Prezentare generală: Materialele, energia și informația sunt cei trei piloni ai științei și tehnologiei contemporane, iar știința materialelor este una dintre disciplinele de vârf din lume astăzi. Materialele compozite sunt o stea în ascensiune în domeniul materialelor, iar apariția lor a adus schimbări semnificative în industria materialelor, formând un model de coexistență a materialelor metalice, materialelor anorganice nemetalice, materialelor polimerice și materialelor compozite. O definiție cuprinzătoare și completă a materialelor compozite este următoarea: Materialele compozite sunt un nou tip de material compus din diferite tipuri de materiale, cum ar fi polimeri organici, nemetale anorganice sau metale, care sunt combinate prin procese compozite. Ele pot păstra principalele caracteristici ale materialelor componente originale, obținând în același timp proprietăți pe care componentele originale nu le posedă prin efecte compozite; Performanța fiecărei componente poate fi completată și corelată între ele prin proiectarea materialului, obținând astfel performanțe superioare noi.
Materialele compozite care se bazează pe punctele forte ale altora reprezintă direcția de dezvoltare a materialelor. Mulți experți cred că umanitatea a intrat în era materialelor compozite din era materialelor sintetice, iar această propunere are o anumită bază științifică. Este foarte dificil să sintetizezi un material nou care să îndeplinească diferite cerințe ridicate pentru indicatori cuprinzătoare. Dacă se dorește să dezvolte un material satisfăcător în timp util, ciclul de la laborator la producția profundă este, de asemenea, foarte lung. Dar dacă materialele existente sunt combinate, poate fi mai ușor să îndepliniți cerințele. În plus, materialele compozite sunt materiale anizotrope, iar pentru utilizarea materialelor, aranjarea fibrelor de armare poate fi proiectată în funcție de situația reală de stres, economisind astfel materiale, care nu pot fi realizate prin materiale izotrope generale. Datorită performanței superioare a materialelor compozite, acestea au primit atenție din partea țărilor dezvoltate din întreaga lume și au fost selectate ca una dintre domeniile prioritare de dezvoltare în domeniul noilor materiale, ceea ce demonstrează pe deplin importanța materialelor compozite.
Majoritatea materialelor compozite pe bază de rășină sunt folosite în medii atmosferice, scufundate în apă sau apă de mare sau îngropate sub pământ. Unele sunt folosite ca rezervoare de stocare pentru diverși solvenți. Sub acțiunea aerului, apei, mediilor chimice, luminii, radiațiilor și microorganismelor, compoziția lor chimică, structura și diferitele proprietăți vor suferi diverse modificări. În multe cazuri, temperatura și starea de stres au efecte importante asupra acestor reacții chimice, în special pentru vehiculele aerospațiale și componentele motorului acestora care lucrează în medii dure, care trebuie să reziste la temperaturi ridicate și la eroziunea fluxului de aer la temperatură ridicată. Stabilitatea lor chimică este crucială.
Polimerul, ca matrice a materialelor compozite pe bază de rășină, poate suferi descompunere chimică în moduri diferite. Poate apărea prin interacțiunea cu substanțe chimice corozive sau indirect prin generarea de stres, inclusiv degradarea termică, degradarea radiațiilor, degradarea mecanică și biodegradarea. Matricea polimerică în sine este o substanță organică care poate fi erodata, umflată, dizolvată sau poate provoca coroziune prin stres a sistemului de către solvenți organici. Așa-numita coroziune sub tensiune se referă la defectarea prematură a materialelor atunci când sunt supuse la stres atunci când interacționează cu anumiți solvenți organici. O astfel de solicitare poate fi aplicată în timpul utilizării sau din cauza anumitor limitări ale tehnologiei de fabricație.
