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木基复合材料及应用

木基复合材料及应用
木基复合材料及应用

想意识之外的所有物质。现代技术的三大支柱是:材料、能源、信息。

按化学组成分为:金属、无机非金属、高分子(聚合物)、复合(木材);②按材料性能分为:结构、功能;③按服役领域分为:信息、航空航天、能源、生物医用;④按结晶状态分为:单晶、多晶、非晶态、准晶;⑤按材料尺寸分为:零维(超微粒子)、一维、二维、三维(木材)。

从构造特征来说,心边材、表面形貌、髓心、和多孔性对质量影响较大。心边材差异明显的树种其含水率、木材硬度、胀缩都有差异,对热处理、旋切、干燥和热压工艺有影响,有些树种的心边材酸碱度不同影响胶合质量;表面形貌对胶合和润湿有影响;多孔性影响木材表面对气态液态的吸附,单板旋切和干燥时,含有的树脂和树胶会污染旋刀和干燥机,热压容易脱胶和鼓泡;②从化学特征来说,纤维素、半纤维素、木素对质量影响较大。半纤维素可促使木材软化,有利于纤维分离,半纤维素含量高,纤维易润账,增强纤维交织能力,提高纤维板强度;③从物理特性来说,吸附性和吸湿性对质量影响较大,影响尺寸稳定性。

①管孔会造成表面粗糙度;

②由于针叶材树脂道内含有树脂、阔叶材树胶道含有树胶,因此单板旋切时,树脂污染旋刀干燥机,热压时易脱胶和鼓泡。

高分子材料:橡胶、塑料、胶黏剂、涂料等;②金属材料;③无机非金属材料:水泥、石膏等。

下来,形成固定的界面层。

浸润性理论:两个理想清洁表面靠物理作用结合,如果完全浸润,则基体与增强剂之间的粘合强度将大于基体的内聚强度。②化学键理论:基体表面上的官能团与增强材料表面上的官能团能起化学反应,因此在基体和增强物之间产生化学键的结合,形成界面。③机械互锁理论:当基体充满或部分充满增强物表面的空隙或凹面后,分子相互接触并发生表面不规则渗透,通过固化在界面区形成各种形式的嵌合结构。④弱界面层理论:由于基体、增强物、添加剂、环境因素彼此间共同作用,使界面层的内聚能或粘和性比他们的本体物质内聚能或粘和强度低。⑤界面扩散理论:两本体物质复合过程中,基于分子(或链段)热运动而在相间的互相渗透过程。

在常温下经过一定的物理化学变化过程,能由浆状或可塑状而变为坚硬固体,并因而能将松散材料胶变为整体。强度高,耐久性好。水泥、石膏、矿渣、粉煤灰等。

、CO2注入法。冷压法:加压时间长,增加了生产辅助设备(垫板和垫板回送装置、清理装置、传送辊台装置、模具锁紧装置和养护硬化窑、卸模及叠板装置等),相应的生产车间占地面积大,生产的板材存在厚度公差需考虑砂光处理;CO2注入法:加压时间短,简化了生产流程,缩小了生产场地,注入CO2会增加成本。

用的助剂是早强剂和阻溶剂。

花板;不同树种对石膏刨花板凝固的干扰比水泥刨花板小

固,为了防止石膏过早水化,从而影响板材强度。促凝剂:促使石膏快速凝固,为了防止半水石膏浆体水化过慢,影响产量。

半干法:将石膏凝固所用水、木质材料为载体均匀加入并分散到石膏中,形成具有分散性的混合物进行铺装成型。

200℃以下的塑料。常用塑料原料有:PP、PE、PVC

良好的相容性。主要途径①对木材原料进行预处理及表面改性:热处理、蒸汽爆破处理、放电处理、酯化、碱化处理等;②对塑料基体进行表面改性:冷等离子体改性、表面接枝、紫外光直接照射、震动研磨、辐射改性等;③添加合适的偶联剂。

生成软质无定形碳,树脂生成硬质玻璃碳,由此而得到的一种新型多孔碳素材料。

无机改性木基陶瓷材料(陶木)②C/C ③Si/SiC ④金属化

金属化木材②金属覆面木质复合材料③木材/金属复合材料④木材表面金属化

电磁屏蔽效能增强,并且随金属比例增加呈显著增强;②对木质单元之间的胶合有影响。

:0维无机纳米微粒或粉体与2维纳米木材之间;0-3:0维无机纳米微粒或粉体与宏观尺度木材之间;1-3:纳米碳管、纳米棒、纳米丝与宏观尺度木材之间。

定义:纳米纤维素是直径为1-100nm,长度为几十nm到几μm的超微细纤维的统称,是纤维素的最小物理结构单元。②制备:a. CNFs:酸水解法、高强度研磨法、高压均质法、微射流法、超声波处理法、酶解法、TEMPO催化氧化法、静电纺丝法、生物合成法;https://www.wendangku.net/doc/be15869325.html,Cs:酸水解法、TEMPO催化氧化法。③性能:a.丰富的表面羟基;b.大的比表面积;c.纳米晶态纤维素在悬浮液中的排列:胆甾型液晶性质和流体的双折射;d.纳米晶态纤维素的流变性质:液晶高分子的流变行为。④应用:光学材料、电池、食品添加剂、药物输送等。

形貌表征:普通光学显微镜、SEM、场发射电镜、透射电镜、STM、AFM;②组分表征:红外光谱、拉曼光谱、XPS、③浸润性:表面张力测定④力学性能:界面力学()、宏观力学(层间剪切强度、动态力学分析DMA);

⑤热学性能:热重法、差示扫描量热法、DSC的应用;⑥阻燃性能测试:

热塑性:链状聚合物;可熔可溶,如:PS、PE、PP、PVC;热固性:网状聚合物;不熔不溶,如:UF、PF、MF、MDI (第一次加热都会软化)基体作用:传递载荷、保护增强体

