復合材料論文范文

導語：如何才能寫好一篇復合材料論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

家具設計應在物質技術條件的基礎上，與材料、結構、工藝密切結合，盡量做到材料多樣化，產品標準化，零部件通用化，使所設計的產品與現有的技術裝備及工藝水平相適應，避免設計與生產實際脫節。同時，物質技術條件是實現使用功能要求和造型藝術的重要保證。

2木塑復合材料的設計屬性

2.1外觀屬性

材料的外觀屬性通常包括形態、色彩、肌理等方面。木塑復合材料大部分是擠出成型的，因此可以制造出凹凸的肌理，使其富有特殊的裝飾效果（圖4），但大多數情況下只能呈現直線狀態[4]。木塑型材的通孔設計（圖5）一方面可以豐富木塑復合材料的形態特征，使其呈現多變的斷面形態，同時可以減輕重量，從而節約成本。在木塑復合材料中加入著色劑[5]，不僅能使木塑制品顯示出各種各樣的色彩外觀（圖6），而且也可以改善其耐候性。隨著對木塑復合材料的深入探究以及技術的突破，木塑產品表面還可以制成類似木材的紋理和色澤，營造溫暖親近的感覺。此外，木塑復合材料還可以覆蓋塑料表層[6]，增加材料顏色的多樣性和耐潮濕性。

2.2加工性能

目前，木塑復合材料的成型工藝主要有三種：擠出、熱壓和模壓。擠出成型憑著工藝簡單，而且加工周期短、效率高，與其他加工方法相比，更廣泛地應用于工業化生產中。木塑復合材料采用的主要連接方式有以下三種：膠接、焊接和機械連接。機械連接有連接件連接、鋼釘連接和復合材料專用螺釘連接，相關實驗表明，螺釘連接的木塑構件可以進行多達十次的拆裝[7]。

2.3其它性能

木塑復合材料同時具有耐磨、耐腐蝕、防水和尺寸穩定性好等優點。在制造過程中加入阻燃劑，可使木塑復合材料具有一定的阻燃性，因此，可將其應用在具防火要求的公共家具設計中。此外，木塑制品本身同時具有可回收性、良好的經濟性和環保性。比如在北京奧運會的工程建設中[8]，就大量利用了這種環保的木塑復合材料（圖7）。

3木塑公共家具設計實踐

3.1木塑露天桌椅

在加工過程中添加了阻燃劑的木塑復合材料具有優良的阻燃性能，適用于公共場所。這里把木塑復合材料設計成長短不一的條狀板，以點、線、面的概念，構成木塑露天桌椅（圖8）。整套桌椅統一采用金屬作為底架，條狀木塑板作為面板材料，營造出空間環境的整體感。在材料上，木塑復合材料的凹凸肌理與金屬的精致肌理形成對比，木塑復合材料的溫暖感與金屬的冷峻感形成視覺感受上的對比。同時，不同色彩的金屬與木塑復合材料的組合也可呈現出不同的視覺效果（圖9），為人們的公共場所營造出溫暖、清新、自然的現代感。在結構上，零件之間采用可拆裝的螺釘連接，既方便安裝，又可以降低運輸成本。另外，玻璃下層可置菜單或廣告單（圖10），便于現代商業化宣傳。