În funcție de diferitele tipuri de substraturi, sensibilitatea materialelor la diferite substanțe chimice variază. Materialele plastice obișnuite armate cu fibră de sticlă sunt rezistente la acizi puternici, săruri și esteri, dar nu și la alcalii. În general, oamenii acordă mai multă atenție impactului apei asupra proprietăților materialelor. Apa poate duce, în general, la o scădere a rezistenței dielectrice a materialelor compozite pe bază de rășină. Acțiunea apei determină împrăștierea luminii și opacitatea la ruperea legăturilor chimice ale materialului, ceea ce are și un impact important asupra proprietăților mecanice. Rezistența la tracțiune, rezistența la forfecare și rezistența la încovoiere a materialelor compozite compuse din rășină epoxidice sau rășină poliesterică cu fibre de sticlă care nu sunt lipite sau doar tratate termic sunt afectate semnificativ de apa clocotită. Utilizarea agenților de cuplare poate reduce semnificativ această pierdere. Influența apei și a diferitelor substanțe chimice este legată de temperatură, timpul de contact, precum și magnitudinea tensiunii, proprietățile matricei și structura geometrică, proprietățile și pretratarea materialului de armare. În plus, este, de asemenea, legat de starea de suprafață a materialului compozit, iar materialul cu capete expuse fibrelor este mai susceptibil la deteriorare.
Există mai multe moduri și căi de degradare termică a polimerilor, printre care mai multe moduri pot apărea simultan. Dacă ruperea completă a lanțului polimeric poate fi cauzată de mecanismul de depolimerizare de tip „fermoar”, se pot produce în același timp substanțe volatile cu moleculară mică. Alte metode includ ruperea neregulată a lanțurilor polimerice pentru a produce produse cu greutate moleculară mai mare sau desprinderea lanțului ramificat, precum și posibila formare de structuri ciclice ale lanțului molecular. Prezența materialelor de umplutură are un impact asupra degradării polimerilor, iar anumite materiale de umplutură metalice pot accelera degradarea prin acțiune catalitică, în special în medii aerobe. Aprinderea și degradarea materialelor compozite pe bază de rășină sunt legate de substanțele volatile produse, iar retardanții de flacără sunt de obicei adăugați pentru a reduce riscul de aprindere. Unii polimeri pot produce un strat de cocs rezistent la căldură în condiții de temperatură ridicată. Atunci când acești polimeri sunt combinați cu nailon, fibre de poliester etc., descompunerea acestor armături în sine duce la producerea de substanțe volatile care pot elimina căldura și pot răci polimerul ars, îmbunătățind în continuare rezistența la căldură și dotând materialului compozit cu o mecanică excelentă. proprietăți, cum ar fi rezistența seismică bună.
Mulți polimeri sunt deteriorați de radiațiile ultraviolete sau de alte radiații de înaltă energie, iar mecanismul este că atunci când energia luminii și a radiațiilor depășește energia legăturii covalente dintre atomi, lanțurile moleculare se rup. Polimerii umpluți cu plumb pot fi utilizați pentru a preveni radiațiile de înaltă energie. Radiațiile ultraviolete primesc în general mai multă atenție, iar aditivii consumați în mod obișnuit includ negru de fum, oxid de zinc și dioxid de titan, care acționează pentru a absorbi sau reflecta radiațiile ultraviolete.
Degradarea mecanică este un alt mecanism de degradare, în care atunci când frecvența creșterii tensiunii depășește capacitatea de răspuns a unei legături prin translație, are loc ruperea legăturii, iar radicalii liberi rezultați pot afecta, de asemenea, modul de degradare al etapei următoare. Matricele polimerice dure și fragile au deformare redusă și pot suferi fracturi fragile cu sau fără ruperea lanțului, în timp ce matricele polimerice mai moi, dar mai vâscoase sunt în mare parte degradate mecanic.
Materialele compozite armate cu fibre au atras multă atenție și posedă caracteristici semnificative. În comparație cu materialele metalice sau alte materiale anorganice, are avantajele unei greutăți ușoare, rezistență specifică ridicată, rezistență la coroziune, izolație electrică, rezistență instantanee la temperaturi ultra-înalte, transfer lent de căldură, izolare fonică, impermeabilizare, colorare ușoară și poate transmite electromagnetice. valuri. Este un material nou care combină caracteristicile funcționale și structurale.
