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1、先进复合材料的发展及展望目录l先进复合材料的介绍l先进复合材料的发展l先进复合材料的发展前景先进复合材料的介绍 先进复合材料的应用：先进复合材料的应用：复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达7.5万吨，汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附
2、热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。因而有人预言，21世纪是复合材料的时代。Part two：先进复合材料的发展先进复合材料的发展经过20世界60年代末期使用，树脂基高性能复合材料被用于飞机的承力结构，后又逐渐进入工业其他领域。70年代末期发展出了用高强度、高模量的耐热碳纤维和陶瓷纤维与金属复合，特别是鱼轻金属复合，形成了金属基复合材料，克服
3、了树脂基复合材料耐热性差、导热性低等缺点，已广泛应用于航空航天等高科技领域。80年代开始，逐渐出现了陶瓷复合材料。复合材料因其具有可设计的特点受到广泛的重视，因而发展极快。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上。Part three：先进复合材料的发展前景先进复合材料的发展前景先进复合材料的发展前景：先进复合材料的发展前景：l低成本：低成本：制造成本大约占复合材料之间总成本的80%左右，所以低成本复合材料技术的核心是低成本制造技术。l高性能：高性能：性能是评价材料的重要标准，国防先进武器装备和国民经济高技术的发展，都要求进一步提高复合材料的性能，进一步提高比强度
4、、比模量。l多功能化：多功能化：高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料或功能材料，成为未来发展的核心。l智能化：智能化：智能材料与结构的出现是由于结构材料、功能材料和微电子工业的发展，是三者结合的产物。未来的复合材料将更注重智能性。先进复合材料的发展前景l低成本：低成本：（1 1）自动化制造技术：）自动化制造技术：该技术可节省时间、速度较手工铺层提高10倍，且节省原材料，提高之间精度、质量，有效的降低了成本。（2 2）以固化）以固化/共胶接为核心的大面积整体成型技术：共胶接为核心的大面积整体成型技术：大面积整体成型课大大减少零件数目，减少紧固件数目，减轻结构质量，降低连接和装配成本，从而有效
5、的降低了总成本。（3 3）罐外成型技术：）罐外成型技术：热压罐法成型时目前航空航天制件最主要的成型工艺方法，但其设备成本高、生产周期长、能源消耗大，故其生产成本高。为降低制造成本，人们在努力寻求热压罐外成型方法。先进复合材料的发展前景l高性能：高性能：90年代先进复合材料大部分是采用T300 类型的碳纤维和环氧树脂件作为基体，这一类T300环氧复合材料的性能不能满足高技术发展的要求，特别是设计许用值较低，一般在3000LE,CAI也较低，一般在200MPa 以下。而高技术发展，例如：新一代战斗机和新一代战略核武器等，要求设计许用值达到6000LE左右，CAI值则要求达到300MPa以上。碳纤维
6、的性能是决定先进复合材料性能的关键因素。为此，各国都致力提高改进碳纤维性能。先进复合材料的发展前景l多功能化：多功能化：传统的材料科学与工程把材料划分为两大类，即结构材料与功能材料，多少年来一直根据这样的概念来研究与发展材料。高技术的发展要求材料不再是单一的结构材料或功能材料，航天高技术的发展要求由一种材料承担多种功能，包括：防热、抗核、承载、吸波、透波、隐身、减震、降噪等，这是实现战略核武器的小型化、轻质化、强突防和全天候的关键因素之一。因此，材料发展中的一种新趋势是结构材料和功能材料的互相渗透，即结构材料的功能化（例如，结构吸波材料）和功能材料的结构化（例如，热结构材料）。这就是材料发展中
7、的综合集成。先进复合材料的发展前景l智能化：智能化：由材料、结构和电子互相融合而构成的智能材料与结构，是当今材料与结构高新技术发展的方向。随着智能材料与结构的发展还将出现一批新的学科与技术。包括：综合材料学、精细工艺学、材料仿生学、生物工艺学、分子电子学、自适应力学以及神经元网络和人工智能学等。智能材料与结构已被许多国家确认为必须重点发展的一门新技术，成为21 世纪复合材料一个重要发展方向。由材料、结构和电子互相融合而构成的智能材料与结构，是当今材料与结构高新技术发展的方向。随着智能材料与结构的发展还将出现一批新的学科与技术。包括：综合材料学、精细工艺学、材料仿生学、生物工艺学、分子电子学、自适应力学以及神经元网络和人工智能学等。智能材料与结构已被许多国家确认为必须重点发展的一门新技术，成为21 世纪复合材料一个重要发展方向。谢谢观赏