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单丝聚丙烯纤维

竞彩外围app:资料开展史_

  发布时间:2021-09-15 17:51:30 | 来源:竞彩世界杯在线外围下载 作者:竞彩外围app下载网址
  

  资料开展的前史从出产力的旁边面反映了人类社会开展的文明史,因而前史学家往往根 据其时有代表性的资料将人类社会划分为石器年代 青铜器年代 铁器年代 石器年代、青铜器年代 铁器年代等。公元前 600 石器年代 青铜器年代和铁器年代 0 年,人类发明晰火,把握了钻木取火的技能。有了火,不只能够熟食、取暖、照明和驱兽, 还能够烧制陶器。陶瓷资料的发明和运用,发明晰新石器年代的仰韶文明,后来在制陶技能 的根底上又发明晰瓷器。这是陶瓷资料开展的一次腾跃,瓷器(英译名为 China)的呈现已 成为中华民族文明的标志之一,对国际文明发生过深远的影响。 人们在很多地烧制陶瓷的实践中,熟练地把握了高温加工技能,运用这种技能来烧炼 矿石,逐步锻炼出铜及其合金青铜。能够说这是人类社会最早呈现的金属资料,它使人类社 会重新石器年代转入到青铜器年代。 炼铜技能开展为炼铁应是水到渠成的事。 用铁作为资料 来制作耕具,使农业出产力得到空前的进步,并促进奴隶社会崩溃和封建社会鼓起。我国从 公元前 3 世纪起,即秦汉年代起就进入农业经济兴旺社会,到了唐宋年代,经济繁荣,科学 文明兴旺,社会安定,安居乐业,处于盛世,构成了我国封建社会的科学文明顶峰。正如英 国李约瑟博士所说的: “在 3~13 世纪, 我国坚持一个让西方人望尘莫及的科学知识水平” 。 18 世纪发明晰蒸汽机,爆发了产业革命,小作坊式的手工操作被工厂的机械操作所代 替。工业迅猛开展,出产力空前进步,迫切要求开展铁路、航运,使出产出来的产品远销他 国,占有国际市场。社会经济的开展推进和促进了以钢铁为中心的金属资料大规模开展,有 力地摧毁了封建社会的出产方式,萌发了资本主义社会。 第二次国际大战后各国致力于康复经济,开展工农业出产,对资料提出质量轻、强度 高、 价格低一级一系列新的要求。 具有优异功用的工程塑料部分地替代了金属资料, 组成纤维、 组成橡胶、 涂料和胶粘剂等都得到相应的开展和运用。 组成高分子资料的面世是资料开展中 的重大突破, 从此以金属资料、 陶瓷资料和组成高分子资料为主体, 建立了完好的资料系统, 构成了资料科学。 进入 20 世纪 80 年代以来,在国际范围内高新技能迅猛开展,国际上打开剧烈的竞赛, 各国都想在生物技能、信息技能、空间技能、动力技能、海洋技能等范畴占有一席之地。发 展高新技能的要害往往与资料有关, 因而新式资料的开发自身就成为一种高新技能, 可称为 新资料技能, 其标志技能是资料规划或分子规划, 即依据需求来规划具有特定功用的新资料。 资料的重要性已被人们充分地知道, 动力、 信息和资料已被公认为当今社会开展的三大支柱。 科学技能的开展对资料不断提出新的要求。 资料可按不同的办法分类。 资料可按不同的办法分类。 若按用处分类,可将资料分为结构资料 结构资料和功用资料两大类。结构资料首要是运用资料 结构资料 的力学和理、化性质,广泛运用于机械制作、工程建造、交通运输和动力等各个工业部门。 功用资料则运用资料的热、光、电、磁等功用,用于电子、激光、通讯、动力和生物工程等 许多高新技能范畴。功用资料的最新开展是智能资料,它具有环境判别功用、自我修正功用 和时间轴功用,人们称智能资料是 21 世纪的资料。 若按资料的成分和特性分类,可分为金属资料 金属资料、陶瓷资料、高分子资料和复合资料。 金属资料 金属资料又分为黑色金属资料和有色金属资料。黑色金属资料一般包含铁、锰、铬以 及它们的合金, 是运用最广的金属结构资料。 除黑色金属以外的其他各种金属及其合金都称 为有色金属。