Materialul compozit armat cu fibră de sticlă (cunoscut în mod obișnuit ca „fibră de sticlă”) este un material compozit dezvoltat timpuriu. Este o structură realizată prin utilizarea fibrei de sticlă și a produselor sale ca materiale de armare, rășini termorezistente sau termoplastice ca matrice și anumite procese de turnare. Numele său științific este plastic armat cu fibră de sticlă. În 1958, Lai Jifa, fostul ministru al materialelor de construcții, a propus un nume popular și viu „fibră de sticlă”, care a fost acum recunoscut de colegii din industrie atât pe plan intern, cât și internațional.
Prin analiza construcției acestui tip de material compozit din fibră de sticlă, în comparație cu materialele tradiționale, materialele compozite au următoarele caracteristici.
① Designabilitatea materialelor și structura pe mai multe niveluri a materialelor compozite aduc o flexibilitate extraordinară proiectării materialelor compozite și structurilor acestora. Proprietățile mecanice, mecanice, termice, acustice, optice, electrice, anti-coroziune, anti-îmbătrânire și alte proprietăți fizice și chimice ale materialelor compozite pot îndeplini cerințele de utilizare și condițiile de mediu ale pieselor. Prin selectarea și potrivirea materialelor componente, designul stratului, controlul interfeței și alte mijloace de proiectare a materialelor, scopul așteptat poate fi atins în măsura maximă pentru a îndeplini performanța de utilizare a echipamentelor de inginerie.
② Materialele compozite care pot oferi atât rezistență la coroziune la suprafață, cât și la structura structurală pot oferi o rezistență excelentă la coroziune, precum și proprietăți mecanice excelente ca materialele structurale, obținând rezistență la coroziune structurală. Cu toate acestea, materialele anticorozive obișnuite, cum ar fi acoperirile anticorozive, foile de căptușeală din cauciuc și blocurile de căptușeală din argilă (plăci de porțelan rezistente la acizi, plăci de piatră turnată, blocuri de granit etc.) pot fi utilizate numai ca straturi anticorozive. Odată ce aceste straturi anticorozive sunt deteriorate, părțile protejate ale structurii vor fi corodate și deteriorate, ceea ce duce la pericole de siguranță în structura principală.
③ Designul structural din material compozit include designul materialului. În proiectarea structurală a materialelor tradiționale, este necesar doar selectarea materialelor standardizate în funcție de cerințe. În proiectarea structurilor din material compozit, materialele sunt proiectate de proiectantul structural pe baza condițiilor de proiectare. După cum sa menționat mai sus, structurile compozite sunt adesea formate simultan cu materialul și structura, iar materialul are, de asemenea, posibilitatea de proiectare. Prin urmare, proiectarea structurală din material compozit este un nou tip de proiectare structurală care include proiectarea materialului. Poate fi considerat atât din punct de vedere material, cât și din punct de vedere structural. Proiectanții pot proiecta materiale compozite cu proprietăți diferite pentru diferite părți ale structurii în funcție de diferitele stări de stres pe baza caracteristicilor structurii.
④ Dependența proprietăților materialelor de tehnologia compozitelor: modificările fizice și chimice ale materialelor componente au loc în timpul procesului de formare a structurilor materialelor compozite. Diferite tipuri de materii prime, materiale de armare, conținut de fibre și scheme de așezare utilizate în diferite procese de formare sunt, de asemenea, diferite. Tipurile de materii prime utilizate în diferite procese de formare, formarea materialelor de armare, conținutul de volum al fibrelor și schemele de așezare sunt, de asemenea, diferite. Prin urmare, performanța componentelor depinde în mare măsură de metodele de proces, parametrii procesului și procesele de fabricație. În plus, datorită dificultății de a controla cu precizie parametrii procesului în timpul procesului de turnare, dispersia de performanță a componentelor compozite este în general semnificativă. Pentru structurile din material compozit, deoarece structura și materialul sunt integrate, este relativ ușor să obțineți diferite forme structurale prin turnare și fabricare și chiar să realizați designul general al structurii. Realizarea acestei superiorități se bazează pe integrarea strânsă a designului structurii materialului compozit și a procesului de fabricație. Proiectarea structurală rezonabilă ar trebui să țină cont de posibilitatea proceselor de fabricație, iar proiectarea procesului de fabricație ar trebui să asigure proiectarea optimă a structurii în cea mai mare măsură posibilă.
