復(fù)合材料應(yīng)用探究

摘要：復(fù)合材料是近些年來，材料領(lǐng)域的一項重要成果，其不僅在性能上實現(xiàn)了取長補(bǔ)短，且應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。而為了能夠加深大眾認(rèn)知，提高其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用，文章將對與之相關(guān)的問題進(jìn)行探究，望所述對推動復(fù)合材料發(fā)展，有些許幫助。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;發(fā)展 ;應(yīng)用

引言

復(fù)合材料的出現(xiàn)，解決了諸多領(lǐng)域在材料選擇上的難題，成為推動社會前行的重要力量。復(fù)合材料主要可以分為兩大類，一類為金屬復(fù)合材料，另一類為非金屬復(fù)合材料，但無論哪種，都需要兩種或以上不同性質(zhì)材料優(yōu)化組成，且繼承原有材料的優(yōu)點(diǎn)，因此，備受各個行業(yè)青睞，而致力于未來，必須對其繼續(xù)深度研究，才能使其發(fā)揮出更大價值。

一、復(fù)合材料的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷精進(jìn)，越來越多性能不同的復(fù)合材料逐漸問世，如碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等高性能增強(qiáng)材料，這些材料雖然是人工制造而成，但卻在性能上要好于很多天然材料，且被應(yīng)用在諸多領(lǐng)域中，如航空、軍事、工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等等。

在材料種類不斷增多的同時，復(fù)合材料的制作工藝，也越來越成熟，且對復(fù)合材料發(fā)展起到巨大的推動作用，如熱壓罐固化技術(shù)、自動鋪帶技術(shù)、熱隔膜輔助成型技術(shù)、拉擠成型技術(shù)、復(fù)合材料液體成型技術(shù)等，這些工藝以成為推動其行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

二、復(fù)合材料在各領(lǐng)域中的應(yīng)用

1、航空航天

先進(jìn)復(fù)合材料自問世以來，就在各種飛行器上大放異彩，現(xiàn)已成為第四大航空結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度和比模量高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和減振能力強(qiáng)、可設(shè)計型號、吸波隱蔽型號，是航空航天領(lǐng)域材料的首選。

2、交通工具

地鐵、輕軌、高鐵、動車等高速交通工具的盛行，速度的快速增長與材料的輕質(zhì)化密不可分。早期的軌道交通中，先進(jìn)復(fù)合材料只在非承力部件中有較多應(yīng)用，隨著科技的發(fā)展，復(fù)合材料才漸漸充當(dāng)承力結(jié)構(gòu)器件。

先進(jìn)復(fù)合材料可以制作高質(zhì)量加筋壁板以滿足軌道交通的大范圍要求，其制作技術(shù)又可支持低成本液體成型工藝?？梢詾檐壍儡囕v的耐異物撞擊性能要求提供必要的技術(shù)支撐。復(fù)合材料在承擔(dān)承載職責(zé)的同時，又滿足可阻燃、隔熱、保溫、吸聲等特性。

3、土木建筑

隨著先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展，它已不僅僅在高端領(lǐng)域大放異彩，而且已經(jīng)越來越貼近生活，比如講太陽能電池板與復(fù)合材料墻體一起使用，便可使墻體不僅輕質(zhì)，又帶有自保溫和自發(fā)電等功能。

太陽能材料的短期計劃是使用夾層復(fù)合材料，因為二氧化鈦和二氧化錫原材料便宜，再加上如果能裝上這種玻璃，則電量幾乎可以自給，所以這種太陽能復(fù)合材料的前景十分光明。

4、高端能源

由于石油開采行業(yè)的愈加盛行，對石油的需求量也越來越大，所以對采油工具的使用分外頻繁，長此以往，則對其的磨損就十分嚴(yán)重了，加之在井下粉塵、沙子和細(xì)菌的滋生，對采油工具的更新提升已經(jīng)到了刻不容緩的地步了。

