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盘点复合材料夹心结构中的常见芯材类型及特点

   日期:2020-05-13     来源:复材模压网    浏览:377    
核心提示:粘合夹层结构在复合材料领域应用已经半个多世纪,一直是复合材料行业的基本组成部分。使用相对较薄、结实的面板粘结到较厚、轻质的芯材上的想法,使该行业能够构建结实、坚固、轻便且高度耐用的结构。这项技术已在船、卡车、汽车、风力涡轮机叶片和建筑结构中得到证明。如果正确选择芯层和表层,重量增加3%可使抗弯强度和刚度分别提高3.5倍和7倍。
 粘合夹层结构在复合材料领域应用已经半个多世纪,一直是复合材料行业的基本组成部分。使用相对较薄、结实的面板粘结到较厚、轻质的芯材上的想法,使该行业能够构建结实、坚固、轻便且高度耐用的结构。这项技术已在船、卡车、汽车、风力涡轮机叶片和建筑结构中得到证明。如果正确选择芯层和表层,重量增加3%可使抗弯强度和刚度分别提高3.5倍和7倍。

 

  
  面板几乎可以是任何材料。在复合材料工业中,最常见的面板是玻璃纤维和碳纤维板。目前有多种类型的芯材可供选择,其性能和成本范围广泛:
  
  轻木
  
  轻木具有高的纵横比和定向排列的晶胞,以使晶粒朝向最大应力的方向。轻木在娱乐船船体、军用飞机、海军舰船、车辆、风力涡轮机叶片和耐腐蚀的工业坦克等产品上具有较好的记录。
  
  端粒轻木的闭孔结构由细长的棱柱形孔组成,其长度(晶粒方向)约为直径的16倍。该材料的密度通常在每立方英尺6到16磅之间,因此具有出色的刚度和粘结强度。端粒轻木有平板形式,可用于平板结构,也可采用薄纱支持的块状布置,以适应复杂的曲线。
  
  交联PVC泡沫
  
  聚氯乙烯(PVC)泡沫芯是通过将聚乙烯基共聚物与稳定剂、增塑剂、交联化合物和发泡剂结合在一起制成的。将混合物在压力下加热以引发交联反应,然后浸入热水罐中以膨胀至所需密度。PVC泡沫可以很好地结合强度和重量,密度范围为4到30 lb /ft?。
  
  热塑性泡沫
  
  泡沫热塑性聚苯乙烯非常轻,仅重约2磅/平方英尺。这种材料的机械性能非常低,聚苯乙烯会受到聚酯树脂的侵蚀和溶解。这些泡沫将不符合复杂的曲线。使用通常仅限于浮力而不是结构应用。
  
  聚氨酯泡沫
  
  聚氨酯可以片材形式使用,也可以在用作隔热材料或浮力材料时发泡到位。聚氨酯泡沫可以以各种密度吹塑,从2 lb /ft?到20 lb /ft?以上。由于其较低的剪切值,这种泡沫通常不用于结构应用。
  
  线性PVC泡沫
  
  线性PVC泡沫芯主要用于船舶工业。其独特的机械性能是非交联分子结构的结果,该结构允许在失效前发生明显的挠曲。与交联(非线性)PVC相比,该PVC的静电性能较差,冲击吸收性能更好。
  
  PMI泡沫
  
  聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫通常用于高级复合材料预浸料的复合结构中,这种结构需要能够承受超过350o F的固化温度。
  
  蜂  窝
  
  各种类型的人造蜂窝芯广泛用于航空航天和运输行业。蜂窝材料包括纸,铝,酚醛树脂浸渍的玻璃纤维,聚丙烯和芳纶纤维经酚醛处理的纸。密度范围为1到6 lbs /fᶟ。物理性质在很大程度上取决于特定的材料和密度。蜂窝芯可以制造极轻的面板。
  
  纤维增强芯
  
  纤维增强复合芯技术将玻璃纤维和闭孔泡沫结合在一种工程结构中,以创建具有非常高机械性能的非常有效的夹芯解决方案。它非常适合用作需要高刚度的静态应用的材料,也可以替代木材和胶合板。
  
  核心织物(层压散料)
  
  使用各种材料生产称为核心织物或层压散料的产品。这些产品的目的是创建一个屏障,以防止打印出来或快速增加层压板的厚度。在大多数情况下,芯布是使用聚酯长丝的非织造材料,该聚酯长丝被粘合成垫状吸墨纸构型。这些产品被树脂浸湿,并类似于玻璃纤维增强材料进行层压。
 
 
标签: 复合材料
 
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