⑤ Din perspectiva analizei mecanice, diferența semnificativă dintre materialele compozite și materialele convenționale (cum ar fi materialele metalice) este că acestea din urmă sunt considerate omogene și izotrope, în timp ce primele sunt eterogene și anizotrope. Așa-numita omogenitate se referă la faptul că performanța fiecărui punct din cadrul unui obiect este aceeași, ceea ce înseamnă că performanța unui obiect nu este o funcție a poziției sale interne; Iar eterogenitatea este exact invers. Așa-numita izotropie se referă la aceeași performanță în toate direcțiile într-un punct din interiorul unui obiect; Și anizotropia indică faptul că performanța unui punct este o funcție de direcția acestuia. Datorită anizotropiei și eterogenității puternice a materialelor compozite, caracteristicile lor de deformare sub forțe externe sunt diferite de cele ale materialelor izotrope generale. O forță externă poate provoca adesea deformații de bază multiple, iar rezistența și diferiții parametri ai panourilor cu un singur strat și laminate sunt funcții de direcție. Prin urmare, atunci când se studiază proprietățile mecanice ale materialelor compozite, ar trebui să se acorde atenție complexității și specificității acestora. În proiectarea structurală, pe lângă efortul maxim în structură, trebuie acordată atenție și verigilor slabe reflectate de caracteristicile anizotrope ale materialului, în principal datorită faptului că proprietățile de forfecare și transversale sunt mult mai slabe decât fibra. proprietăți direcționale.
⑥ Datorită caracteristicilor compoziționale ale materialelor compozite utilizate pentru prevenirea coroziunii, produsele sau piesele din materiale compozite pot avea simultan o rezistență excelentă la coroziune, performanță electrică (conductivitate sau izolație) și performanță termică (conductivitate termică sau izolație). De exemplu, materialele din fibră de sticlă și rășini sunt în sine materiale de izolare electrică și de izolare termică, cu proprietăți excelente de izolare electrică și de izolare termică. Cu toate acestea, putem introduce componente conductoare sau conductoare termic în rășina anticoroziune în funcție de nevoile reale, astfel încât materialul compozit să aibă proprietăți conductoare sau conductoare termic corespunzătoare.
⑦ Performanța bună la suprafață a materialelor compozite anticorozive poate fi obținută în timpul procesului de fabricație prin ajustarea stării de suprafață a șablonului, a varietății de rășină și a materialelor de armare a stratului de suprafață și a procesului de fabricație, pentru a forma o suprafață extrem de netedă pentru anti- produse compozite de coroziune. Și faceți ca suprafața să aibă proprietăți speciale, cum ar fi hidrofobicitate, oleofobie, rezistență la uzură, conductivitate termică, conductivitate electrostatică și anti detartrare în funcție de nevoi.
Conținutul de mai sus rezumă caracteristicile materialelor compozite în general. Dacă materialele compozite sunt comparate cu materialele tradiționale, se poate constata că materialele compozite au următoarele avantaje.
① Cel mai mare avantaj al materialelor compozite cu fibre cu rezistență specifică ridicată și modul specific ridicat este rezistența specifică ridicată și modulul specific ridicat. Rezistența specifică se referă la raportul dintre rezistența unui material și densitatea acestuia, în timp ce modulul specific se referă la raportul dintre modulul unui material și densitatea acestuia. Rezistența specifică și modulul specific sunt indicatori importanți pentru măsurarea capacității portante a materialelor structurale. Pentru componentele structurale din aviație, aerospațială, automobile, trenuri, nave și alte structuri în mișcare, acestea sunt indicatori foarte importanți, ceea ce înseamnă că se pot realiza structuri cu performanțe bune și greutate redusă. Pentru echipamentele chimice și proiectele de construcții, materialele cu rezistență și modul specific ridicat își pot reduce propria greutate, pot rezista la mai multe sarcini și își pot îmbunătăți rezistența seismică.