有色金属品种繁复,又可分为轻金属、重金属、高熔点金属、稀土金属、稀散 金属和贵金属等。 纯金属的强度较低, 工业上用的金属资料大多是由两种或两种以上金属经 高温熔融后冷却得到的合金。 例如由铜和锡组成的青铜, 铜和镁组成的硬铝等都是合金。 铝、 合金也能够由金属元素和非金属元素组成, 如碳钢是由铁和碳组成的合金。 合金的功用一般 都优于纯金属。为了开展航空、火箭、宇航、舰艇、动力等新式工业,需求研发具有特别性 能的金属结构资料,因而金属资料开展的要点是研发新式金属资料。 陶瓷资料是人类运用最早的资料。传统的陶瓷资料是以硅和铝的氧化物为主的硅酸盐 陶瓷资料 资料,新近开展起来的特种陶瓷或称精密陶瓷,成分扩展到纯的氧化物、碳化物、氮化物和 硅化物等,因而可称为无机非金属资料。 高分子资料是一类组成资料,首要有塑料、组成纤维和组成橡胶,此外还有涂料和胶 高分子资料 粘剂等。这类资料有优异的功用,如较高的强度、优秀的塑性、耐腐蚀、不导电等,开展速 度较快, 已部分地替代了金属资料。 组成具有特别功用的功用高分子资料是高分子资料的发 展方向。 复合资料是由金属资料、陶瓷资料和高分子资料复合组成的。复合资料的强度、刚度 复合资料 和耐腐蚀等功用比单一资料更为优胜, 是一类具有宽广开展远景的新式资料。 这儿侧重介绍 复合资料及归于其范畴的梯度资料的开展。 将组成高分子资料、金属资料和无机非金属资料这三类不同的资料经过复合工艺组合 成为新的复合资料,它既能坚持本来资料的利益,又能补偿矮处。例如金属资料易腐蚀,合 成高分子资料易老化、不耐高温,陶瓷资料易碎裂等缺陷,都能够经过复合的办法予以改进 和战胜。因而复合资料是在三大资料根底上开展起来的新资料。 复合资料的前史可追溯到很久以前。人们打泥砖,往泥中掺入禾秸,晾干后的泥砖可 以称为复合资料。为什么要掺禾秸呢?人们从实践中懂得这样能够进步泥砖的强度。砂子、 砾石与水泥加在一起也是复合资料,它比单纯水泥的强度大得多。钢筋水泥是复合资料。将 增强体与基体结合在一起, 构成一种能发挥两者各自长处的资料, 称为复合资料。 高分子 (塑 料、树脂)、金属、陶瓷等资料都能够作为基体,掺入增强体后便成为复合资料。若按增强 体的形状分类,复合资料可分为:颗粒增强复合资料、夹层增强复合资料和纤维增强复合材 料,如图 8-5 所示。现在开展较快、运用较广的是纤维增强复合资料,若按基体分类,也 可分为三类:树脂基复合资料、金属基复合资料和陶瓷基复合资料。 玻璃钢 它是由玻璃纤维与聚酯类树脂复合而成的资料。玻璃是非常易碎的脆性资料, 但假如将玻璃熔化并以极快的速度拉成细丝,这种玻璃纤维反常柔软,能够纺织。玻璃纤维 的强度很高,比天然纤维或化学纤维高出 5~30 倍。在制作玻璃钢时,可将直径为 5~10μ m 的玻璃纤维制成纱、带材或织物加到树脂中,也能够把玻璃纤维切成短纤维参加基体。玻 璃钢具有优秀的功用,它的强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好。增强体除了用普 通玻璃外,还能够依据详细用处调整玻璃成分,制取耐化学腐蚀、耐高温、高强度和高模量 的玻璃纤维。玻璃钢现已广泛用于飞机、轿车、船只、修建和家具等职业。 除了用聚脂类作为玻璃纤维增强树脂基体外,还可用尼龙、聚乙烯、聚丙烯、环氧、 酚醛和有机硅树脂等作为玻璃纤维增强树脂基体。 碳纤维增强塑料 碳纤维的发明能够追溯到爱迪生年代,他在发明电灯过程中选用多 种资料做灯丝都失利了,后来他将竹子烘烤后制成碳丝,总算使电灯亮了。碳丝能够说是当 今碳纤维的前身。现在制备碳纤维的办法是将聚丙烯腈组成纤维在 200~300℃的空气中加 热使其氧化,然后在 1000~1500℃的惰性气体中碳化,即可得到强度很高的碳纤维。用沥 青为质料也可制成碳纤维,本钱比用聚丙烯腈下降约 50%。