3.2木塑書架

這款供圖書館使用的六層雙柱雙面木塑書架（圖11），在外觀造型上，立柱部分處理成深色，旁板和層板處理成淺色，進行深淺色彩搭配，以塑造書架的平衡感。立柱設計成四面均帶凹槽的結構，用于旁板的嵌入，既方便使用時的安裝，同時使凹凸肌理成為一種裝飾。立柱頂部的裝飾件采用模壓技術制成，可標準化批量生產。在加工工藝上，書架的立柱、旁板和層板均采用擠出成型工藝進行生產，利用木塑復合材料的凹凸肌理完成立柱與旁板、旁板與擱板的搭接（圖12），減少了五金連接件的使用。在功能上，結合人體工效學原理，考慮到旁板橫向凹凸肌理的需要和擠出成型工藝中幅面的限制，將旁板設計成多段拼搭結構，根據書籍的尺寸大小，其凹凸肌理按照比例進行合理設計，利于層板的高度調節，方便圖書館中不同尺寸大小的圖書擺放。此外，旁板的雙面凹凸肌理設計，使相鄰兩書柜柜體共用同一塊旁板，一方面可根據室內空間的大小對書架數量進行調整，滿足其在功能上的延伸，同時可充分利用空間資源，有效降低生產成本。

3.3等候椅與花壇

據調查，生活中等候場所（如火車站候車廳）的候車椅大部分為金屬材質，這種材質雖強度較高，但因候車場所一般人流量比較大，對家具的耐久性自然要求比較高，金屬表面掉漆以及生銹等后期維護工作并不易進行。并且金屬制等候椅常給人冰冷的視覺感受，其舒適性也有待提高。相比較而言，木塑復合材料繼承了木材和塑料的雙重性質，具有溫和自然的視覺和觸覺感受，且它的強度并不遜于金屬。因此可將其運用于人流量比較大的公共場所，進行如下設計。這款木塑休息椅（圖13）刪繁就簡，沒有多余的裝飾，造型簡潔。等候椅底部為金屬支架，椅面為木塑材料組成的等腰梯形。等腰梯形的座面設計是為了便于使用者根據空間大小來調節休息椅的長度（圖14），利用等腰梯形的特性，休息椅的長度延伸可以更顯自然。在色彩上，木塑復合材料在生產過程中通過增加著色劑可以造出各種色彩的產品，這款公共場所的休息椅正是運用這一特性，設計出彩虹般色彩的椅子，為等候場所增添幾分色彩和樂趣。結構上采用螺釘連接。此外，設計的配套花壇（圖15），既可以給等候場所帶來幾分自然的氣息，還保護了座椅的端面。花壇的數量可根據場所需要自由調整（圖16）。

4結語

篇2

復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，它可以發揮各種材料的優點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應用范圍。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。

隨著科技的發展，樹脂與玻璃纖維在技術上不斷進步，生產廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強復合材料的價格成本已被許多行業接受，但玻纖增強復合材料的強度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強復合材料相繼問世，使高分子復合材料家族更加完備，已經成為眾多產業的必備材料。目前全世界復合材料的年產量已達550多萬噸，年產值達1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價值產品計入，其產值將更為驚人。從全球范圍看，世界復合材料的生產主要集中在歐美和東亞地區。近幾年歐美復合材料產需均持續增長，而亞洲的日本則因經濟不景氣，發展較為緩慢，但中國尤其是中國內地的市場發展迅速。據世界主要復合材料生產商PPG公司統計，2000年歐洲的復合材料全球占有率約為32%，年產量約200萬噸。與此同時，美國復合材料在20世紀90年代年均增長率約為美國GDP增長率的2倍，達到4%~6%。2000年，美國復合材料的年產量達170萬噸左右。特別是汽車用復合材料的迅速增加使得美國汽車在全球市場上重新崛起。亞洲近幾年復合材料的發展情況與政治經濟的整體變化密切相關，各國的占有率變化很大。總體而言，亞洲的復合材料仍將繼續增長，2000年的總產量約為145萬噸，預計2005年總產量將達180萬噸。

