複合材料のプロパティ

の性質 複合材料

繊維強化材料は、最も広く使用されており、複合材料で使用されています。それは、小さな比重、大きな特異的強度、および特定の弾性率によって特徴付けられます。たとえば、炭素繊維とエポキシ樹脂の複合材料は、鋼やアルミニウム合金よりも数倍高い特異的強度と特定の弾性率を持ち、優れた化学的安定性、摩擦削減と耐摩耗性、自己潤滑、耐熱性、疲労抵抗、クリープもあります。抵抗、騒音除去、電気断熱材およびその他の特性。

グラファイト繊維と樹脂の複合は、ほぼゼロに等しい熱膨張係数を持つ材料を取得できます。繊維強化材料のもう1つの特徴は異方性であるため、繊維の配置は、製品のさまざまな部分の強度要件に従って設計できます。炭素繊維と炭化シリコン繊維で補強されたアルミニウムマトリックス複合材料は、500℃で十分な強度と弾性率を維持できます。シリコン炭化物繊維とチタン複合材料は、チタンの耐熱性を改善するだけでなく、耐摩耗性も改善し、エンジンファンブレードとして使用できます。シリコン炭化物繊維とセラミック複合材は、サービス温度が1500℃に達する可能性があり、スーパー合金タービンブレード（1100℃）のサービス温度よりもはるかに高くなります。炭素繊維強化炭素、グラファイト繊維強化炭素またはグラファイト繊維強化グラファイトはアブレーション耐性材料を構成し、宇宙船、ロケットミサイル、原子エネルギー反応器で使用されています。密度が低いため、非金属マトリックス複合材料を自動車や航空機で使用して、体重を減らし、速度を改善し、エネルギーを節約できます。炭素繊維とガラス繊維で作られた複合葉のスプリングの剛性とベアリング能力は、重量が5倍以上のスチールリーフスプリングのそれと同等です。

複合材料の形成方法

複合材料の形成方法は、マトリックス材料によって異なります。ハンドペーストモールディング、スプレーモールディング、繊維巻線モールディング、成形、プルトリューション成形、RTM成形、ホットポットモールディング、ダイアフラム成形、移動成形、反応噴射成形、ソフトフィルム拡張成形、ソフトフィルム拡張成形など、樹脂マトリックスの複合材料のための多くの成形方法があります。およびスタンピングモールディング。金属マトリックス複合材料の成形方法は、固相成形法と液相成形法に分けられます。前者は、拡散溶接、粉末冶金、ホットローリング、ホットローリング、ホットアイソスタティックプレス、爆発的な溶接など、マトリックスの融点よりも低い温度で圧力をかけることによって形成されます。後者は、マトリックスを溶かし、従来の鋳造、真空吸引鋳造、真空逆圧力鋳造、スクイーズ鋳造、スプレー鋳造など、補強材に満たすことです。

セラミックマトリックス複合材料の形成方法には、主に固相焼結、化学蒸気浸潤成形、化学蒸気堆積成形が含まれます。