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複合材料

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複合材料,係用一啲材料加上其他材料,去增強物件嘅堅固度同效果。複合材料有好多種,例如唔同嘅合金、合成樹脂等等。佢哋能夠用喺人類社會嘅唔同方面,例如鋼鐵可以用嚟起樓,鈦合金可以用嚟起火箭或者飛機不鏽鋼可以用嚟整廚具等,唔同嘅材料都可以有唔同嘅功用。因此發明咗複合材料可以令到人類科技增長速度加快,建造嘅嘢亦都更加堅固,大大加強左人類嘅發展水平。

複合材料的起源

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其實複合材料好早之前已經有,係公元前3400年前嘅美索不達米亞人,已經識得用泥土加稻草同埋木頭加黏土去起屋,蒙古嘅土兵都會用竹, 牛角等材料去整箭。

航空業上的運用[1]

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目前,複合材料大部分情況可以取代金屬材料。

航空嘅材料必備特性如下:

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  1. 高比強度同比勁度;
  2. 要足以應付10^7次重復負載嘅疲勞強度;
  3. 減慢條罅嘅擴張速度;
  4. 長期抗腐蝕;
  5. 好嘅成型性同埋加工性;
  6. 成本低。
目前飛機複合材料應用變化情形
對象 傳統材料 代替化

的目的

代替化所

需的材料

代替化

的問題

現狀 l  二次構造材、方向舵、升降舵、擾流器、整流器等

l  直升機的眮、翼(必須耐溫180℃)

l  Al合金

l  硼玻璃纖維/環氧

l  S玻璃纖維/聚酯或環氧

l  輕量化

l  減少零件數

l  碳、Kevlar、混合纖維/環氧

l  Kevlar /酚醛(鋁蜂巢)

l  比強度、比彈性率
未來可能性 l  一次構造材、主翼、眮體 l  Al合金

l  TI合金

I輕量化

I減少零件數目 I空氣力學嘅設計自由度

l  碳纖維/環氧聚亞醯胺 l  改善纖維強度

l  構造最適化

l  與金屬零件的接合

l  引擎蓋類 l  Al合金 l  輕量化 l  碳纖維/聚亞醯胺(鋁蜂巢)  成型嘅可靠性

參考

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  1. 構用複合材料技術需求與應用:材料世界網料世界網。喺2024-04-22搵到