复合材料：超越单纯材料的强大性能
发布于 2014-08-24 19:13
复合材料，又称合成材料或简称复合材料，是一种由两种或多种物理或化学性质显著不同的组成材料制成的材料。当这些材料结合时，会产生具有不同於单一成分的特性，且各个组件在最终结构中保持独立且独特。
复合材料因其具有以下优点而受到广泛青睐：
更坚固：复合材料通常比传统材料更坚固，例如钢筋混凝土比混凝土更坚固。
更轻：复合材料通常比传统材料更轻，例如碳纤维比钢更轻。
更便宜：复合材料通常比传统材料更便宜，例如玻璃纤维比铝更便宜。
更耐用：复合材料通常比传统材料更耐用，例如可以抵抗腐蚀和磨损。
多功能性：复合材料可以定制以满足各种应用需求。
常见的复合材料类型
复合材料的组成，含盖多种领域，无论有机物、无机物、金属，都可以找到复合材料的踪迹：
复合建筑材料：水泥、混凝土等
增强塑料：例如纤维增强聚合物 (FRP)
金属复合材料：例如铝钛复合材料
陶瓷复合材料：例如碳陶瓷
复合材料能够应用在哪些领域？
复合材料的应用范围广泛，包括：
建筑物：例如桥梁、房屋和摩天大楼
交通运输：例如飞机、汽车和自行车
运动器材：例如高尔夫球杆、网球拍和棒球帽
电子设备：例如手机、笔记本电脑和电视
医疗设备：例如人工关节、植入物和手术器械
复合材料的制造过程
复合材料的制造过程通常包括以下几个步骤：
材料准备：将基体材料和增强材料准备好。
混合：将基体材料和增强材料混合在一起。
成型：将混合物成型为所需形状。
固化：将混合物固化。
复合材料的未来展望
随著技术的不断发展，复合材料的性能和应用范围将会得到进一步的提升。未来，复合材料将在航空航天、新能源、生物医学等领域发挥更加重要的作用。
材料测试与法规
以下整理出复合材料（也适用于其他种类材料）的测试项目与相关法规：
机械性质
| 检测项目 | 国际法规 |
|---|---|
| 傅里叶转换红外光谱 (FTIR) | ASTM D3677 |
| 硬度 (Hardness) | ASTM E384 ASTM D2240 |
| 密度 (Density) | ASTM D792 |
| 纤维含有率 (Fiber content) | ASTM D3171 ISO 14127 |
| 空孔率 (Porosity) | ASTM D2734 ISO 7822 |
热性质
| 试验项目 | 国际法规 |
|---|---|
| 水平燃烧 (Horizontal burning test) 垂直燃烧 (Vertical burning test) |
UL 94 |
| 热变形温度 (Heat deflection temperature) | ASTM D648 ISO 75-1 ISO 75-2 ISO 75-3 |
| 玻璃转移温度 (Glass transition temperature) | ASTM D696 ISO 11359-2 |
| 热膨胀系数 (Coefficient of thermal expansion) | ASTM D696 ISO 11359-2 |
| 导热系数 (Heat Transfer Coefficient) | ASTM E1461 ISO 22007-2 |
| 热示差扫描分析仪 DSC (Differential scanning calorimetry) | ASTM D3418 ISO 11357-2 |
| 热重分析仪 TGA (Thermogravimetric analysis) | ASTM E1131 |
导电性质
| 试验项目 | 国际法规 |
|---|---|
| 表面电阻率 (Surface resistivity) | ISO 14309 |
| 体积电阻率 (Volume resistivity) | ISO 13931 ISO 14309 |
环境耐受性质
| 试验项目 | 国际法规 |
|---|---|
| 老化试验 (Aging test) | ASTM G154 ISO 4892-1 |
| 耐候测试 (Weathering resistance test) | ASTM G155 ISO 4892-2 |
| 耐化学腐蚀性 (Chemical resistance) | ASTM D543 ISO 175 |
| 盐雾试验 (Salt Spray test) | ASTM B117 |