先進(jìn)復(fù)合材料SSL外層材料采用玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂，并在表面覆馬丁氏，經(jīng)過測試，其不光材料堅固、且操作溫度高、成本又低，是可用于采油工具的一個很好的選擇。熱塑加強(qiáng)管（RTP）含有凱夫拉纖維和高性能熱塑材料，可承受高壓、高溫，韌性好，也可以用于制作采用工具的。

5、體育器材

隨著社會的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也越來越高，體育運(yùn)動不再像以前那么匱乏且稀有，而是成了人們強(qiáng)身健體、娛樂休閑必不可少的項目。相應(yīng)地，人們也就對體育器械的要求也越來越高，不但要輕質(zhì)，還要耐打。這時候，先進(jìn)復(fù)合材料代替原有材料的趨勢也出現(xiàn)了苗頭。球拍、釣魚竿、箭弓、高爾球棒、滑雪板、自行車等等器材基本上都是由含氧基纖維復(fù)合材料制造，海上比賽運(yùn)動的船艇都是用環(huán)氧或環(huán)氧乙烯基酯樹脂增強(qiáng)纖維材料制成。

6、風(fēng)電領(lǐng)域

風(fēng)能自新能源提出以來，一直受到人們的廣泛關(guān)注，其中它的風(fēng)葉就一直由復(fù)合材料玻纖制成，但是隨著對風(fēng)機(jī)的要求越來越高，比如轉(zhuǎn)速的加快，便要求其質(zhì)量要較之以前，輕盈許多，再加上對剛度和強(qiáng)度的要求提高，玻纖無法再滿足需求，碳纖便進(jìn)入人們的視野。據(jù)知2.5 MW葉片及長45 m以上的葉片多已采用先進(jìn)復(fù)合材料，主要應(yīng)用部位是主承力梁，碳纖維多用50 k左右的大絲束，因其成本較低，估計在這一方面會有很大的發(fā)揮空間。

7、節(jié)能與儲能

隨著社會的發(fā)展，“節(jié)能”和“環(huán)?！笔钱?dāng)今世界的兩大主題，為節(jié)約不可再生能源，一些電動汽車逐步市場化，所以，亟需一些電力儲存裝置與之相應(yīng)的匹配。同時，因為電力需求量的不斷增長，電網(wǎng)峰谷量負(fù)荷過大，所以當(dāng)電網(wǎng)分布和新能源開始使用時，用戶可以利用儲能原件合理用電，減緩電網(wǎng)波動。新型儲能材料的需求迫在眉睫，如相變儲能材料，如用LA、DA、TA、DD 制作的復(fù)合材料，就聚合了各個原材料的優(yōu)點(diǎn)，如無相分離現(xiàn)象、高相變潛熱、低成本、無腐蝕等;電介質(zhì)儲能材料，如CNT/PANI 2復(fù)合材料，既具有CNT良好的導(dǎo)熱性，又具有PANI 2的高比熱容，同時還可彌補(bǔ)兩方的缺點(diǎn)。

結(jié)束語

綜上所述，就目前情況而言，復(fù)合材料以進(jìn)入高速發(fā)展時期，無論是材料性能，還是材料制作工藝，均呈高姿態(tài)發(fā)展，且逐漸融入到各個行業(yè)發(fā)展之中，成為行業(yè)材料的首選，因此，致力于未來，復(fù)合材料必將為我們帶來一個全新的、輕質(zhì)的生活。

參考文獻(xiàn)

[1]張菡英，劉明.碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展及應(yīng)用[J].工程塑料應(yīng)用，2015（11）

[2]周小毛.解析復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（23）

作者姓名：安小東，出生日期：1998年12月5日，性別：男，籍貫：四川省米易縣，專業(yè)：材料科學(xué)與工程，學(xué)校：四川輕化工大學(xué)

（四川輕化工大學(xué)?四川?自貢?643002）