3种:(1)木质材料先经树脂浸渍后,烧结炭化得到C/C木基陶瓷板材,然后再加工为成品。

(2)木质材料先经过切削加工成形,再用树脂浸渍,烧结炭化,最后再进行磨削加工。(3)木材纤维经与树脂混合、成型硬化后,再进行高温烧结炭化、磨削加工。原材料的准备、树脂的浸渍和混合、高温烧结炭化和成品加工等基本工序;但在整个C/C木基陶瓷材料的制造过程中,树脂的浸渍或混合和高温烧结炭化是最关键的步骤。

木基陶瓷材料虽然具有质轻、多孔性、高比表面积,优异的耐磨、减磨性,优良的电磁屏蔽效应和远红外线放射特性,隔热、耐腐蚀等优良性能,可以用作电磁屏蔽材料、过滤材料、温度和湿度传感材料、催化剂载体、吸附材料、阻尼材料、隔热材料、自润滑材料和轻质结构材料等,但由于C/C木基陶瓷材料的力学性能不够理想且呈现高度各向异性,而且高温易氧化,使其应用范围受到很大限制。Si/SiC木基陶瓷材就是为显著提高其力学性能和高温抗氧化性能,克服力学性能的高度各向异性而设计的。

wpc生产中,改善木粉与塑料间界面特性,一般添加木粉的1%-8%的量。包括共聚型增容剂、偶联剂型增容剂、复合型增容剂

:添加剂——原料(木质原料&热塑性塑料)——混合——成型——产品

1.连续挤出成型工艺:塑料颗粒——清洗——干燥——配方混合——混炼——挤出——成品

植物纤维——干燥——改性——

2.热压施胶——铺装——热压——冷却——成品

3.挤压配方混合——混炼——挤出——热压——成品

4.注射配方混合——混炼——注射——成品

木塑复合材料概述汇总

木塑复合材料 摘要:木塑复合材料具有比单独的木质材料和塑料产品更优异的品质,是实木的理想替代品,它的出现可以减少废弃木料和塑料对环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。本文介绍了木塑复合材料的定义、特点、加工工艺、分类和应用以及未来发展的趋势,并对木塑复合材料的优缺点进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。 关键词:木塑;性能;加工工艺;分类;应用;发展趋势 随着森林资源的减少,木材供应量逐渐下降,已不能满足人们的生产生活需要。同时,塑料制品废旧物的处理也日益成为一个急待解决的环境问题。一种新型材料——木塑复合材料成为木材的理想代用品。木塑复合材料系使用木粉或植物纤维超高份额填充热塑性塑料树脂或热塑性塑料再生料,添加部分相关改性剂,经挤出成型为板材、型材、管材而成。此类产品可替代相应木制品,人们由此可节约大量的森林资源,处理掉大量的废旧塑料及木材加工中产生的废弃木粉,故可大大有利于保护并改善生态环境,是符合2l世纪发展方向的环保型化工新材料。 1 木塑复合材料定义及特点 1.1 木塑复合材料的定义 木塑复合材料是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸杆等初级生物质材料为主原料,利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点,配混一定比例的塑料基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料,目前国内外对此称谓不一,也有将其称之为:塑木、环保木、科技木、再生木、聚合木、聚保木、塑美木或保利木,英文名称:Wood-Plastic Composites,缩写为WPC。一般说来,以生物质材料为基添加一定比例的塑料原料制成的材料,或以塑料原料为基添加一定比例的生物质材料制成的材料,均可称为木塑复合材料。 1.2 木塑复合材料的特点: (1)原料资源化,其生物质材料部分基本分为废弃物利用,来源广泛,价值低廉;塑料组分要求不高,新、旧料或混合料均可,充分体现了资源的综合利用和有效利用; (2)产品可塑化,木塑产品为人工整体合成制品,可根据使用要求随机调整产品工艺和配方,从而生产出不同性能和形状的材料,其型材利用率接近100%; (3)应用环保化,木塑材料的木/塑基料及其常用助剂均环保安全,无毒无害,其生产加工过程中也不会产生副作用,故对人体和环境均不构成任何危害; (4)成本经济化,即木塑制品实现了低价值材料向高附加值产品的转移,不仅维护费用极低,而且产品寿命数倍于普通天然木材,综合比较具有明显的经济优势; (5)回收再生化,即木塑材料的报废产品及回收废品均可100%的再生利用,且不会影响产品使用性能,能够真正实现“减量化、再生化、资源化”的循环经济模式。

铁基复合材料演讲稿

根据材料复合情况的不同, 可分为整体和表面复合两大类。 粉末冶金法:颗粒增强铁基复合材料多采用成熟的粉末冶金法来制备, 即将增强体与基体合金粉末混合后冷压或热压烧结, 也可用热等静压工艺。制造过程的温度相对于液相法来说较低, 基体与增强物都呈固态,界面反应不严重, 产品可做到少余量或无余量, 从而减少机加工, 提高材料利用率。但该法不适合生产形状复杂和大型的零件, 且由于其工艺及装备复杂、生产周期长、成本高, 阻碍了它的应用和发展。 铸造法:(外加增强体颗粒法)这种方法就是将固态的增强体颗粒逐步加入并混合于液态金属中制得金属基复合材料。但增强相往往会因与基体密度不同而产生凝聚、上浮或下沉, 难以均匀分布, 为此得采用粉料供给器均匀加入增强相材料或采用超声波、机械搅拌或半固态铸造法等。虽然该方法的设备与工艺相对简单, 但制件中容易形成气孔、夹杂, 增强体分布不均匀, 界面易发生反应等。该方法要求增强体与基体之间必须具有良好的润湿性, 否则会出现增强体与基体结合不良, 造成界面剥落。 原位反应复合法:是一种新型的金属基复合材料制备方法, 与以上两种复合工艺相比, 它的增强体颗粒尺寸较细小, 表面无污染, 与基体的结合为冶金结合, 避免了与基体浸润不良的问题; 具有工艺简单、成本低的特点。将原位反应复合法与铸造技术相结合, 可制得形状复杂、尺寸大的构件, 直接得到近净形化的制品。此法虽在金