從應用上看，復合材料在美國和歐洲主要用于航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的復合材料用量達14.8萬噸，歐洲汽車復合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本，復合材料主要用于住宅建設，如衛浴設備等，此類產品在2000年的用量達7.5萬噸，汽車等領域的用量僅為2.4萬噸。不過從全球范圍看，汽車工業是復合材料最大的用戶，今后發展潛力仍十分巨大，目前還有許多新技術正在開發中。例如，為降低發動機噪聲，增加轎車的舒適性，正著力開發兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板；為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求，發動機活塞、連桿、軸瓦已開始應用金屬基復合材料。為滿足汽車輕量化要求，必將會有越來越多的新型復合材料將被應用到汽車制造業中。與此同時，隨著近年來人們對環保問題的日益重視，高分子復合材料取代木材方面的應用也得到了進一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復合材料，在北美已被大量用作托盤和包裝箱，用以替代木制產品；而可降解復合材料也成為國內外開發研究的重點。

另外，納米技術逐漸引起人們的關注，納米復合材料的研究開發也成為新的熱點。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態及結晶形態發生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能。

樹脂基復合材料的增強材料

樹脂基復合材料采用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。

1、玻璃纖維

目前用于高性能復合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等。由于高強度玻璃纖維性價比較高，因此增長率也比較快，年增長率達到10%以上。高強度玻璃纖維復合材料不僅應用在軍用方面，近年來民用產品也有廣泛應用，如防彈頭盔、防彈服、直升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品、各類耐高溫制品以及近期報道的性能優異的輪胎簾子線等。石英玻璃纖維及高硅氧玻璃纖維屬于耐高溫的玻璃纖維，是比較理想的耐熱防火材料，用其增強酚醛樹脂可制成各種結構的耐高溫、耐燒蝕的復合材料部件，大量應用于火箭、導彈的防熱材料。迄今為止，我國已經實用化的高性能樹脂基復合材料用的碳纖維、芳綸纖維、高強度玻璃纖維三大增強纖維中，只有高強度玻璃纖維已達到國際先進水平，且擁有自主知識產權，形成了小規模的產業，現階段年產可達500噸。

2、碳纖維

碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列性能，首先在航空航天領域得到廣泛應用，近年來在運動器具和體育用品方面也廣泛采用。據預測，土木建筑、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模采用工業級碳纖維。1997~2000年間，宇航用碳纖維的年增長率估計為31%，而工業用碳纖維的年增長率估計會達到130%。我國的碳纖維總體水平還比較低，相當于國外七十年代中、末期水平，與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散系數大、無高性能碳纖維、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。

3、芳綸纖維

20世紀80年代以來，荷蘭、日本、前蘇聯也先后開展了芳綸纖維的研制開發工作。日本及俄羅斯的芳綸纖維已投入市場，年增長速度也達到20%左右。芳綸纖維比強度、比模量較高，因此被廣泛應用于航空航天領域的高性能復合材料零部件（如火箭發動機殼體、飛機發動機艙、整流罩、方向舵等）、艦船（如航空母艦、核潛艇、游艇、救生艇等）、汽車（如輪胎簾子線、高壓軟管、摩擦材料、高壓氣瓶等）以及耐熱運輸帶、體育運動器材等。

4、超高分子量聚乙烯纖維

超高分子量聚乙烯纖維的比強度在各種纖維中位居第一，尤其是它的抗化學試劑侵蝕性能和抗老化性能優良。它還具有優良的高頻聲納透過性和耐海水腐蝕性，許多國家已用它來制造艦艇的高頻聲納導流罩，大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力。除在軍事領域，在汽車制造、船舶制造、醫療器械、體育運動器材等領域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應用前景。該纖維一經問世就引起了世界發達國家的極大興趣和重視。

