勢。

風電行業是2020年的一個亮點，盡管由於供應鏈瓶頸、跨境運輸問題和政府的限制在3月和4月暫時放緩，但風能產業仍實現了兩位數的增長。總體而言，市場增長是因為風電場開發商急於在年底預期到期之前及時開工，以獲得生產稅抵免資格。

COVID-19迫使高管們重新思考復合材料行業的未來。在某些細分市場中，過剩的產能加劇了緩慢的復甦，如航空航天業。波音公司首席執行官Dave Calhoun估計，航空旅行需要2至3年時間才能恢復到COVID之前的水平。

消費者對可持續性的意識也越來越高，這促使行業參與者在材料和復合材料零件的生產中探索綠色材料、可再生能源和回收技術。此外，大多數部門越來越多地使用數字技術來改變工作和勞動力。

在去年12月批準的新刺激方案和冠狀病毒疫苗的幫助下，Lucintel預計2021年第1季度和第2季度在美國玻璃纖維行業中將有良好的復甦。汽車、住房、管道和儲罐、電氣和電子產品、消費品和海洋的有利趨勢將導致2021年玻璃纖維市場以8%至10%的速度增長，達到或超過2019年的需求水平。

碳纖維：所有細分市場都具有巨大增長潛力

自2010年以來，全球碳纖維市場已從不到4萬噸增長到2019年的10萬噸以上。在此期間，碳纖維增長平穩且不間斷，每年增長速度達到10％到12％。

但是2020年，隨著COVID-19大流行來襲，全球碳纖維幾乎在一夜之間發生了變化。2020年，全球對碳纖維的需求總計約為10.5萬噸，僅比2019年增長1％，預計在2021年，增長幅度也僅為1％。

碳纖維市場受到許多領域應用增長的推動，例如航空航天、風能、體育用品、船舶、汽車、壓力容器等。在2020年之前，所有這些細分市場的增長率以及整個行業的增長率都在穩步上升。

但是隨著2020年初邊境的關閉，國際航空旅行停止，飛機停飛，飛機製造商大幅削減了生產率，碳纖維行業似乎在瞬間失去了動力。碳纖維在航空航天領域的應用占工業總量的20%以上，占行業價值的40％。商業航空業的放緩嚴重影響了碳纖維行業，要恢復到疫情之前的水平可能要花費數年的時間。

盡管航空航天方面的消息令人沮喪，但2020年並非所有的都是壞消息。當人們學會了居家工作和在家附近度假時，一些市場表現良好，如在2020年，體育用品的需求躍升了30％至40％，風力渦輪機的安裝按計劃繼續比上一年增加了20％。
按照最終用途市場劃分，2020年碳纖維應用市場細分大致如下：
風能—23％；
航空航天—20％；
體育用品—12％；
汽車—10％；
壓力容器—10％；
用於注塑塑料和其他短纖維應用的復合材料—8％；
建築和基礎設施—8％；
其他細分市場—9％

正如疫情之前的時期一樣，隨著新應用和項目的投產，碳纖維的所有細分市場都具有巨大的增長潛力。在新冠疫情暴發之前，碳纖維具有吸引力的潛在長期大趨勢保持不變。碳纖維的優點——剛度、高強度重量比、耐腐蝕性、導電性等——至今仍然有效。為了實現增長，碳纖維和CFRP零件必須同時具有技術和經濟效益。

因此，人們對推動碳纖維整體需求的各個行業和應用有著不同的看法，有些行業下滑，有些行業則會上漲。那些已經收縮的領域尤其是航空航天領域，導致碳纖維行業的總量在2020年看起來相對平穩，預計2021年只會有非常溫和的增長。但是，長期前景更為樂觀。在未來幾年內，可以合理預期碳纖維行業將再次恢復較強勁的同比增長。