② Performanță bună împotriva oboselii. Ruperea prin oboseală este o eroare de tensiune scăzută cauzată de formarea și propagarea fisurilor în materiale sub sarcini alternative. Daunele cauzate de oboseală sunt una dintre principalele cauze ale prăbușirilor de avion în rândul etniei Han. Caracteristicile de oboseală ale materialelor compozite sub tensiune în direcția fibrei sunt mult mai bune decât cele ale metalelor. Defectarea prin oboseală a materialelor metalice crește treptat din interior spre exterior și apoi se extinde brusc. Ruperea prin oboseală a materialelor compozite începe întotdeauna de la legăturile slabe ale fibrelor sau ale matricei și se extinde treptat până la suprafața de lipire. Când există multe daune și dimensiunea este mare, există semne evidente înainte de deteriorare, care pot fi detectate și măsurile luate în timp util. Limita de rezistență la oboseală a materialelor metalice este de obicei de 30% -50% din rezistența la tracțiune. Limita rezistenței la oboseală a materialelor compozite pe bază de rășini armate cu fibră de carbon este de 70% -80% din rezistența lor la tracțiune. Prin urmare, componentele din materiale compozite care funcționează în condiții de sarcină alternativă pe termen lung au o durată de viață mai lungă și o siguranță mai mare împotriva deteriorării.
③ Performanța de amortizare a unei structuri portante nu este legată numai de forma sa, ci și direct proporțională cu rădăcina pătrată a modulului specific al materialului structural. Deci, materialele compozite au o frecvență naturală mai mare. În același timp, interfața cu fibre matrice a materialelor compozite are o capacitate mai mare de a absorbi energia vibrațiilor, rezultând o amortizare mai mare a vibrațiilor a materialului. Cercetările asupra grinzilor de aceeași dimensiune arată că grinzile din aliaj de aluminiu au nevoie de 9 secunde pentru a opri vibrația, în timp ce grinzile din fibră de carbon/compozit epoxidic necesită doar 2,5 secunde pentru a opri vibrarea. Acest exemplu este suficient pentru a ilustra problema. Performanța de absorbție a șocurilor a materialelor compozite aramid este mai bună decât cea a materialelor compozite din fibră de carbon.
④ Siguranța deteriorării materialelor compozite este bună. Deteriorarea materialelor compozite nu are loc brusc ca materialele tradiționale, ci trece printr-o serie de procese precum deteriorarea matricei, delaminarea la interfață, ruptura fibrei etc. Când componenta este supraîncărcată și o cantitate mică de fibre se rupe, sarcina va fi redistribuit rapid la fibrele nedeteriorate prin transmiterea matricei, pentru a nu determina ca întreaga componentă să-și piardă capacitatea portantă pe termen scurt.
⑤ Materialele compozite cu rășini termorigide armate cu fibră de sticlă utilizate în mod obișnuit (cunoscute în mod obișnuit ca fibră de sticlă termorezistabilă) au o bună rezistență chimică la coroziune și sunt în general rezistente la acid, alcalii diluați, sare, solvenți organici, apă de mare și umiditate. Materialele compozite pe bază de rășini termoplastice armate cu fibră de sticlă (cunoscute în mod obișnuit ca fibră de sticlă termoplastică) au în general o rezistență mai bună la coroziune chimică decât materialele termorigide. În general, rezistența la coroziune chimică este determinată în principal de substrat. Fibra de sticlă nu este rezistentă la fluoruri precum acidul fluorhidric. Când se produc produse din materiale compozite care sunt potrivite pentru fluoruri, cum ar fi acidul fluorhidric, materialul de întărire al stratului de suprafață în contact cu mediul din produs nu poate folosi fibră de sticlă. Se poate folosi poliester saturat sau polipropilenă (pâslă), iar matricea trebuie, de asemenea, să utilizeze rășină cu acid fluorhidric.
