紡織復合材料的應用和發展

      紡織復合材料不僅具有比強度高、比剛度大和重量輕等獨特優點，而且還具有能和機械、電子等學科進行交叉，開發出可設計性材料結構的潛力，其應用領域不斷擴大，已由早期單一的軍事領域拓展到民用、交通、工業裝置、航空航天、體育、娛樂等領域。在纖維材料，基體材料，預制件生產技術，表面處理技術等方面發展很快。但復合材料構件的成本遠高于鋁合金構件，高成本已經成為其更廣泛應用的障礙。紡織復合材料低成本制造技術顯得越來越重要?？梢灶A見，不久的將來復合材料研究生產工作將以降低制造成本為核心展開。本文綜合這幾個主要方面較全面地闡述了紡織復合材料的應用和發展前景。

       紡織復合材料是指用紡織品作為增強的材料。用于復合材料增強體的織物一般是連續纖維織造而成的比較厚的織物。
 

       二維復合層合板的應用，在船舶上超過50年，在航空業約有30年，最近20年廣泛用于汽車和建筑物、橋梁等基礎結構。盡管二維層合板已長期使用，但由于制造問題和某些力學性能差，其應用在許多方面仍受到限制。二維層合板由人工鋪疊，勞動強度大，費用高，生產周期長。對于復雜幾何形狀構件，要加工成零件，需通過膠結或機械連接而成。這一系列制造問題，妨礙了它在航空工業上的廣泛使用。二維層合結構，也使其在厚度方向的剛度、強度和疲勞破壞抗力較低，不宜用作承受橫向和層間剪切的結構件。層間斷裂韌性低，在沖擊載荷作用下容易脫層，使沖擊后的壓縮強度、疲勞強度明顯降低。為了克服二維層合板在制造和力學性能方面存在的問題，過去30年國內外學者結合傳統的復合材料制造經驗，利用紡織工藝、通過力學性能的分析，研制出三維紡織復合材料。它在復雜幾何形狀構件的制造上，工藝簡便、費用低且力學性能優于二維層合材料。三維紡織復合材料在許多結構上都已成功地取代二維復合材料。