玻璃纤维及复合材料导论“，

复合材料是由单个成分组成的材料，其综合物理强度超过其中任何一个单独的性能。在复合材料层合板的情况下，有两个基本元素涉及:纤维增强(如玻璃纤维或碳纤维)和树脂。这两个元素并不是单独使用的，而是结合使用的。在这样做的过程中，它们通过机械和化学的结合形成了一个坚硬的、不能被改造的层压部件。

以船为例。许多船都是用玻璃纤维制造的，玻璃纤维一开始是一种纺织品，像一种卷起来的长条织物。玻璃纤维被放入模具中，制成船壳。一种液态的树脂被催化并应用到模具内的玻璃纤维上。它会固化并与玻璃纤维化学结合，产生大量的热量(称为热固性)。这涉及到多个层次和各种技术，但最终的结果是船。

复合材料，如船，受欢迎的原因有很多，但主要是他们的组合高强度和低重量比。一般来说，它们可以根据不同的应用进行定制，形成独特而复杂的形状。它们还因对大多数环境具有优越的抵抗力而受欢迎，并且可以由大多数制造商使用，而无需大量投资。

我们将看一些增强和树脂从中选择。首先，让我们看一下实际的纤维和树脂产品示例，以便您更好地熟悉复合材料行业。然后，我们将看一看在使用复合材料时您会听到的一些基本术语。

复合术语汇编

成型:成型是在模具中构造零件的过程。通常情况下，预切割钢筋是放置一层，一次进入模具和饱和树脂。当零件达到所需的厚度和方向时，就留给它固化。当它被拆除时，它将有精确的模具表面的形状。

层压:层压板最初指的是在木材等表面涂上一层薄薄的树脂和加固层保护涂层。该术语的使用已经扩大到几乎包括任何成品复合材料部件，模制或其他。当前的一个例子是:“测试的部件是10层真空袋装层压板。”

纹理的时间表:这是用于构造复合部件的层的各个层和方向的列表，通常指定了加固的盎司重量和编织风格。

铸造:铸造是指将大量的树脂浇注到一个空腔中。当铸造零件时，型腔可以是一个模具，或者当制造模具本身时，它可以是一个工具的背面填料。有必要使用特殊的铸造树脂，这种树脂在固化过程中产生的热量较少，因此在最终部分产生的变形较少。可根据需要添加纤维填料以加强铸件强度。

雕刻:雕刻通常是通过在聚氨酯泡沫上雕刻出一个形状，然后在表面层压。这可以为成型过程创建一个插头，或在无模结构的情况下塑造一个完成的部分。

强化类型、属性和样式

复合材料的物理性能以纤维为主。这意味着，当树脂和纤维结合在一起时，它们的性能与单个纤维的性能最相似。例如，仅用织物和树脂的抗拉强度的平均值来确定面板的强度是不能令人满意的。试验数据表明，纤维加固是承载大部分荷载的构件。因此，在设计复合材料结构时，织物的选择至关重要。制造商今天从三种常见的加强，包括世界杯2022入围名单 ，碳纤维,2022年世界杯抽签 ．每一种都有不同的形式和风格，在开始任何项目之前都应该分析它们的优点和缺点。

上面，我们列举了它们的例子和最常见的用法和特点。现在，让我们仔细看看它们的物理特性。

下图是增强纤维的相对性能对比图。hth华体会传说如下:P=差，F=一般，G=好，E=极好。

形式的钢筋

这三种增强纤维可以购买多种形式和编织风格。这三种材料一般分为两种(纯单向纤维)、面纱垫和机织织物。hth华体会玻璃纤维也提供了一个压缩切碎的绞线垫选项。

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这种形式的材料表现出给定纤维族所能达到的最高性能。它们通常装在线轴上，以便在需要选择性加硬时被送入丝卷机或展开和切割。当树脂固化或机械优势丧失时，纤维必须保持张力。一旦投入使用，在纤维能够承载负载之前，必须首先将拖带中的扭结拉直。显然，织物的初始位置越直越好。使用这种材料可以吹制非常结实的管子。