⑥ Materialele compozite pe bază de rășină cu proprietăți electrice bune sunt materiale de izolare excelente utilizate pentru fabricarea componentelor de izolație în instrumente, motoare și aparate electrice. Ele nu numai că pot îmbunătăți fiabilitatea echipamentelor electrice, ci și pot prelungi durata de viață a acestuia. Ele pot menține proprietăți dielectrice bune la frecvență înaltă, nu reflectă undele electromagnetice și au o transparență bună la microunde. În prezent, ele sunt utilizate pe scară largă ca materiale structurale pentru fabricarea avioanelor, navelor și acoperirilor pentru radar la sol.
⑦ Materialele compozite pe bază de rășină au performanțe termice bune, conductivitate termică scăzută, coeficient mic de dilatare liniară și generează mult mai puțin stres termic decât metalele atunci când există o diferență de temperatură. Sunt un material de izolare excelent. Materialele compozite pe bază de rășini fenolice sunt rezistente la temperaturi ridicate instantanee și pot servi ca material ideal pentru protecția termică și eroziunea rezistentă la căldură. Ele pot proteja eficient rachetele, rachetele și navele spațiale de efectele de curățare ale fluxului de aer de mare viteză și temperatură peste 2000 de grade. În plus, datorită capacității de proiectare a materialelor cu matrice rășină, atunci când este necesară conductivitatea termică, conductivitatea termică a acesteia poate fi reproiectată prin tehnici de modificare adecvate pentru a asigura o conductivitate termică suficientă.
Dezavantajele materialelor compozite: Materialele compozite pe bază de rășină au, de asemenea, multe neajunsuri sau deficiențe. Următorul conținut prezintă pe scurt principalele dezavantaje ale materialelor compozite pe bază de rășină, astfel încât cititorii să poată avea o înțelegere cuprinzătoare a proprietăților de bază ale materialelor compozite pe bază de rășină în aplicații practice, pentru a utiliza pe deplin avantajele materialelor compozite pe bază de rășină, pentru a evita sau să depășească dezavantajele acestora și să obțină astfel cea mai bună rentabilitate a materialelor compozite pe bază de rășină.
① Modulul elastic al materialelor compozite din fibre (fibră de sticlă) este scăzut. Modulul de elasticitate al fibrei de sticlă este de două ori mai mic decât cel al lemnului, dar de 10 ori mai mic decât cel al oțelului structural general. Prin urmare, în structurile din fibră de sticlă, există adesea o rigiditate insuficientă și o deformare semnificativă. Pentru a îmbunătăți acest dezavantaj, pot fi utilizate structuri subțiri de înveliș și structuri sandwich și fibre cu modul înalt sau fibre goale pot fi, de asemenea, aplicate pentru a-l rezolva.
② În general, rezistența la forfecare interlaminară și rezistența la tracțiune interlaminară a materialelor compozite armate cu fibre sunt mai mici decât cele ale matricei cu rezistență scăzută a stratului intermediar. Prin urmare, sub acțiunea tensiunii interstraturilor, este ușor să provoace defecțiunea delaminarii panourilor laminate, ceea ce duce la defectarea structurilor compozite, care este un factor important care afectează utilizarea materialelor compozite în anumite structuri. Prin urmare, în proiectarea structurală, stresul interstrat ar trebui redus la minimum pe cât posibil, sau trebuie luate anumite măsuri structurale pentru a evita eșecul delaminarii interstrat.
③ Majoritatea fibrelor de armare (excluzând fibrele aramid, fibrele de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă etc.) sunt materiale fragile, iar deformarea la rupere este foarte mică atunci când este întinsă. Prin urmare, materialele compozite armate cu fibre sunt, de asemenea, materiale fragile. Acest lucru este valabil de-a lungul direcției fibrei și cu atât mai mult perpendicular pe direcția fibrei. Tensiunea lor de rupere este mult mai mică decât cea a materialelor metalice. Poate îmbunătăți deformarea la rupere a fibrelor, duritatea matricei și starea interfeței, pentru a îmbunătăți rezistența, rezistența la rupere, rezistența la oboseală și rezistența la impact a materialelor compozite.