5、熱固性樹脂基復合材料

熱固性樹脂基復合材料是指以熱固性樹脂如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等為基體，以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強材料制成的復合材料。環氧樹脂的特點是具有優良的化學穩定性、電絕緣性、耐腐蝕性、良好的粘接性能和較高的機械強度，廣泛應用于化工、輕工、機械、電子、水利、交通、汽車、家電和宇航等各個領域。1993年世界環氧樹脂生產能力為130萬噸，1996年遞增到143萬噸，1997年為148萬噸，1999年150萬噸，2003年達到180萬噸左右。我國從1975年開始研究環氧樹脂，據不完全統計，目前我國環氧樹脂生產企業約有170多家，總生產能力為50多萬噸，設備利用率為80%左右。酚醛樹脂具有耐熱性、耐磨擦性、機械強度高、電絕緣性優異、低發煙性和耐酸性優異等特點，因而在復合材料產業的各個領域得到廣泛的應用。1997年全球酚醛樹脂的產量為300萬噸，其中美國為164萬噸。我國的產量為18萬噸，進口4萬噸。乙烯基酯樹脂是20世紀60年展起來的一類新型熱固性樹脂，其特點是耐腐蝕性好，耐溶劑性好，機械強度高，延伸率大，與金屬、塑料、混凝土等材料的粘結性能好，耐疲勞性能好，電性能佳，耐熱老化，固化收縮率低，可常溫固化也可加熱固化。南京金陵帝斯曼樹脂有限公司引進荷蘭Atlac系列強耐腐蝕性乙烯基酯樹脂，已廣泛用于貯罐、容器、管道等，有的品種還能用于防水和熱壓成型。南京聚隆復合材料有限公司、上海新華樹脂廠、南通明佳聚合物有限公司等廠家也生產乙烯基酯樹脂。

1971年以前我國的熱固性樹脂基復合材料工業主要是軍工產品，70年代后開始轉向民用。從1987年起，各地大量引進國外先進技術如池窯拉絲、短切氈、表面氈生產線及各種牌號的聚酯樹脂（美、德、荷、英、意、日）和環氧樹脂（日、德）生產技術；在成型工藝方面，引進了纏繞管、罐生產線、拉擠工藝生產線、SMC生產線、連續制板機組、樹脂傳遞模塑(RTM)成型機、噴射成型技術、樹脂注射成型技術及漁竿生產線等，形成了從研究、設計、生產及原材料配套的完整的工業體系，截止2000年底，我國熱固性樹脂基復合材料生產企業達3000多家，已有51家通過ISO9000質量體系認證，產品品種3000多種，總產量達73萬噸/年，居世界第二位。產品主要用于建筑、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業領域。在建筑方面，有內外墻板、透明瓦、冷卻塔、空調罩、風機、玻璃鋼水箱、衛生潔具、凈化槽等；在石油化工方面，主要用于管道及貯罐；在交通運輸方面，汽車上主要有車身、引擎蓋、保險杠等配件，火車上有車廂板、門窗、座椅等，船艇方面主要有氣墊船、救生艇、偵察艇、漁船等；在機械及電器領域如屋頂風機、軸流風機、電纜橋架、絕緣棒、集成電路板等產品都具有相當的規模；在航空航天及軍事領域，輕型飛機、尾翼、衛星天線、火箭噴管、防彈板、防彈衣、魚雷等都取得了重大突破。

熱塑性樹脂基復合材料

熱塑性樹脂基復合材料是20世紀80年展起來的，主要有長纖維增強粒料(LFP)、連續纖維增強預浸帶(MITT)和玻璃纖維氈增強型熱塑性復合材料(GMT)。根據使用要求不同，樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料，纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。隨著熱塑性樹脂基復合材料技術的不斷成熟以及可回收利用的優勢，該品種的復合材料發展較快，歐美發達國家熱塑性樹脂基復合材料已經占到樹脂基復合材料總量的30%以上。

高性能熱塑性樹脂基復合材料以注射件居多，基體以PP、PA為主。產品有管件（彎頭、三通、法蘭）、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型管道、GMT模壓制品（如吉普車座椅支架）、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應用包括通風和供暖系統、空氣過濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動皮帶保護罩等。

滑石粉填充的PP具有高剛性、高強度、極好的耐熱老化性能及耐寒性。滑石粉增強PP在車內裝飾方面有著重要的應用，如用作通風系統零部件，儀表盤和自動剎車控制杠等，例如美國HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窩狀結構的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。