产品的例子

项	描述
24 k碳拖	碳束(或纱线)是理想的添加定向增强复合材料层压板。钢缆被用来在零件上建造圆角，用于辅助翼的加固，或与直升机炮结合来制造切碎的石墨纤维。
枪粗纱	这种多功能粗纱既可以切碎，也可以快速湿润和干燥，用于高强度、低重量的复合材料。当与空气直升机枪相结合时，它可以在喷喷系统中使用，既可以填充也可以不填充。

面纱垫

面纱垫是薄层的连续股纤维，在整个材料卷随机环。它们有薄纸的稠度。用一种轻的粘合剂将面纱粘在一起。虽然它们不打算用于结构用途，但它们有两个非常重要的功能。首先，面纱垫可以放在模具直接后面的表面涂层，以减少打印通过较重的加强布后应用。这种薄的外层涂层也允许一些表面打磨的成品零件，而不切割到加强织物下面。第二大用途是夹心芯。可以直接在芯上放置一层薄纱垫，以保持最佳的粘结线厚度。当不使用真空时，Veil还能有效地防止多余的树脂流入蜂窝芯的细胞中。

产品的例子

项	描述
连续链面纱表面垫	可添加表面垫作为表面涂层，以减少透光，并减少打磨时对结构织物的损伤，或优化与夹层芯材料使用时的粘结线厚度。
碳纤维的面纱	在玻璃纤维上使用碳纤维面纱作为导体会比日晒效果更好。同样，使用碳纤维将有助于记录射频信号。

短切毡

这种材料正如其名所示。纤维通常有3到4英寸长，并且是随机定向的。由于短纤维长度，短纤维毡不是一种非常结实的材料。然而，它是各向同性的。这意味着它在所有方向上都是同样的强度(垫子和填料是唯一表现出这种特性的复合增强材料)。垫是最便宜的加固形式，因此是最广泛的使用。适用于模具和零件的生产。随机的方向有效地隐藏了通过凝胶外套的织物印花，使模具在所有方向上都是相同的硬度。需要注意的是，斩切股毡只与聚酯树脂兼容。

产品的例子

项	描述
短切毡	切股垫是最常用来建立厚度的部分之间的织物层。hth华体会一般情况下，制作商会把切碎的绞线毡撕掉，而不是切开。这维持了纤维沿撕裂边缘的长度，形成更强的粘结。

机织物hth华体会

机织织物是强hth华体会力的增强剂，因为纤维被捆成只面向两个方向的纱线。经纱和纬纱分别成0度和90度运行。因此，织物是hth华体会各向异性的，或只有两个方向强。hth华体会织物需要定向，使纤维纱与预期负荷平行运行。如果在不同的方向需要额外的强度，则必须以与第一层成一定角度的角度再加一层。最常见的角度是+/- 45度。

产品的例子

项	描述
玻璃纤维	玻璃纤维是复合材料工业的基础。自20世纪50年代以来，它就被用于许多复合材料的应用中，它的物理特性已经被很好地理解了。它重量轻，拉伸强度适中，易于操作。fiberlass被广泛应用于行业内各种各样的项目中。2022年世界杯预选赛直播
碳纤维	从赛车到航空航天，碳纤维随处可见。虽然比玻璃纤维和凯夫拉纤维更贵，但它拥有行业中最高的拉伸、压缩、弯曲和弯曲强度。碳纤维通常用于对强度要求较高的项目，如承重部件。2022年世界杯预选赛直播
杜邦公司注册在芳族聚酰胺纤维商品上的注册商标	凯夫拉纤维是第一个高强度合成纤维在纤维增强塑料行业获得认可。凯夫拉尔的亮点在于它的抗冲击和耐磨性。对于诸如独木舟、皮划艇、飞机机身面板和压力容器等需要高冲击和高磨损的部件，凯夫拉纤维是理想的。