④ Rezistența la căldură a materialelor compozite pe bază de rășină este relativ scăzută. În prezent, materialele compozite de înaltă performanță pe bază de rășină sunt utilizate pentru o lungă perioadă de timp la temperaturi sub 250 de grade, în timp ce materialele compozite pe bază de rășini generale sunt utilizate pentru o lungă perioadă de timp la temperaturi sub 60-100 grade.
⑤ Există mulți factori care afectează foarte mult performanța materialelor compozite, inclusiv nivelul și dispersia proprietăților fibrelor și ale matricei, numărul de pori, fisuri și defecte, dacă fluxul și funcționarea procesului sunt rezonabile, dacă procesul de întărire este adecvat. și dacă mediul și condițiile de producție îndeplinesc cerințele. Toate acestea pot provoca modificări semnificative ale proprietăților materialelor compozite. În plus, în prezent există o lipsă de metode de monitorizare cuprinzătoare pentru produse, ceea ce face dificilă controlul calității produselor, iar dispersia proprietăților materialelor este mare. De exemplu, produsele compozite realizate prin lipirea manuală a pânzei din fibră de sticlă au un coeficient de dispersie a rezistenței de la 6% la 10%. Caracteristicile materialelor compozite din fibră de sticlă menționate mai sus în ceea ce privește performanța, procesul, designul etc. sunt incomparabile cu orice alt material. Prin urmare, materialele din fibră de sticlă pot fi utilizate pe scară largă în aplicații militare și civile. În ultimii ani, pe baza tehnologiei din fibră de sticlă, au fost cercetate și dezvoltate unele noi materiale compozite de înaltă performanță armate cu fibre. În special datorită dezvoltării tehnologiei aviatice și aerospațiale, precum și a necesității de structuri sau componente de inginerie în anumite aplicații speciale, este necesară extinderea domeniului de aplicare a materialelor de armare, îmbunătățirea proprietăților fizice și chimice ale acestora, atingerea cerințelor speciale precum rezistență, modul înalt, rezistență la temperaturi ridicate, densitate scăzută etc. Cercetarea și producția de succes a fibrelor de bor, fibrelor de carbon, fibrelor organice (aramidă) etc. au deschis căi de aplicare extrem de largi pentru dezvoltarea compozitelor armate cu fibre. materiale. În prezent, există mai multe materiale principale armate cu fibre de înaltă performanță, inclusiv următoarele
① Materialul compozit armat cu fibre de bor are o rezistență specifică, rigiditate și un modul elastic mult mai mare decât fibra de sticlă. Rezistența sa la compresiune și coeficientul de dilatare termică sunt mai potrivite pentru realizarea diferitelor materiale compozite structurale.
② La începutul anilor 1960, materialele compozite armate cu fibră de carbon erau compozite cu materiale matrice precum rășina, metalul și ceramica pentru a produce materiale compozite din fibră de carbon ușoare, de înaltă rezistență, rigide, rezistente la oboseală și coroziune. Fibra de carbon poate fi țesuta direct în pânză de carbon, pungi de carbon, pâslă de carbon etc. pentru a satisface nevoile diverselor aplicații.
③ Materialul compozit armat cu fibre de aramidă este o fibră organică cu rezistență ridicată, modul ridicat și densitate scăzută. Are o rezistență mai mare decât fibra de carbon, o greutate mai ușoară decât fibra de sticlă și fibra de carbon, coeficient mai scăzut de dilatare termică, rezistență bună la oboseală, rezistență la căldură și rezistență la flacără și are o anumită competitivitate. În ultimii ani, materialele compozite cu fibre de aramid s-au dezvoltat rapid și au perspective mari de dezvoltare.