云母復合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲性、尺寸穩定以及低密度、低價格等特點，利用云母/聚丙烯復合材料可制作汽車儀表盤、前燈保護圈、擋板罩、車門護欄、電機風扇、百葉窗等部件，利用該材料的阻尼性可制作音響零件，利用其屏蔽性可制作蓄電池箱等。

我國的熱塑性樹脂基復合材料的研究開始于20世紀80年代末期，近十年來取得了快速發展，2000年產量達到12萬噸，約占樹脂基復合材料總產量的17%，，所用的基體材料仍以PP、PA為主，增強材料以玻璃纖維為主，少量為碳纖維，在熱塑性復合材料方面未能有重大突破，與發達國家尚有差距。

我國復合材料的發展潛力和熱點

我國復合材料發展潛力很大，但須處理好以下熱點問題。

1、復合材料創新

復合材料創新包括復合材料的技術發展、復合材料的工藝發展、復合材料的產品發展和復合材料的應用，具體要抓住樹脂基體發展創新、增強材料發展創新、生產工藝發展創新和產品應用發展創新。到2007年，亞洲占世界復合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%，目前亞洲人均消費量僅為0.29kg，而美國為6.8kg，亞洲地區具有極大的增長潛力。

2、聚丙烯腈基纖維發展

我國碳纖維工業發展緩慢，從CF發展回顧、特點、國內碳纖維發展過程、中國PAN基CF市場概況、特點、“十五”科技攻關情況看，發展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。

3、玻璃纖維結構調整

我國玻璃纖維70%以上用于增強基材，在國際市場上具有成本優勢，但在品種規格和質量上與先進國家尚有差距，必須改進和發展紗類、機織物、無紡氈、編織物、縫編織物、復合氈，推進玻纖與玻鋼兩行業密切合作，促進玻璃纖維增強材料的新發展。

4、開發能源、交通用復合材料市場

一是清潔、可再生能源用復合材料，包括風力發電用復合材料、煙氣脫硫裝置用復合材料、輸變電設備用復合材料和天然氣、氫氣高壓容器；二是汽車、城市軌道交通用復合材料，包括汽車車身、構架和車體外覆蓋件，軌道交通車體、車門、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等；三是民航客機用復合材料，主要為碳纖維復合材料。熱塑性復合材料約占10%，主要產品為機翼部件、垂直尾翼、機頭罩等。我國未來20年間需新增支線飛機661架，將形成民航客機的大產業，復合材料可建成新產業與之相配套；四是船艇用復合材料，主要為游艇和漁船，游艇作為高級娛樂耐用消費品在歐美有很大市場，由于我國魚類資源的減少、漁船雖發展緩慢，但復合材料特有的優點仍有發展的空間。

5、纖維復合材料基礎設施應用

國內外復合材料在橋梁、房屋、道路中的基礎應用廣泛，與傳統材料相比有很多優點，特別是在橋梁上和在房屋補強、隧道工程以及大型儲倉修補和加固中市場廣闊。

6、復合材料綜合處理與再生

篇3

關鍵詞：復合材料，細觀結構，有效屬性，均質化

 

0引言

復合材料是由兩種或兩種以上組分材料組成的新材料, 根據不同的需要，可以選取不同的組分材料和細觀結構來優化材料的性能，在航空航天、建筑、交通等領域得到越來越廣的應用。為了預測復合材料的宏觀力學屬性，人們提出了許多的方法。早期主要以解析模型為主，如Eshelby等效夾雜法[1]、微分法[2]、Mori-Tanaka法[3]等，這些方法只考慮了復合材料結構的一些基本信息，而忽略了復合材料內部的結構特征，計算精度和適用范圍有限。隨著計算機技術的發展，數值法得到了廣泛的應用，如通用元胞法[4-5]和有限元方法[6-8]，其方法通常是對復合材料細觀結構的“代表性體積元”（RVE）進行力學分析，進而獲得其宏、細觀力學性能。數值法很好地考慮了復合材料細觀結構特征，預測精度較高。

