复合材料综述三

树脂基复合材料的特性

与传统材料相比，在设计与制造上树脂基复合材料有3个明显的特点：

1)材料性能指标的自由设计性；

2)材料与结构的一致性；

3)产品型体设计的自由性。

树脂基复合材料的特性概括如下：

1、轻质高强——比强度、比模量高强度、模量分别除以密度之值，是衡量材料承载能力的指标之一。玻璃钢的比强度可达钢材和4倍，但（玻璃钢的比模量不算高）；碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度可达钛的4.9倍，比模量可达铝的5.7倍多。这对要求自重轻的产品意义颇大。

2、抗疲劳性能好——疲劳破坏是材料在交变载荷作用下，由于微观裂缝的形成和扩展而造成的低应力破坏。金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的，往往事先无征兆；而纤维复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹扩展，其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始，逐渐扩展，破坏前有明显的征兆。大多数金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的40％～50％，碳纤维复合材料则达70％～80％。纤维增强树脂基复合材料的抗声振疲劳性能亦甚佳。

3、破损安全性好——纤维复合材料基体中有大量独立的纤维，每平方厘米上的纤维少则几根，多至上万根。从力学观点上看，是典型的静不定体系。当构件超载并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配在未破坏的纤维上。这样，在短期内不至于使整个构件丧失承载能力。

4、耐化学腐蚀——常见的热固性玻璃钢一般都耐酸、稀碱、盐、有机溶剂、海水并耐湿。热塑性玻璃钢耐化学腐蚀性一般较热固性为佳。一般而言，耐化学腐蚀性主要决定于基体。玻璃纤维不耐氢氟酸等氟化物，生产适应氢氟酸等氟化物的复合材料产品时，接触氟化物表面的增强材料不能用玻璃纤维，可采用饱和聚酯或丙纶纤维（薄毡），基体亦须采用耐氢氟酸的树脂，如乙烯基酯树脂。

5、电性能好——绝缘性可达到甚高水平，但亦可做成防静电的或导电的。在高频下能保持良好的介电性能。不受电磁作用，不反射电磁波，能透过微波。这些性能远非金属材料所能比拟。

6、热导率底、线膨胀系数小，在有温差时所产生的热应力比金属低得多。有的玻璃钢（酚醛基体）耐瞬时高温（3800℃），是很好的耐烧蚀材料。

7、可制得透明及各种色彩的产品；藉助加强肋、夹芯结构、波纹等可使制品获得所需的强度与模量；各种组件、构件可在主体成型中一并嵌入成型，脱模后工时大为缩减；易于修补与保养；隔磁、隔音。

8、成型工艺性优越——可根据产品的结构与使用要求及生产数量，合理地灵活选择原辅材料及成型工艺。