属基复合材料尤其是轻金属基复合材料的制备工艺中占有举足轻重的地位,但直到近几年才见到有关该法用于制备铁基复合材料的报道。 高温自蔓延合成:Self Propagating High Temperature Systhesis,简称SHS。反应迅速( 0. 1~15cm/ s) 表面复合技术: A铸渗法:铸渗法是铸件表面合金化的一种方法, 即在铸型型壁上涂( 或贴) 覆具有一定配比的合金粉末膏剂( 也称涂覆层或膏块) , 当浇注成形时, 金属液浸透涂料的毛细孔隙, 高温的液态母材金属与合金粉末之间产生强烈热作用( 合金粉末溶解、熔化或发生化学反应) 并进行物质互渗, 以此改变铸件表层的结构和性能。该方法是在铸件表面原位生成复合层, 具有原位反应复合法的优点, 因而具有较大的发展优势。但铸渗法的复合层厚度难以控制是其致命的缺点。 B铸造烧结法:铸造烧结技术是近几年发展起来的一种新型制备表面复合材料的技术。它将一定配比的合金粉末所制成的压坯贴在铸型表面, 利用浇注过程金属液的热量在压坯中产生巨大的热流密度, 引发压坯中高温化学反应, 生成大量的陶瓷颗粒, 同时完成压坯的烧结致密化, 从而在铸件表面烧结反应生成表面复合材料。该方法借鉴了铸渗法在浇注过程中原位实现表面复合化这种简单工艺过

金属基复合材料的种类与性能

金属基复合材料的种类与性能 摘要:金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学,仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关,特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求,除了要求材料具有一些特殊的性能外,还要具有优良的综合性能,有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。 关键词:金属;金属基复合材料;种类;性能特征;用途 1. 金属基复合材料的分类 1.1按增强体类型分 1.1.1颗粒增强复合材料 颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在,其颗粒直径和颗粒间距较大,一般大于1μm。 1.1.2层状复合材料 这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状增强物的复合材料。片曾的间距是微观的,所以在正常比例下,材料按其结构组元看,可以认为是各向异性的和均匀的。 层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近,而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件的大小,因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。 由于薄片增强的强度不如纤维增强相高,因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而,在增强平面的各个方向上,薄片增强物对强度和模量都有增强,这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 1.1.3纤维增强复合材料 金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫连续纤维,它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在,前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征,第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同,而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体,金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的,纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能,而且也提高了耐温性能。 短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中,因而其性能在宏观上是各向同性的;在特殊条件下,短纤维也可以定向排列,如对材料进行二次加工(挤压)就可达到。 当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时,基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征,但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。 1.2按基体类型分 主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟,已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构,因此具有良好的塑性和韧性,再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点,为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。

木塑复合材料

木塑复合材料 一,木塑复合材料定义 以木材为主要原料,经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合方法生成的高性能、高附加值的新型复合材料。又称WPC. 木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维,决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。 如下图所示

二,木塑复合材料的主要特点 1)良好的加工性能。木塑复合材料内含塑料和纤维,因此,具有同木材相类似的加工性能,可锯、可钉、可刨,使用木工器具即可完成,且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍,是刨花板的5倍。 2)良好的强度性能。木塑复合材料内含塑料,因而具有较好的弹性模量。此外,由于内含纤维并经与塑料充分混合,因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高,一般是木材的2——5倍。 3)具有耐水、耐腐性能,使用寿命长,木塑材料及其产品与木材相比,可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀,并且不繁殖细菌,不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长,可达50年以上。 4)优良的可调整性能,通过助剂,塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变,从而改变木塑材料的密度、强度等特性,还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。 5)具有紫外线光稳定性、着色性良好。6)其最大优点就是变废为宝,并可100%回收再生产。可以分解,不会造成“白色污染”,是真正的绿色环保产品。 7)原料来源广泛。生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯,木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维,另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。

8)可以根据需要,制成任意形状和尺寸大小。随着对木塑复合材料的研发,生产木塑复合材料的塑料原料,除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外,还有聚氯乙烯和PS。工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机,再到由平行双螺杆挤出机初步造粒,再由锥形螺杆挤出成型,可以弥补难以塑化,抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点,徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。所制造的WPC材料完全可以达到GB/T24137和ASTM D7031;ASTM D7032;BS DD CEN/TS15534-3的要求 三,木塑复合材料适用范围 木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用,其中运用最广泛的是在建筑产品方面,占木塑复合用品总量的75%。 塑木板材产品具有广阔的应用前景和市场前景,其应用场合非常广泛。根据材料性能的应用范围和国内外的有关报道,目前已经开发的用途及使用场合如下:公园、球场、街道等场合,特别适合露天桌椅;建筑材料、吊板、屋顶、高速公路噪音隔板等;市政交通方面标记牌、广告板,格栅板,汽车装饰板材等;包装材料、搬运垫板、托盘和底盘;家庭围墙、花箱、篱笆、走道、地板、防潮隔板;各种体育馆装饰板材、地板;铁路枕木、矿井坑木;军事用具、武器附属品;计算机、电视机、洗衣机、冰箱等家电物品的外壳;汽车配件等。将来使用最大市场是逐步替代塑钢、铝合金建材市场

