结构复合材料是指以承受力的作用为主要用途的复合材料。因此力学性能(强度、硬度、塑性、韧性等)是结构复合材料的主要性能指标。以下对结构复合材料发展现状分析。
复合材料作为一种新材料诞生于二十世纪 30 年代。第二次世界大战期间,玻璃钢首先被用于军工产品,并先后在美国、英国、德国、法国、前苏联及日本等国家发展起来。到二十世纪60 年代以后,由于玻璃钢的优异特性,其逐步被应用于民用领域,截止到80 年代初期,玻璃钢品种已经达到35,000 种以上。此外,从70 年代后期,随着高新技术的发展,高硅氧纤维、碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及其复合材料先后得到开发和应用。
我国从20世纪70年代开始进行复合材料研究工作,经过40年的发展,我国的先进复合材料科技水平不断提升,取得了令世人瞩目的成绩。随着科学技术的持续更新,树脂与玻璃纤维的使用技术也在持续发展,部分生产厂家为适应产品需求不断提升自身的生产能力,让部分复合材料的价格成本被业内同行接受。但由于玻璃纤维的符合强度还不能媲美金属。因而碳纤维、硼纤维等也开始逐步应用和普及,完善高分子复合材料家族,并逐步成为部分产业必备的材料。世界范围内复合材料年均产量已经达到550万吨,其中年均产值是1300亿美元。若将这些复合材料应用到军事领域内,其产生的价值将无法估量。
2015年复合材料原料市场总规模将达277亿美元,未来六年将保持5.1%的增速,截止到2021年将达到373亿美元;2015年复合材料制品市场总规模将达到783亿美元,未来六年将保持5.4%的增速,截止到2021年将达到1,074 亿美元。
2015年全球复合材料行业总产值约为780亿美元,2016年达到820亿美元,预计到2021年将达到1,030亿美元。与此同时,2015年全球复合材料总产量1,040万吨,2016年达到1,080万吨,预计到2021年将达到1,290万吨,年均增长4%左右。
结构复合材料应注意的问题
严格按照复合材料加固混凝土梁的粘贴工艺要求进行施工,防止粘结剂涂抹不均匀或不足;补强加固梁的长期性能,包括复合材料板和胶结剂的老化性能和耐久性能;补强加固梁上拱情况下粘贴复合材料板的胶粘剂徐变收缩对梁体性能的影响;补强后混凝土梁的耐久性、疲劳性能以及梁体的可靠性和疲劳可靠性;防止混凝土出现弯曲裂缝或剪切裂缝;防止混凝土表面凸凹不平。
近年来受全球经济危机及世界各国经济发展进程不同的影响,全球复合材料市场结构正在逐步发生变化,美、日、欧等发达国家和地区复合材料市场相对饱和,增速较为缓慢,而亚太地区长期以来人均复合材料消费水平相对较低,市场潜力巨大,因此近年来保持稳定增长。截至到2016 年,全球复合材料市场价值总规模约为810 亿美元,产量规模约为1,139 万吨。
我国现在开始抓飞机复合材料的预研,当然有利于缩小与世界先进水平的差距。但是从长远来看,要从根本上解决我国民机技术上的差距,还得从解决我国民机技术长期落后的三个原因做起,即要加大民机研制的频度、成立专门的民机研究所、建立科技转化生产力体制机制的航空工业最佳模式。以上对结构复合材料发展现状分析。
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