對于高填充比和填充顆粒尺寸跨度大的復合材料，如固體推進劑[9]，建模時為了使RVE具有代表性，模型中通常包含數百個顆粒，數值法預測這類材料的有效屬性時前處理變得異常困難。畢業論文，有效屬性。為了解決這一問題，B. Banerjee[10]利用一種遞歸算法預測了復合材料PBX9501的有效彈性屬性，但是該算法所采用的正交化網格并不能很好的反映顆粒的邊界。畢業論文，有效屬性。K. Matous[11]在進行固體推進劑損傷分析時，通過Mori-Tanaka方法將基體與小尺寸顆粒均質化為一種混合物。畢業論文，有效屬性。

本文將不同尺寸類型的顆粒分別與基體進行均質化，提出一種預測復合材料有效彈性模量的多步驟方法。利用多步法計算了不同填充分數和組分模量比復合材料的有效彈性屬性，并與全尺寸有限元計算結果進行了對比。

1多步驟法

高填充分數和顆粒尺寸跨度大的復合材料細觀結構RVE通常很大，如圖1所示。多步法將預測有效彈性屬性的過程分為幾個步驟，首先將小顆粒與基體視為一種混合物，利用有限元或細觀力學等均質化方法計算出其有效屬性后，再把它當成一種新的基體，如此反復，直至計算出整個代表性體積元的有效屬性，過程如圖2所示。在每一步計算過程中，與基體相混合的顆粒種類越多，計算精度也越高，同時計算模型也越大。多步法計算過程中，參與混合的顆粒體積分數通過下式計算得到：

（1）

其中，為顆粒在“混合物”中的體積分數，，為參與均質化的顆粒和基體體積分數。

圖1 復合材料“代表性體積元”

Fig .1 RVE of composite

圖2 多步法預測復合材料宏觀有效屬性過程

Fig.2 Progression of propertyprediction of multi-step method for composite

2均質化方法

2.1有限元法

利用有限元方法預測復合材料有效屬性時，首先在將“代表性體積單元”進行網格剖分，再施加周期性邊界條件模擬均勻介質的力學行為。周期邊界條件表示為

(2)

其中，為RVE的邊長，，為施加于邊界上的位移載荷。假定平面應變情況下，通過有限元方法計算得到的細觀應力、應變場為和，對其進行體積平均得到平均應力（有效應力）和平均應變（有效應變）

（3）

（4）

其中，，為平均應力和平均應變，，為單元平均應力和單元平均應變，為單元數，為單元體積。則二維楊式模量和泊松比計算如下

（5）

（6）

三維楊式模量和泊松比可通過上式轉化得到[12]

（7）

（8）

2.2 Mori-Tanaka方法

解析法中，由于Mori-Tanaka方法計算簡單，同時在一定程度上考慮了復合材料中夾雜之間的相互作用，成為預測復合材料有效屬性的有效工具，對于多相復合材料，其體積和剪切模量可表示為[13]

（9）

（10）

式中，，，，，,分別為體積模量和剪切模量，為體積分數，下標和0分別代表第相顆粒與基體, 為相的數目。楊式模量和泊松比為

（11）

（12）

由(9)-(10)可知，Mori-Tanaka法只考慮了顆粒體積分數，而忽視了復合材料中顆粒的形狀、大小及分布等結構特征。

3計算結果

考慮三相顆粒增強復合材料，各組分為各向同性彈性材料，具體組成及力學參數如表1所示。計算中，顆粒體積分數為40％～70％, 顆粒1與顆粒2之間的體積比為1:1.8。迭代法預測該復合材料的有效彈性模量分兩個步驟，每一步分別用有元法（FEM）或Mori-Tanaka（MT）方法計算，計算結果與全尺寸RVE的有限元和Mori-Tanaka計算結果進行對比，全尺寸模型顆粒總數為90，每個單步中顆粒數為50。畢業論文，有效屬性。四種多