【CN109940161A】一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910182170.9 (22)申请日 2019.03.11 (71)申请人 肖剑 地址 215000 江苏省苏州市姑苏区钮家巷 与西大园交叉口北150米裕祺园1207 (72)发明人 肖剑  (51)Int.Cl. B22F 3/10(2006.01) B22F 3/14(2006.01) B22F 9/04(2006.01) C22C 47/14(2006.01) C22C 49/08(2006.01) C22C 49/14(2006.01) D01F 9/16(2006.01) D01F 1/10(2006.01) C22C 101/10(2006.01) (54)发明名称 一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料 及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种微纳米级炭纤维增强的 铁基复合材料及其制备方法,属于金属材料技术 领域。本发明将稻壳纤维与盐酸混合处理;将一 次处理稻壳纤维,二沉池污泥,蔗糖,水混合密闭 发酵,加入硝酸铁溶液和乙酸铜,滴加草酸钾溶 液,加入尿素溶液调节pH;将二次处理稻壳纤维 与改性壳聚糖液,搅拌混合,加入硝酸钙溶液,冻 融循环;将三次处理稻壳纤维置于炭化炉中,逐 级升温,炭化,得改性稻壳纤维;将改性稻壳纤 维,有机硅树脂,固化剂,纳米铁粉,乳化剂,有机 酸,牡蛎壳粉,淀粉,去离子水,混合球磨,得球磨 料,将球磨料热压成型,脱模,得坯料,将坯料置 于烧结炉中,逐级升温,充氮烧结,得铁基复合材 料。本发明提供的铁基复合材料具有优异的力学 性能。权利要求书2页 说明书11页CN 109940161 A 2019.06.28 C N 109940161 A

木塑复合材料

***公司 年产1万吨木塑复合材料技改项目资金申请报告

编制时间:2011年11月 第一章项目单位基本情况及财务状况 1.1项目单位基本情况 ***公司是***人民政府2007年重点招商引资的一家以发展红椿木种植及林产品精加工的涉林企业。企业于2009年入住***工业园区,注册资金1000 万元。主要从事林地流转,发展红椿木种植基地和林产品精加工。公司于2009年被增补授予“***林业产业化龙头企业”称号。 企业现在拥有木材加工厂两座,一座是位于***的木材粗加工厂,一座是位于***木材精加工厂。厂区占地面积总计21938.4平方米。至2010年底公司已投入资金2000余万元,建设宿舍楼及钢结构厂房9446.71平方米,引进先进的木材精加工设备35台套。 企业现阶段主要产品是出口包装箱的围板,连接板及托盘,通过采取销售联盟合作方式产品远销欧美市场,公司已与***木业包装、江苏***木业、江苏***木业签订10年的产业基地、技术、销售三联盟合作协议。通过不断的技术革新,公司已形成年加工2万方的木材加工能力。公司2010年完成销售2561万元。 企业现有职工136人;其中工程技术人员19人。公司领导班子共7人,其中总经理1人,副总经理3人,经理助理1人,工会主席1人,监事会人员1人,公司管理层平均年龄35岁,全部具有大专及以上学历。 企业通过现代社会先进的管理模式与经验,企业管理正步入科学化、人性化。企业有严谨的人、财、物、生产、技术、经营、管理制度,产品生产成本核算可以量化、细化到每一道细小环节,为独成本核算提供科学、切实可行的依据。 ***公司拟在现在现有厂区设备基础上,进行年产1万吨木塑复合材料项目技改,截止2011年11月,已初步完成地坪整理及钢结构厂房建造,项目进度完成40%。 1.2项目单位财务状况 ***公司经过不断的连续投入与飞速发展,截止2010年底公司总资产已达到3946万元。各类财务数据详见下表:

碳基复合材料研究现状及发展趋势

碳基复合材料研究现状及发展趋势 摘要:碳基复合材料由于其优异的各项性能在航空航天工业、能源技术、信息技术等方面有着很好的应用前景,国内外对高性能复合材料的研究也日趋加深,本文主要从材料的性能来分析其应用及其在未来主要领域的发展趋势。 1 碳基复合材料的特点 碳纤维增强碳复合材料(碳基复合材料,C/C)是具有特殊性能的新型工程材料,是以碳或石墨纤维为增强体,碳或石墨为基体复合而成的材料。碳基复合材料几乎完全是由碳元素组成,故能承受极高的温度和极大的加热速度。该材料具有极高的烧蚀热、低的烧蚀率、抗热冲击,并在超热环境下有高强度,被认为是再入环境中高性能的抗烧蚀材料。它抗热冲击和抗烧诱导能力极强,且具有良好的化学惰性。碳基复合材料做导弹的鼻锥时,烧蚀率低且烧蚀均匀,从而可提高导弹的突防能力和命中率。碳基复合材料还具有优异的耐磨差性能和高的导热,使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。 碳基复合材料不仅具有其它复合材料的优点,同时又有很多独到之处。碳基复合材料的特点如下: (1)整个系统均由碳元素构成,由于碳原子彼此间具有极强的亲和力,使碳基复合材料无论在低温下还是在高温下,都有很好的稳定性。同时,碳素材料高熔点的本性,赋予了该材料优异的耐热性,可以经受住2000℃左右的高温,是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料。更重要的是碳基复合材料随着温度的升高,其强度不降低,甚至比室温还高,这是其他材料无法比拟的。 (2)密度低(小于2.0g/cm3),仅为镍基高温合金的1/4,陶瓷材料的1/2。 (3)抗烧蚀性能良好,烧蚀均匀可以用于3000 ℃以上高温短时间烧蚀的环境中,可作为火箭发动机喷管、喉衬等材料。 (4)耐摩擦,耐磨损性能优异,其摩擦系数很小,性能稳定,是各种耐磨和摩擦部件的最佳候选材料。 (5)良好的生物相容性,具有与人体骨骼相当的密度和模量,在人体骨骼修复与替代材料方面具有较好的应用前景。 2 碳基复合材料的制备工艺 碳基复合材料制备过程包括:增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体

2020-2026年先进碳基复合材料行业专项调研及投资战略规划报告

先进碳基复合材料行业下游需求旺盛,发展空间较大(附报告目录) 1、先进碳基复合材料产业链介绍 先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体,以碳或碳化硅等为基体,以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料,主要包括碳/碳复合材料产品(碳纤维增强基体碳)、碳/陶复合材料产品(碳纤维增强碳化硅)等。 相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2020-2026年先进碳基复合材料行业专项调研及投资战略规划报告》 碳纤维是由聚丙烯腈、沥青或粘胶等有机母体纤维、在高温环境下裂解碳化形成碳主链结构、含碳量在90%以上的无机高分子纤维。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比强度和比模量的纤维,拥有质轻、高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、可复合性强等一系列优良性能。 先进碳基复合材料产业链 资料来源:普华有策市场研究中心 (1)碳/碳复合材料 碳/碳复合材料是制造高温热场部件和摩擦部件的最佳候选材料,被认为是21世纪最具潜力的高温结构材料之一。 碳/碳复合材料自20世纪60年代被发明以来,受到军事、航空航天、以及核能工业领域的极大关注。 当前,碳/碳复合材料研究的焦点主要集中在低成本制备、抗氧化、以及性能、结构的多样