至於碳纖維行業的產能，全球碳纖維生產商的銘牌產能合計約為16萬噸，足以滿足當前需求。一些生產商正在計劃增加新的工廠和產能，以滿足日益增長的未來需求。最後，必須牢記，碳纖維仍處於早期發展階段。飛機是通過手工製造的，每天只有一兩架；其他應用稍高一些，但仍然沒有自動化。與之相比，汽車的批量生產速度超過每分鍾一輛。如今，碳纖維仍主要用於小批量應用，尚未實現「大量生產」。

總而言之，新冠疫情給碳纖維行業帶來了一定的打擊，但這只是暫時的。盡管在這不平凡的一年裡發生了很多事情，但碳纖維的未來還是充滿希望的，未來幾年的發展也將會十分有趣。

建築與基礎設施：建設有所縮減，可能是行業的轉折點

當人們在談論復合材料主要應用領域時，建築工業往往不是位居榜首，但它卻一直在發展。全球建築經濟是世界上最大的建築經濟體之一，也是最大的資源和能源消費領域之一，它同樣也是最大的污染源之一，這些因素共同推動了對可持續發展的全面需求，復合材料在其中可以發揮作用。

根據《全球建築展望》和牛津經濟研究院發布的《2030年全球建築》，預計到2030年，全球建築業產值將增長85％，達到15.5萬億美元，其中大部分增長將集中在美國、中國和印度。麥肯錫全球研究所報告稱，到2025年，全球20個最大的城市將需要3600萬套新住房。

建築業的其他研究表明，美國23%的空氣污染、40%的水污染和50%的垃圾填埋場垃圾都是建築業造成的。此外，美國綠色建築委員會說，建築物和建築項目每年約佔全球能源消耗的40％。

復合材料在建築中的作用是多種多樣的，從窗框和木材增強到復合材料鋼筋和纖維增強混凝土。無論使用哪種材料，復合材料的輕量化、設計靈活性和耐用性優勢都有助於加快施工速度，提高建築的可持續性得分。

以阿拉伯聯合大公國（UAE）迪拜正在建設的未來博物館為例，這座78米高的建築有七層樓，裡面有一個環形外殼，位於三層裙樓頂上。圓環的外立麵包括1024塊阻燃復合材料板，每個面板均覆蓋有不銹鋼，具有獨特的3D形狀，並融合了模製的阿拉伯文字。

在美國紐約州布魯克林，增材製造復合材料幫助加快了45層高的One South First和相連的10 Grand的建設速度，這些建築位於Domino Park內。這些建築物包括一個復雜的混凝土立面，需要通過澆口預制數百個混凝土框架。Gate聘請了添加劑工程解決方案公司（AES）來幫助製造用於塑造混凝土框架的模具。在部分生產中，AES選擇了LNP Thermomp AM復合材料，一種高模量、低翹曲的材料，由SABIC提供的短切碳纖維增強ABS樹脂材料。

由於新冠疫情的到來，2021年的住宅建設和公共建設都會有所委縮。大多數基礎設施和公共建築的建設將受到政府實體的預算平衡、稅收和收費收入的下降以及與大流行相關的未預算支出的限制。在短期內，只有少數非住宅利基市場看起來很有希望。其中包括對許多類型的現有設施進行翻新，以適應與冠狀病毒相關的要求。此外，在醫院和療養院之外需要更多的設施來提供醫療、篩查和測試。學校建設可能是部分例外。隨著更多家庭的搬遷，對新建和改建或擴建學校的需求將不斷增長。

新冠疫情的流行增加了對替代稀缺的現場熟練工人的方式的需求。在某種程度上，復合材料和產品可以替代現場製造，或者由經驗較少或技能水平較低的工作人員更快地安裝，即使產品本身成本更高，對復合材料的需求也將不斷增長。

因此，對於承包商而言，2021年可能是充滿挑戰的一年。但這可能標志著希望打入建築市場的復合材料製造商的轉折點。（廣東博皓復合材料有限公司成立於2004年，有著近二十年復合材料行業服務經驗，是一家復合材料行業整體解決方案服務商。我們致力於為客戶提供完善的顧問式采購服務，先進的復合材料產品解決方案，頂尖的復合材料工藝及技術服務，高品質的復合材料模具設計與製造。）