机织物的款式

有许多款式的梭织织物可供选择。最常见的是经线和纬线交替交叉的平纹织物。hth华体会平纹织物通常是最不柔韧的hth华体会，但容易切割和处理，因为它们不容易解开。然而，由于织物中已经存在严重的“预屈曲”，它们的强度有所降低。正如在牵引下所述，纤维只有在完全笔直时才能产生最大的强度。频繁的过/过交叉降低了平纹织物的强度，尽管它们仍然适用于所有性能最高的应用。

斜纹织物和缎面织物比平纹织物柔韧性强。hth华体会在缎纹织物中，一根纬纱在另一根经线下缝合之前，会浮在三到七条经线上。在这种松散的编织方式下，线可以更直更长的时间，保持纤维的理论强度。显然，这些织物的柔韧性更高，很容易适应复杂的形状。hth华体会然而，一旦被剪断，它们会更容易解开，因为每根线都没有那么紧。斜纹织物是缎面和平纹织物之间的一种折衷，通常也是一种理想的人字花纹。

选择增援部队的实用指南

在开始任何项目之前，考虑完成部分的需求。零件或结构的硬度、重量、耐磨性或损伤耐受性如何?一定要考虑到成本。将您的清单与材料的描述和之前参考的图表进行比较，以选择性能和成本方面最好的面料。玻璃纤维始终如一地为几乎每个项目提供价值。

一般来说，任何平纹织物都可以用来在木材上贴合保护层。如果层压板是用于海洋，应考虑不少于两层。如果保护层是透明的，轻薄hth华体会的织物是很好的，比如在条形独木舟上。中等重量的平纹织物，每平方码6到10盎司，可能是最通用的。它们通常被称为船布，价格便宜，结实，容易成型。在建造模具时，它们通常与垫层结合在一起，或在无模施工中用于保护核心。

航天缎面和斜纹织物应用于需要最高物理性能的地方。

选择树脂

树脂的选择是基于织物的兼容性，使用条件和成品的期望特性。有两种常见的热固性树脂可供选择:环氧树脂和聚酯树脂。制模、成型、覆膜和铸造操作都可以使用任一系统进行。环氧树脂是更高性能和更高价格的系统。它被用于重量关键，高强度，和尺寸精确的应用。聚酯树脂更便宜，提供更强的耐腐蚀性，比环氧树脂更宽容。由于这个原因，它们被广泛使用。

乙烯基酯是第三种树脂选择，通常被描述为环氧树脂和聚酯树脂的交叉，因为它的价格和处理特性介于两者之间。它具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，因此非常适合于化学储罐等应用。

某些树脂不能与所有的织物兼容。hth华体会例如,2022年世界杯抽签 经常出现粘连问题，因此应使用环氧树脂或最高级的聚酯。此外，玻璃纤维垫有聚酯可溶性粘合剂。环氧树脂可以溶解这种物质，永远不应该与垫子一起使用。在设计项目时彻底检查材料兼容性。

产品的例子

项	描述
聚酯树脂	聚酯树脂是复合材料工业中应用最广泛的树脂。聚酯树脂较便宜，具有一定的耐腐蚀性，比环氧树脂更宽容。聚酯树脂易于使用，快速固化，耐高温和催化剂极端。
乙烯基酯树脂	乙烯基酯树脂被认为是聚酯和环氧树脂的混合物，这意味着它的处理特性、性能和价格通常介于其他两者之间。乙烯基酯的不同之处在于它的高腐蚀、耐高温和耐延伸性。
环氧树脂	对于要求极限强度的复合材料部件，制造商将使用环氧树脂。除了增强强度性能外，环氧树脂在尺寸稳定性和与其他材料的结合性方面也优于聚酯和乙烯基酯。

以下是一些松散的树脂选择建议:

胶粘剂的应用:当应用需要粘合剂性能时，强烈建议使用环氧树脂。选择与工作时间要求最接近的环氧树脂。当需要时，磨碎的玻璃纤维可以混合成结构填充膏体。

产品的例子

项	描述
系统1000	系统1000环氧树脂是一种低混合粘度的树脂，在铺设过程中会迅速湿润增强纤维。这允许更快速的制造过程。
乙烯基酯树脂	乙烯基酯树脂被认为是聚酯和环氧树脂的混合物，这意味着它的处理特性、性能和价格通常介于其他两者之间。乙烯基酯的不同之处在于它的高腐蚀、耐高温和耐延伸性。

模具的应用:最好使用#77聚酯成型树脂或任何中至长寿命环氧树脂。预先剪好织物加固材料，随时放在手边。使用刷子，橡皮刮和饱和辊来湿润织物。对于将在严重腐蚀环境中使用的部件，请选择我们的部件#90异邻苯二甲酸酯树脂或者我们的一部分乙烯基酯树脂。

产品的例子

项	描述
聚酯成型树脂	聚酯成型树脂是工业中最常见和最受欢迎的树脂之一。它是伟大的通用零件制造和低成本的模具。这种树脂易于使用，比其他原因更便宜，而且无蜡，所以在涂层之间不需要打磨。
间苯二聚酯树脂	与通用聚酯树脂相比，异邻苯二甲酸酯树脂具有更好的强度，非常适合创建尺寸稳定的聚酯模具，制造需要承受高腐蚀的零件，以及用于坦克内衬的耐用修复材料。
乙烯基酯树脂	乙烯基酯树脂被认为是聚酯树脂和更耐用的环氧树脂的混合物，这意味着它的处理特性、性能和价格通常介于其他两种树脂之间。乙烯基酯的优点是耐腐蚀，耐温度和延伸韧性。

一般用途修补和薄层压片:这些应用最好与普通树脂与苯乙烯蜡混合完成。如果选择环氧树脂，使用较短的锅寿命版本，将固化更快时，扩散在薄片。

产品的例子

项	描述
聚酯成型树脂	聚酯成型树脂是工业中最常见和最受欢迎的树脂之一。它是伟大的通用零件制造和低成本的模具。这种树脂易于使用，比其他原因更便宜，而且无蜡，所以在涂层之间不需要打磨。
苯乙烯蜡	在未打蜡的聚酯树脂中加入苯乙烯蜡可以防止复合材料中聚酯薄片的长粘性。这种蜡在固化过程中会浮到表面，固化后必须用砂纸打磨掉。
系统1000	系统1000环氧树脂是一种低混合粘度的树脂，在铺设过程中会迅速湿润增强纤维。这允许更快速的制造过程。

最小失真:环氧树脂总是提供最尺寸稳定的零件和模具，但高级级聚酯树脂，如部分# 90等聚脂树脂可以成功使用。

产品的例子

项	描述
间苯二聚酯树脂	与通用聚酯树脂相比，异邻苯二甲酸酯树脂具有更好的强度，非常适合创建尺寸稳定的聚酯模具，制造需要承受高腐蚀的零件，以及用于坦克内衬的耐用修复材料。
系统1000	系统1000环氧树脂是一种低混合粘度的树脂，在铺设过程中会迅速湿润增强纤维。这允许更快速的制造过程。
系统2000	System 2000环氧树脂是一种淡琥珀层压树脂，被设计为室温环氧树脂的最高极限强度。常用于结构应用中要求高强度的零件。

铸造:厚的部分可以用# 2000/2120慢固化环氧树脂系统或我们的任何聚氨酯铸造树脂铸造。标准的树脂不建议浇铸成足够大的质量。

产品的例子

项	描述
系统2000	System 2000环氧树脂是一种淡琥珀层压树脂，被设计为室温环氧树脂的最高极限强度。常用于结构应用中要求高强度的零件。
聚氨酯铸造树脂- Shore	聚氨酯浇注树脂在浇注部分和模具制造方面是完美的。聚氨酯铸造树脂- Shore A是用来创造坚韧，灵活的零件和模具。
聚氨酯铸造树脂- 75 Shore D	伟大的最终零件和短期运行的外壳，聚氨酯铸造树脂- 75 Shore D是伟大的创造硬零件，增加细节和优越的美容质量。