化等方面,其中,以高性能、低成本的碳/碳复合材料制备技术为研究的重点。化学气相沉积法是制备高性能碳/碳复合材料的首选方法,被广泛用于碳/碳复合材料制品的工业化生产,但是该技术工艺时间长,因而生产成本高昂。改进制备碳/碳复合材料的生产工艺,研制低成本、高性能、大尺寸、复杂结构的碳/碳复合材料,是促进该材料产业化应用的关键,是目前碳/碳复合材料的主要发展趋势。 (2)碳/陶复合材料 碳/陶复合材料是指由碳纤维作为增强体,碳化硅作为连续基体的一类新型复合材料。是公认的理想高温结构材料和摩擦材料之一。 碳/陶复合材料作为热防护材料也有着广泛的应用。碳/陶复合材料的主要基体成分碳化硅具有耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点,能满足1,650°C高温使用,可用于航天飞机的热防护系统,冲压发动机、航天器推进室等部件和产品。在光伏和半导体领域,相比于现有纯碳基的热场部件,碳/陶复合材料具有更好的抗硅蒸汽腐蚀能力,在碳/碳复合材料表面形成涂层,能有效防护SiO、Si等对碳纤维的侵蚀,大幅提高产品的使用寿命。 我国从20世纪80年代开始对作为航空航天结构部件的碳/陶复合材料开展研究,并取得了较大进展;但作为制动摩擦材料,直到21世纪初期,国内才开始进行关注。目前,经过科研创新与技术积累,国内少数企业已经具备了制备碳/陶复合材料的相关技术和工艺,低成本、规模化的制备工艺成为目前碳/陶复合材料的研究重点和发展趋势。 国外目前主要生产碳/陶复合材料的厂家有Aircraft Braking Systems Corporation、Honeywell、Brembo SGL等企业,这些企业生产的产品主要集中摩擦材料领域,应用于飞机和汽车刹车系统。Brembo SGL在高性能汽车制动系统的设计、开发、生产和销售等方面实现了产业化,其2018年销售额为1.82亿欧元。目前,国内少数企业已经具备了制备碳/陶复合材料的相关技术和工艺。 2、先进碳基复合材料的下游需求分析 (1)半导体 半导体制造材料主要包括硅片、电子气体、光掩模、光刻胶配套化学品等,2018年硅片的销售额为117.08亿美元,占全球半导体材料行业36.78%。 随着中国半导体制造技术的不断进步与半导体制造生产线投产,中国大陆半导体硅片销售额从2016年的5亿美元上升至2018年的9.96亿美元,年均复合增长率达到41.1%,步入快速发展阶段。 硅是目前最重要的半导体材料,全球95%以上的半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材

木塑复合材料

物流管理1班 木塑复合材料 木塑复合材料是以废旧塑料、木粉为原料,按一定比例混合,并添加特制的助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料。其性能优良、用途广泛、利于环保,并有广阔的发展远景,值得大力研发推广。 木塑复合材料的加工工艺:木塑材料的技术特点是把两大类差异较大的不同材料相互混合在一起,即将木材塑料合二为一成复合材料。 木粉作为塑料的一种有机填料,具有来历广泛、价格低廉、密度低、绝缘性好等许多其他无机填料所无法相比的优良性能。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用,主要原因在于:一是与基体树脂的相容性较差;二是在熔隔的热塑性塑猜中分离效果差,造成活动性差和挤出成型加工困难。由于木粉中主要成份是纤维素,含有大量的羟基,这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键,使木粉具有吸水性,且极性很强。而热塑性塑料多数为非极性,具有流水性,所以二者之间的相容性较差,界面的粘接力很小,需要通过使用添加剂改性塑料和木粉的表面,进步它们之间界面的亲和力。改性的木粉具有加强性质,能够很好地传递填料与塑料之间的应力,从而到达加强复合材料强度的作用。 挤出成型、热压成型、注射成型是加工木塑复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率高,因此挤出成型方法是一种较为常用的工艺线路。 从木塑复合材料工艺技术特点来看,主要有以下几类:从原料使用方面来看,一类使用的塑料原料为纯塑料或贸易级塑料;另一类是使用具有一定特性的单组分废旧塑料。从加工工艺方法来看,一类是二步成型法,即塑料与木粉造粒后再进行成型加工;另一类是一步成型法,即塑料与木粉混合后直接进行成型加工。 从成型机理方面来看,一类是物理成型,即使用热隔性粘合剂,在成型过程中将塑料与木粉粘合在一起;另一类是物理化学成型,即通过加入添加剂,在压力和温度的控制下,使原料混合物同相对低分子的添加剂一起转变为高分子状态的网状纤维材料。采用这种工艺制成的材料,内部结构完全是融合后重生的网状分子结构,比其他工艺生产出的木塑产品的抗弯、抗压、抗冲击强度要好。木塑复合材料的性能特点与应用: 木塑复合材料具有如下优点:易于加工。木塑材料内含聚酯和纤维,因此具有同木材相类似的加工性能,可锯、可钉、可刨,使用木匠工具便可完成,且握钉力明显优于其他合成材料;强度高、耐用性好。木塑复合材料具有较好的弹性模量。另外,由于内含木质纤维并经树脂固化,因而具有与硬木相当的抗压、抗冲击等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料;耐水、耐腐蚀。木塑材料及其产品可抗强酸碱,耐水、耐腐蚀,并且不繁殖细菌,不容易被虫蛀,不长真菌;可调整性强。通过加入不同的助剂,聚酯可以发生聚合、发泡、固化、改性等变化,从而改变木塑材料的密度、强度等特性,符合抗老化、防静电、阻燃等特殊要求;原料来历广泛。木塑材料除了使用一定数目的助剂以外,95%以上的原料均为聚酯和木质纤维,其来历广,价格低廉。 木塑复合材料应用于包装行业主要是托盘、包装箱、集装用具等。仅以托盘为例,目前,北美地区托盘用量每一年高达 2 亿多个;日本托盘用量每一年约 600 万个;据预测,往后几年内我国木托盘的年均匀使用量可能会突破 2000 万个。因而在国内外有很大的市场需求。 木塑材料因具有耐潮、防虫蛀等特点,适用于仓储行业使用的货架铺板、枕木、铺梁、地板等。在我国,仓储行业应用木塑材料虽刚开始,但需求量却在迅速增加。

