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複合材料的應用範圍有哪些?
发布时间:2017-01-19 17:05 | 浏览次数:


  复合材料由於质轻及比强度高,抗腐蚀性佳。故近年来受到各行各业之青睐,加上加工技术不断精进,得复合材料应用范围更是无远弗届。复合材料的应用诸如航空领域,太空颌域,医疗设施,运动健身器材,工业生産設備,能源相关等应用领域,有些则为近年使用者需求增加,或应用尺度变化或弥补传统金属材料之缺点等所衍生之应用。

  複合材料在航空領域應用

航空复合材料

  航空器用材料需具備之特性如下:

  1、高比強度及比勁度

  2、足夠抵抗10∧7次重覆負載之疲勞佳度

  3、裂縫成長速度緩慢

  4、長期抗腐蝕

  5、優異的成長性與加工性

  6、成本低

  隨著複合材料材質之不斷改良及提升,複合材料在航空器上使用部位亦隨之擴大,主購件、次構件以複合材料取代金屬材料更是比比皆是,由此可知,複合材料的應用重點在能達到結構輕量化與設計自由度提升。

  複合材料在醫療設施中的應用

碳纤维醫療床板

  利用複合材料制作醫療器材,主要著眼于複合材料之輕量化,目前已開發之器材包括輪椅、照射用床、假肢、假牙。在開發階段由于用複合材料制作之器材比傳統器材成本高,故初期不易推廣。隨著器材原料價格降低及用複合材料制作之器材,其X光之吸收度爲鋁的1/5(CFRP爲1.4%/m鋁爲7%/m),而以複合材料材質制作之醫療器材有良好的X光穿透性、高機械佳度、輕薄精巧,故需求量增大。

  複合材料在運動器材中的應用

碳纤维冲浪板

  近年來運動休閑、複合材料及化工等相關産業之産品均走向高功能化,高強度化及輕量化之趨勢,而碳纖維複合材料具有質輕、高強度、高剛性、高韌性及耐腐蝕等衆多優點,其中將技術應用於高爾夫球杆、自行車、網球拍、健身器材等相關産品之研究,爲傳統複合材料産業運動器材業提身産品附加價值,拓展新的應用領域,爲目前重要課題。

  复合材料在工业生産設備中的应用

碳纤维机械臂

  近来由于技术的进步,工业生産設備有大型化的趋势。以TFT-LCD产业为例,面板厂所使用的玻璃基板搬送机械人使用的碳纤维复材机械手臂,其长度需求由1m到3m。其他设备如Cassette Bar配向膜及传送玻璃用的Roller等。

  以上述應用爲例,當複材構件的尺寸變大時,重量之增加會影響機械手臂裝卸玻璃的運作或在機械手臂高速移動(2.8m/sec)旋轉(210º/sec)時産生位移、變形與震動的問題。

  从技术的观点来看,要降低自重变形与震动所造成的影响,需改变构件材料特性,使用弹性模数较大的DIALEAD碳纤维,可降低因自重与荷重所产生的变形。改变CFRP(碳纤维预浸材)基材特性,可有效提升复材构件震动特性。目前工业生産設備的应用以提升复材构件刚性与震动性能为首要之务。

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