选择工具

与经典的加工和工具制造相比，当使用玻璃纤维或复合材料时，很少需要专用工具。然而，有一些项目可以使工作更容易，同时提高生产质量。

方便之类的东西清洁搅拌桶，秤和其他测量设备，优质剪刀和大量的手套是经常被忽视的简单项目。橡皮扫帚,刷，辊子是推荐的涂覆器，用于用树脂饱和钢筋。刮刀和饱和辊也可用于工作空气从层压板和压缩织物层。刮胡刀和拼图需要修剪成品零件和模具。使用中等齿数的优质复合刀片来加速切割。机械磨砂机、磨床和缓冲器在较大的工作中是有用的，但如果有足够的时间和精力，也可以用手工完成。最后的设备建议是一个织物切割架来保存和存储材料。这个架子将织物水平地支撑在它的管子上，可以用简单的建筑材料制作。

产品的例子

项	描述
混合供应	在准备铺层工艺时，应使用混合用品将树脂与树脂助剂混合。为了使树脂正常工作，催化剂和硬化剂等添加剂是必要的。其他添加剂，如填料、颜料和蜡，是可选的，根据它们给树脂带来的所需特性来选择。
切割设备	几乎每个复合项目都需要一些切割，特别是在准备阶段。一定要选择与你计划生产的复合材料质量相匹配的剪刀、切割机和织物辅助工具。
安全及清洁用品	安全和清洁的工作环境是生产成功的复合材料层压板的第一步。确保计划你的项目或维修相应的，并采取简单的措施为每个项目的安全。
刷	尽管如此，一个简单的选择却会对你的项目产生很大的影响。刷子将有助于使你选择的树脂浸透你的织物。确保你使用的笔刷与你的项目质量相匹配。
橡皮扫帚和辊	刮胶机和滚轮允许树脂均匀地扩散到你的织物，并很容易地从部分去除多余的树脂。涂层不均匀会对复合材料零件造成破坏，但如果使用合适的工具，很容易避免。

估计材料重量和成本

准确的材料估计是必要的，有两个原因。首先，很明显，他们需要正确的订购，材料库存和项目投标。2022年世界杯预选赛直播更重要的是，虽然，估计提供了机会计算重量或成本的部分使用各种叠层计划之前开始建造。

不同于油漆时估计覆盖率，树脂的使用将根据所使用的加固类型而不同。布料越重，需要的树脂就越多。一个好的手工层压板由50%的织物和50%的树脂组成。例如，如果一个应用程序需要3平方码的4盎司每平方码的织物(织物的总重量是12盎司)，则需要12盎司的树脂。然而，如果选择3码每平方码10盎司的织物(织物总重量为30盎司)，则需要30盎司的树脂。

每盎司的玻璃垫子至少需要2盎司的树脂。因此，如果应用程序要求20平方英尺的1.5盎司每平方英尺的垫子，它将需要至少60盎司的树脂。记住，垫子的单位是盎司每平方英尺，而面料的单位是盎司每平方码。hth华体会切成1.5盎司每平方英尺的垫子实际上重13.5盎司每平方码!

由于有这么多可能的材料组合，人们应该计算使用各种增强材料的单层的重量和成本。然后可以从理论层压板中添加或减去这些，直到达到设计性能。

材料估计工作表

1)首先计算项目的表面积。

通过测量包含锥形区域所需的近似大小矩形来估计不规则形状。每个矩形的长度乘以宽度，然后将所有单独的矩形相加，得到零件的总表面积。如果计算单位是平方英尺，除以9得到平方码。

2)列出层压考虑的每一种加固类型。

用上面计算的平方码乘以织物的盎司重。这是一层材料的总重量。它也是饱和所需的树脂量。当已知2或3种不同类型的材料时，就可以计算出由这些织物的任何组合构成的层压板的重量和成本。hth华体会要将盎司重量转换为磅，请除以16。那些对饱和玻璃纤维缺乏经验的人往往会使用过多的树脂。一个充分饱和的层压板是均匀半透明的，没有“乳白色”干斑，但为了重量和成本的考虑，很少有多余的树脂在里面。