复合材料的种类、定义

复合材料的种类、定义 复合材料的定义 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合材料的组分材料虽然保待其相对独立性。但复合材料的性能却不是组分材料性能的简单加和,而是有着重要的改进.在复合材料中,通常有一相为连续相。称为基体;另一相为分散相,称为增强相(增强体)。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之间存在着相界面。分欣相可以是增强纤维,也可以是顺村状成弥散的坡料。 从上述的定义中可以看出。复合材料可以是一个连续物理相与一个连续分散相的复合。也可以是两个或者多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合,复合后的产物为固体时才称为复合材料。若复合产物为液体或气体时,就不能称为复合材料。复合材料既可以保持原材料的某些特点,又能发挥组合后的新特征.它可以根据需要进行设什。从而最合理地达到使用所要求的性能。 复合材料的分类 随着材料品种不断增加,人们为了更好地研究和使用材料,需要对材料进行分类.材料的分类方法较多。如按材料的化学性质分类,有金属材料、非金属材料之分;如按物理性质分类,有绝缘材料、磁性材料、透光材料、半导体材料、导电材料等。按用途分类,有航空材料、电工材料、建筑材料、包装材料等。 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类 聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制 成的复合材料。 金属从复合材料以金属为基体制成的复合材料,如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外,如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合,即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 连续纤维复合材料作为分散相的纤维,每根纤维的两个端点都位于复合材料的边

木塑复合材料在景观中的应用

木塑复合材料在景观中的应用 摘要:人们需求的提高促进了我国景观园林的快速发展,对景观园林也提出了更高的要求。园林绿化建设的飞速发展迫使需要大量新技术,新材料。木塑复合材料属于新型材料之一,在园林景观设计中也得到了广泛的应用。 关键词:园林;新型;材料;木塑复合材料;应用

1.引言 随着我国经济持续高速发展, 我国的城市建设再次成为了全球注目的焦点, 而园林建设逐步被人们重视起来, 其在两型社会建设中的多重功能也越来越受到社会的关注。高质量、高速度、低能耗、低成本的开展园林绿化, 是当前城市建设的迫切需要,也是园林绿化施工养护单位必须追求的目标。但是园林行业飞速发展使原来便用的施工技术和施工材料的缺点及不足逐渐显露出来, 所以园林绿化建设的快速发展迫切需要大量引进新技术、新材料、新工艺和新理念, 来提高绿化建设的水平和速度, 同时也符合节约、环保的要求。近些年来, 一些新的园林施工技术及新的材料逐步被研发出来, 这些新的技术及新的材料必将主导今后的园林绿化建设。 城市景观伴随着近现代城市的兴起与发展已经有近两个世纪的历史,城市景观中材料的发展见证了城市景观在这两个世纪的发展历程。城市景观的“材料”是构成景观的物质主体,是设计构想转化为现实景观的直接承载者。在城市景观发展过程中,景观材料的运用也是在不断发展。每一个历史阶段材料的运用与选择都有显著的时代特征。 2.定义 新型装饰材料是一种绿色、环保、节能、保温防火性能优越的新型大板墙体可与国内、外的框架结构、钢结构、异形柱结构体系配合。大大降低了生产工人的劳动强度。 木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的树脂胶粘剂,与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材,称之为挤压木塑复合板材。 在美国ASTMD7031-04《评价木塑复合材料制品物理力学性能的标准指南》中木塑复合材料被定义为:主要由木基或纤维素基材料与塑料制成的复合材料。在由中国资源协会木塑复合材料专业委员会组织撰写的《中国木塑产业蓝皮书No.1》中,木塑复合材料被这样定义:木塑复合材料是以初级生物质材料为主要原料,配混一定比例的塑料基料,经特殊工艺处理后加工成型的复合材料。 前我国军用弹药外包装仍然以木箱为主,每年不仅耗费大量木材,而且木包装箱性能存在很大局限性,如强度较低、易霉腐、易虫蛀、不密封等。因此,研究性能更为优越的新型包装材料和包装结构形式极其重要。木塑复合材料具有塑料与木材的双重特性,其某些性能指标甚至优于塑料和木材,除断裂伸长率、冲击强度较低外,其他各项性能均已达到现用军用包装材料的性能指标范围。通过进一步研究改进木塑复合材料的物理机械性能,并通过合理的包装箱结构设计来提高箱体的整体强度,这种材料用于某些军品包装完全是有可能的。国内在这方面已作了一些尝试,提出一种全新的拼接方式,从结构设计和结构部件的选材两个方面来保证木塑包装箱的密封性和整体强度。 3.木塑复合材料的主要特点 木质纤维和植物纤维最初作为低成本、提高塑料刚性的改性填充材料, 而现今高性能木塑复合材料是通过不同的复合工艺生产制造,解决传统木材制品的易腐朽、虫蛀、开裂、生物降解, 以及尺寸稳定性差的问题, 且该种材料没有游离甲醛等毒性物质释放, 其产品主

金属基复合材料的应用及前景

附录: 题目:金属基复合材料的应用级展望 院(系)轻纺工程系 专业高分子材料加工技术 届别2012届 学号0919080102 姓名汪振峰 指导老师袁淑芳老师 黎明职业大学 2011年12月

