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  • 6個問題 ,讓你更快了解「高分子複合材料」

介紹什麼是複合材料 、高分子複合材料常用的基材或增強材料有哪些呢 ?製造方法為何 ?有哪些優異性能 ?高分子複合材料的應用 ?讓你更快了解

6個問題 ,讓你更快了解「高分子複合材料」


內容摘要

  1.介紹什麼是「複合材料」 ?

  2.高分子複合材料常用的「基材」有哪些呢 ?

  3.高分子複合材料常用的「增強材料」有那幾種 ?

  4.高分子複合材料常用的「製造方法」有那些?

  5.高分子複合材料的可能有哪些優異性能 ?

  6.高分子複合材料的應用 ?

1. 先介紹什麼是「複合材料」 ?

複合材料是由金屬材料 、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料,

經過複合工藝而製備的多相材料 ,各種材料在性能上互相取長補短 ,產生協同效應 。

複合材料的英文為Composite materials ,簡稱CM或Composites 。

複合材料之強化材的形狀有粉體 、粒子 、纖維 、片狀等 。

複合材料一般來講 ,是由基材(matrix)增強材料(reinforcements)所構成 。

通常增強材的機械強度要比基材高 ,才能夠增強基材 ,使合成的複合材料得到較佳的機械強度 。

然而,複合材料的性質並不同於其構成的任一材料 ,而是呈現另一種新的材料性質 。

而複合材料的基材分為金屬非金屬兩大類:

(1) 金屬基材常用的有鋁 、鎂 、銅 、鈦及其合金 。

(2) 非金屬基材主要有合成樹脂 、橡膠 、陶瓷 、石墨 、碳等 。

接下來 ,我們針對「高分子複合材料」的部分來做介紹...

2. 高分子複合材料常用的「基材」有哪些呢 ?

3.高分子複合材料常用的「增強材料」有那幾種 ?

增強材料主要有玻璃纖維 、碳纖維 、硼纖維 、芳綸纖維 、氧化鋁纖維(陶瓷纖維) 、

碳化矽纖維 、石棉纖維 、PP纖維 、金屬絲和硬質細粒等 。

4.高分子複合材料常用的「製造方法」有那些?

常用的高分子複材製造方法有:
(1)預浸材疊層、(2)樹脂轉注成形 、(3)模壓成形 、(4)纏繞成型 、
(5)拉擠成型 、(6)熱壓成型、(7)射出成型等 。

我們來介紹塑膠薄膜與其他材料複合時 , 最常使用到的「熱壓成型法」

[熱壓成型法]

熱壓成型是一種高分子材料的加工方法 ,大致上可分為兩類:
(1)真空熱壓成型(vacuum forming) 及 (2)壓縮成型(compression molding) 。
*原理:將厚度均勻的材料置於模具中 ,加熱模具使材料軟化而覆蓋於模具表面 ,
         再以機器壓擠或是抽真空以大氣壓擠 ,經過冷卻階段固化後,就可得到熱壓成型的產品 。

*一般的熱塑性塑膠材料 ,都可使用在熱壓成型的加工方法上 ,因為主要有兩種特性:

(A) 塑膠的記憶性(plastic memory)
此特性可以使塑料經過加熱後 ,軟化而平貼於模具之上,
得到我們所需要的產品 。如果對於產品不滿意或是想改變產品的形狀,
不需再用新的塑料只要把原來的塑料經過平版的熱壓 ,便能回復原來的狀態 ,符合經濟的效益 。
(B) 熱強度及熱延展性(hot strangth and elonggation)
熱強度是指塑料經過熱化之後所剩餘的材料強度。
而一個好的熱延性材料在加熱之後,可以輕易的被延伸不會產生撕裂的現象 ,
一般而言可以達到延伸量500-600% 。
*熱壓成型共有4個步驟 ,分別如下:
step1. 挾料  >  step2.加熱  >  step3.成型  >  step4.冷卻

5. 高分子複合材料的可能有哪些優異性能 ?

(1) 優異的附著力:高分子滲透形成分子之間的作用力 ,使其與修復部件形成范德華力和氫鍵鏈接 。

(2) 優異的機械性能:分析了機械設備在運行過程中所產生的各種複合力的要求,
     在材料的合成過程中實現了各種數據的均衡性 ,並具有良好的機械加工性能和延展性能 。
(3) 抗化學腐蝕性能:解決了大多數高溫下的有機酸 、無機酸及混合酸的腐蝕 。
(4) 材料的安全性:100%固體 ,材料沒有揮發性 ;無毒無害 ,可以和皮膚直接接觸 。

6. 高分子複合材料的應用 ?

高分子複合材料的應用很廣﹐目前﹐它是航空﹑航天工業中的重要材料 。

現代飛機設計中計畫大量採用高分子複合材料﹐以減輕重量 。

汽車工業為了節約用油也趨向大量使用高分子複合材料﹐以減輕車身重量 。

造船工業用它製造1000噸以下的船艇﹐不僅重量輕而且耐海水腐蝕﹐維修也方便 。

此外﹐也大量用在大型耐腐蝕貯槽﹑管道和壓力容器﹑建築材料和體育器材等方面 。

*以上為 塑膠薄膜材料網 整理分享,

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