3)计算胶层、底漆和表面底漆的使用情况。

除了最轻的模压层压板外，所有的都需要一层凝胶涂层。这件凝胶外套应该是15 - 20毫升在厚度。

一个20毫升的凝胶涂层将需要一加仑凝胶涂层混合物每80平方英尺的模具表面。如果需要较浅的表面涂层，喷涂部分#1041-B Duratec表面处理剂放入模具中代替凝胶涂层。可涂抹稀释剂(10 - 12千)，因此更轻。Duratec也是覆盖无模泡沫或胶合板层压板的完美面漆。

当覆盖胶合板与玻璃纤维，额外的树脂将需要prime木材以及。对于大多数木材，这种涂层将需要大约3盎司树脂每平方英尺的表面。这是除了树脂需要饱和玻璃纤维。为了保证足够的饱和度，在原始估计的基础上再加20%的树脂。

一个例子:

下面的例子将有助于阐明材料估计，并涵盖设计的一些方面。

胶合板船的建造已经开始。这艘船长12英尺，底部宽4英尺，每边高2.5英尺，横梁长2英尺，宽5英尺。四分之三英寸的胶合板支撑负载，但玻璃纤维需要密封和保护船的内外。选择玻璃纤维优于凯夫拉®以保持低成本。它需要多少材料，会增加多少重量?

1)首先计算每一块的表面积。

地板上
12英尺x 4英尺= 48平方英尺。英国《金融时报》。

国
12英尺x 2.5英尺= 30平方英尺。平方英尺× 2 = 60平方英尺。英国《金融时报》。

尾
2英尺x 5英尺= 10平方英尺。英国《金融时报》。

总计
118平方。英国《金融时报》。

每层有118平方英尺，船的内部和外部都将添加层。接下来，用118平方英尺除以9平方英尺，得到每层的总平方码。这种转换是必要的，这样就可以将面积与以平方码为单位列出的织物重量进行比较。

118平方。英尺/ 9平方英尺。英尺= 13.5平方。码

考虑的面hth华体会料是10盎司和7.5盎司的平纹织物。织物重量将乘以表面积，以确定一层织物的总重量。

10盎司/平方。占地13.5平方米。Yd . = 135盎司/ 16 = 8.5磅/层

7.5盎司/平方。占地13.5平方米。Yd . = 101.25盎司/16 = 6.5磅/层

如果纤维和树脂的比例是50/50，那么树脂的重量也会和织物的重量相同。

因为这艘船只会在沙滩附近使用，所以选择了7.5盎司的布料，每层总共节省了4磅。如果海岸是岩石，10盎司的布料可能是长期耐用的更好的选择，尽管额外的重量。

2)计算所有额外的树脂和表面底漆消耗如上所述。

胶合板需要涂一层聚酯树脂。每平方英尺表面面积需要3盎司才能充分覆盖表面。

3盎司x 118平方英尺。英尺= 354盎司/ 16 = 22磅的树脂。

表面涂层将通过喷涂在零件上产生# 1041-B Duratec表面处理剂．一加仑用一层12毫米的材料就可以轻松覆盖118平方英尺。

结论

本指南旨在帮助初学者概念化玻璃纤维复合工艺。由于其他高性能复合材料的最新进展和可用性，其中一些也包括在本文档中。文中强调了纤维选择的重要性，并附上了三种增强材料的优缺点对比图表，以供参考。围绕这些织物特2022年世界杯预选赛直播性设计项目，然后选择与织物兼容的树脂体系和最终的使用条件，部分将看到。材料估算在设计过程中也很重要。在设计阶段，可以对贴膜进度的变化进行比较，贴膜可以根据项目的使用条件和预算进行定制。三步材料估计过程的例子应该使这些估计不那么痛苦。显然，关于这些主题有更多的可用信息，但这些基本原理演示了复合的优势是可以轻松实现的。