金属基复合材料的应用及展望 汪振峰 (黎明大学,福建泉州,362000) 摘要:金属基复合材料是近几年来复合材料研究中的热点。本文综述了金属基复合材料的分类、性能特点、制备方法,总结了其主要进展及应用。 关键词:金属基复合材料;特点;应用 1、前言 随着近代高新技术的发展,对材料不断提出多方面的性能要求,推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等多方面发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前面临的问题,推进了材料的进展。 复合材料(Composite Materials)是为达到预期的使用特性将不同性质的两种或两种以上材料结合为一体而设计制造的新材料。金属基复合材料(MMCs即Metal matrix composites)是以金属、合金或金属间化合物为基体,含有增强成分的复合材料。其目标是解决航空、航天、电子、汽车、先进武器系统等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要,它在60年代末才有了较快的发展,是复合材料一个新的分支.目前尚远不如高聚物复合材料那样成熟,但由于金属基复合材料比高聚物基复合材料耐温性有所提高,同时具有弹性模量高、韧性与耐冲击性好、对温度改变的敏感性很小、较高的导电性和导热性以及无高分子复合材料常见的老化现象等特点,成为用于宇航、航空等尖端科技的理想结构材料。 金属基复合材料集高比模量、高比强度、良好的导热导电性、可控的热膨胀系数以及良好的高温性能于一体,成为当代发展迅速的重要先进材料之一。 2、金属基复合材料的分类 金属基复合材料是以金属为基体,以高强度的第二相为增强体而制得的复合材料。因此,对这种材料的分类既可按基体来进行、也可按增强体来进行。 2.1按基体分类: 2.1.1铝基复合材料 这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由于铝的基体为面心立方结构,因此具有良好的塑性和韧性,再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点,为其在工程上应用创造了有利的条件。 在制造铝基复合材料时,通常并不是使用纯铝而是用各种铝合金。这主要是由于与纯铝相比,铝合金具有更好的综合性能。至于选择何种铝合金做基体,则根据实际中对复合材料的性能需要来决定。

铁基耐磨复合材料研制

铁基耐磨复合材料研制 0前言 随着现代工业的迅速发展,在全球面临资源、能源与环境严峻挑战的今天,摩擦学在节能、节材、环保以及支撑和保障高新科技的发展中发挥了不可替代的作用。对机械产品的性能要求越来越高。很多机械零部件要在高温、高压、高速或高度自动化的条件下长期稳定地工作,因而对材料的性能提出很高的要求。机件表面由于长期的工作会发生不同程度的磨损和腐蚀,表面的磨损和腐蚀不仅影响机件的正常工作运行,而且不利于工件的维护和保养。由于磨损所造成的损失十分惊人,据统计,机械零件的失效主要有磨损、断裂和腐蚀三种形式,而磨损失效却占60%—80%,因此磨损问题引起人们高度重视,为有效的防止机件表面的磨损和腐蚀,目前一般采用表面防护措施延缓和控制表面的破坏。因而研究磨损机理和提高耐磨性的措施,将有效地节约材料和能量,提高机械装备的使用性能,延长使用寿命,减少维修费用,以降低由于磨损造成的损失,这对于国民经济建设的发展是一件具有重要意义的工作。 1复合材料 复合材料(Composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。composite由两个或多个不同物理相组成的一种固体材料。 复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量

金属基复合材料综述

金属基复合材料综述 专业: 学号: 姓名: 时间:

金属基复合材料综述 摘要:新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。其中复合材料,特别是金属基复合材料在新材料技术领域中占有重要的地位。金属基复合材料对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化,起到了至关重要的作用,因此倍受人们重视。本文概述了金属基复合材料的发展历史及研究现状,对金属基复合材料的分类、性能、应用、制备方法、等进行了综述,提出了金属基复合材料研究中存在的问题,探讨了金属基复合材料的发展趋势。 关键词:金属基复合材料;分类;性能;应用;制备;发展趋势 Abstract: The research development and application of new composites are one of the important matters in modern high science and technology. This paper summarizes the met al matrix composites and the development history of the present situation and the classific ation of the metal matrix composites, performance, application and preparation methods, w as reviewed, and put forward the metal matrix composites the problems existing in the res earch, discusses the metal matrix composites trend of development. Keywords: Metal matrix composites; Classification; Performance; Application; Preparation; Development trend. 1.引言 复合材料是继天然材料,加工材料和合成材料之后发展起来的新一代材料。按通常的说法,复合材料是指两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同的复合方法所得到的宏观多相材料。随着现代科学技术的迅猛发展,对材料性能的要求日益提高。常希望复合材料即具有良好的综合性能,又具有某些特殊性能。金属基复合材料是近年来迅速发展起来的高性能材料之一,对促进世界各国军用和民用领域的高科技现代化,起到了至关重要的作用。相信随着科学技术的不断发展,新的制造方法的出现,高性能增强物价格的不断降低,金属基复合材料在各方面将有越来越广阔的应用前景。

木塑复合材料(WPC)项目建议书000培训课件

木塑复合材料(WPC) 项 目 建 议 书 **木业有限公司 二0一一年九月

目录 一、项目概况 二、项目提出的背景和发展概况 三、项目研究的依据 四、项目建设的必要性和意义 五、项目建设的有利条件 六、产品市场预测和项目建设规模 七、工程技术方案 八、环境保护与劳动安全 九、项目进度安排 十、投资估算和资金筹措 十一、经济效益和社会效益分析十二、财务与敏感性分析 十三、结论及建议