碳纤维质料来历广、本钱低、 功用好,是很有开展前途的增强资料。 碳纤维增强塑料能够依据运用温度的不同挑选不同的树脂基体。如环氧树脂运用温度 为 150~200℃;聚双马来酰亚胺为 200~250℃;而聚酰亚胺在 300℃以上。这类热固性树 脂的碳纤维复合资料较多运用于制作航天飞行器外壳或火箭喷管的耐烧蚀资猜中。 新一代的 运动器材如羽毛球拍、网球拍、高尔夫球杆、滑雪杖、滑雪板、撑杆、弓箭等都选用碳纤维 增强塑料来做,为运动员发明国际记载做出了奉献。 除了玻璃纤维、碳纤维外,作为纤维增强资料还有硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维 和芳纶纤维等。 树脂基复合资料的耐热性低,一般不超越 300℃,且不导电,导热性也较差,这就约束 了它们在某些条件下的运用。 而金属基复合资料刚好在这些方面具有优势, 成为各国竞相发 展的新资料。 金属基复合资料一般都在高温下成形,因而要求作为增强资料的耐热性要高。在纤维 增强金属中不能选用耐热性低的玻璃纤维和有机纤维,而首要运用硼纤维、碳纤维、碳化硅 纤维和氧化铝纤维。基体金属用得较多的是铝、镁、钛及某些合金。 碳纤维是金属基复合资猜中运用最广泛的銮坎牧稀L枷宋?銮柯辆哂心透呶隆⒛腿绕 @汀⒛妥贤庀吆湍统笔?刃阅埽?屎嫌谠诤娇铡⒑教炝煊蛑凶龇苫?慕峁共牧稀E鹣宋? 銮柯烈灿糜诳占浼际鹾途?路矫妗?font lang=EN-US 碳化硅纤维增强铝比铝轻 10%,强度高 10%,刚性高一倍,具有更好的化学稳定性、 耐热性和高温抗氧化性。 它们首要用于轿车工业和飞机制作业。 用碳化硅纤维增强钛做成的 板材和管材已用来制作飞机垂尾、导弹壳体和空间部件。 跟着对高温高强资料的要求愈来愈高,人们转向研发陶瓷基复合资料。基体陶瓷大体 有 Al2O3,MgO·Al2O3,SiO2,Al2O3·ZrO2,Si3N4,SiC 等。增强资料有碳纤维、碳化硅纤维 和碳化硅晶须。所谓晶须便是由晶体生长构成的针状短纤维。 纤维增强陶瓷能够添加陶瓷的耐性,这是处理陶瓷脆性的途径之一。由纤维增强陶瓷 做成的陶瓷瓦片, 用粘接剂贴在航天飞机机身上, 使航天飞机能安全地穿越大气层回到地球 上。 所谓功用梯度资料(FunctionallyGradientMaterials 简称 FGM)是以计算机辅助资料规划为 根底,选用先进的资料复合技能,使构成资料的要素(组成结构)沿厚度方向由一侧向另一侧呈 接连改变,从而使资料的性质和功用也呈梯度改变的新式资料.该资料具有较高的机械强度! 抗热冲击功用!耐高温功用(达 2000e 以上)等特色。 依据不同的梯度性质改变,功用梯度资料可分为密度功用梯度资料!成分功用梯度资料! 光学功用梯度资料和精密功用梯度资料等.依据不同的运用范畴,功用梯度资料可分为耐热功 能梯度资料!生物功用梯度资料!化学工程功用梯度资料和电子工程功用梯度资料等。 功用梯度资料是 21 世纪最有开展远景的新式资料之一.功用梯度资料一呈现就引起了世 界各国的广泛爱好和重视.日本现已将其列入日本科学厅赞助的要点研讨开发项目,美国在 1993 年国家标准技能研讨所开端开发超高温耐热氧化维护涂层为方针的大型功用梯度资料 研讨项目。华中理工大学,清华大学,中南工业大学,上海硅酸盐研讨所,北京科技大学, 哈尔滨工业大学,天津大学,沈阳金属所和西北工业大学等单位也相继了这方面的作业,并 且在资料规划,工艺组成和评价等方面做了很多的作业,取得了可喜的效果.功用梯度资料的 用处已由本来的宇航工业,扩大到核动力!电子!光学生物医学工程等范畴,其组成也由金属)陶 瓷开展成为金属)合金!非金属)非金属!非金属)陶瓷等多种组合,品种繁复,运用远景非常广 阔。 1 功用梯度资料的研讨进展


  
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