第一章项目概况 一、项目名称:木塑复合材料(WPC)项目 二、承办单位:**木业有限公司 三、项目负责人:** 四、项目性质:新建 五、建设地址:** 六、建设规模: 项目占地8000平方米。新建厂房4200平方米,办公楼1600平方米,宿舍900平方米,仓库1800平方米,购进先进设备。建设年产1.5万吨木塑复合材料生产线。 七、项目总投资与资金筹措: 项目总投资人民币3600万元,固定资产投资2800万元,流动资金800万元。资金为企业自筹。 项目分二期实施,计划第一期(2011年12月-2012年5月)投资800万元,在**经济区内规划整理土地15亩,进行基础设施的建设。第二期(2012年6月-2013年5月)投资1800万元完善基础设施建设和购进设备进行试生产。 八、项目经济效益分析: 该项目顺利投产后预计年销售额5000万元,生产成本投入2840万元。销售税金及附加560万元。年实现利润2040万元。项目投资回收期为2.45年,投资利润率为40.8%。九、合作方式:独资或合资 第二章项目提出的背景和发展概况 一、项目建设背景和意义 随着人们环保意识的加强,要求保护森林资源,减少利用新木材的呼声日趋高涨,回收利用成本低的废旧木材和塑料成为工业界和科学界普遍关注的问题,促进和推动了对木塑复合材料WPC(Wood Plastic Composite)的研究和开发工作,并取得了实质性进展,其应用也呈加速发展态势。 众所周知,废木材和农业纤维以前都只能焚烧处理,产生的二氧化碳对地球有温室效应,因此木材加工厂在努力寻

铁基复合材料的研究进展综述

引言 复合材料是由两种或两种以上物质组成,材料中各组分保持自己的化学性质不变,而复合材料本身具有两种材料的性质,甚至具有其组成元素所不具有的新的性质。因此复合材料将是以后的发展方向。铁是最常用的功能材料,改善和提高铁基体的性质具有很大的研究价值。将低密度、高刚度和高强度的增强体颗粒加入到铁基体中,在降低材料密度的同时,提高了它的弹性模量、硬度、耐磨性和高温性能,可应用于刀具及耐磨零件等工业领域。 1、国外铁基复合材料的发展 本论文项目为中国地质大学(北京)大学生创新性实验计划项目 铁基复合材料的研究进展综述 耿学文1,2 赵洪波1,3 樊振军1 1、中国地质大学(北京)实验物理教学示范中心 1000832、中国地质大学材料科学与工程学院 1000833、中国地质大学工程技术学院 100083 1959年,文献[1]利用粉末冶金工艺制备了Al2O3颗粒增强Fe基复合材料。试验证明氧化物分散在铁基体中能提高铁基体的抗蠕变性能。这是首次对铁基复合材料进行的研究。 1971年,文献[2]制备了Al2O3颗粒弥散强化铁基复合材料,通过电子显微镜观察了颗粒与基体的界面结合情况,发现表面活性元素可有效降低界面能。 1975年,文献[3]采用粉末冶金法制备了TiC颗粒增强铁基复合材料,采用粉末烧结成形工艺。发现TiC颗粒的加入提高了材料的硬度、强度和耐磨性,同时证明颗粒的体积分数将很大程度上决定了材料的性能。 1983年,文献[4]采用粉末冶金法将炭黑、V粉(或Ti粉或Cr粉)与铁粉混合,在1300~2000K温度间烧结成形,获得了原位VC/Fe(Ti/Fe或Cr3C2/Fe)铁基复合材料。研究显示,VC/Fe和TiC/Fe比 Cr3C2/Fe容易烧结,且性能优于Cr3C2/Fe ,其硬度和耐磨性很高,可用于制作刀具。 1990年,文献[5]将TiC陶瓷颗粒加入Fe-C合金熔体中,并外加电磁搅拌,制备了TiC/Fe复合材料。研究发现复合材料的显微结构与合金熔体的成分、外加TiC的体积分数及颗粒尺寸、混合温度与时间及冷却速率都有关。并指出复合材料的耐磨性能随着TiC体积分数的增加而增加,随着颗粒尺寸和颗粒间距的增大而降低。 1996年,英国诺丁汉大学和英国LSM公司的研究者利用高温自蔓延烧结工艺(Self Propaga-ting High Temperature Systhesis,简称SHS)制备了(W,Ti)C/Fe复合材料,碳化物呈球形,直径在1~10μm之间,在基体中分布均匀。且可根据使 用性能的要求调整碳化物的质量分数。 1999年,文献[6]采用高能电子束辐射工艺,成功制备了TiC/Fe表面复合材料。他们将TiC颗粒与熔剂材料(MgO-CaO)混合制成的粉末涂覆于碳钢基体上,用高能电子束辐射,使粉末与基体表面熔化,TiC颗粒在随后的冷却过程中沉淀并与基体牢固地结合。研究发现熔剂的最佳质量分数为10%~20%,颗粒在表面分散均匀,复合材料层厚度可达2.5mm。试验表明材料的硬度和耐磨性提高很多。 2007年,文献[7]利用粉末冶金技术,使FeV和石墨体系在真空烧结炉中发生碳化反应,生成VC颗粒分布均匀、颗粒圆整、致密度高的铁基复合材料;通过SEM、XRD、磨损实验表明,复合材料具有良好的耐磨性能,且VC颗粒分布均匀,与基体结合良好。 2、制备方法 2.1粉末冶金成形  粉末冶金是一种制取金属粉末以及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。随着技术的发展,各种新工艺相继出现并得到广泛的应用,这里简单介绍两种: 2.1.1温压技术 温压技术的原理是:将加有特殊润滑剂的预制金属粉末和模具等加热至130~150℃,并将温度波动控制在±2.5℃以内,然后进行压制、烧结而制得金属粉末冶金结构零件。该工艺只通过一次压制便可生产出高密度、高强度、低成本的粉末冶金零件。 2.1.2流动温压技术 流动温压技术是德国Fraunhofer应用材料研究所研发出来的粉末冶金新技术[8]。该工艺是在粉末压制、温压成形工艺的基础上,结合金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件成形技术。其突出优点在于加入了合适比例的微细粉末、加大了润滑剂的含量,从而使得粉末的流动性能、填充能力和成型能力得到了明显的提高,当零件模型有与压力方向垂直的部位或是带孔洞、螺纹等形状的复杂形状时,这种成形方法显示了它的优越性,不需要进行再加工[9]。 2.2金属粉末注射成形

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