步法與全尺寸有限元計算結果如圖3所示

表1 復合材料組分參數

Tab.1 Parameters of composite constituents

 

篇4

關鍵詞：復合材料，教學改革，選修課

【中圖分類號】TB33-4

復合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料，與傳統材料相比，復合材料具有許多優點，比如其成分及性能的可設計性高，由于加入了高性能的增強相，其強度和彈性模量很高，尤其是比強度遠高于傳統材料，另外還具有抗疲勞、斷裂性能好、結構功能一體化等一系列優越性能，是其他材料難以替代的功能材料和結構材料，在國防、機械、化工、醫療等各領域有廣泛的應用，是新技術革命賴以發展的重要物質基礎。目前，復合材料已成為新材料研究領域的重要方向，對于材料科學的發展意義重大。正因如此，眾多高校非常重視復合材料課程的開設，《復合材料》是材料學院材料科學與工程、金屬材料、高分子材料等非復合材料專業本科生的專業選修課之一。根據復合材料涉及的分類，這門課程主要講述復合材料增強體、復合材料的設計原理、聚合物基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料等內容。通過學習，使學生了解復合材料的基本理論知識、分類及其應用前景，掌握材料所具有的使用性能，以及常見復合材料制備方法，以提高對于復合材料的設計、制造、性能及應用能力。但本課程的特點是內容繁雜，涉及了基體、增強體、復合原理、材料設計、成型方法及工藝、生產設備等內容，涵蓋化學、物理、計算機、工程學等方面的基礎課程。因此，在教學中普遍存在學生對所涉及的概念、理論不甚理解，導致厭學、重視不足現象，同時也存在教師很難將知識點一一闡述透徹，學生難以進行深入的學習等問題。另外，該課程多為陳述性內容，在授課過程中很容易陷入乏味的陳述之中，使得學生對本門課程無法提起興趣。因此，針對以上題，本課程需要在教學過程中進行了改革，并分析復合材料學課程理論教學改革的方法和意義，以期為高等院校的相關課程和專業建設提供一定的參考。

1 授課內容改革

大學教育是創造性人才培養的搖籃，其專業選修課教學內容旨在開闊學生的視野，提高其創造創新能力，因此在教學中應該剔除陳舊的知識、固定的模式。《復合材料》這門課程的知識信息量比較大、直觀性比較強，其內容涉及聚合物基復合材料、功能復合材料、陶瓷基復合材料、無機復合材料、金屬基復合材料等諸多方面，但是在本科生培養計劃改革中，該課程由原來的32學時壓縮為16學時左右，在指定的教學時限內很難完成課程全部內容的教學。因此，需要對課程的內容進行進一步精簡、合并，盡可能在體現其完整性的同時突出發展前沿的內容，教材也必須作整合化“手術”，在個性化的教材之中養成學科的風格與特色。例如，在我校材料科學專業主要是以金屬材料為主，因此要重點學習金屬基復合材料，在充分講述了金屬基復合材料的設計、制造、界面表征及性能分析后，要著重描述金屬基復合材料的目前的研究及應用現狀、發展方向以及存在的主要問題。而陶瓷基等復合材料則在介紹其總體理論后可以針對于某些發展方向進行延伸講授，在完成大綱要求內容的同時，要突出重點和難點內容，使學生在明晰總體脈絡的情況下，能夠抓住主要方向，只有這樣才能在較短的時間內達到較好的學習效果。

2 革新教學方法

前已述及，《復合材料》這門課的知識體系非常寬廣、內容豐富、實用性較強，其內容歸納起來具有以下特點：一是課程內容包含的專業知識和門類非常多，并應用很多基礎學科的知識來分析材料中的具體問題，有的內容非常具體而復雜，如復合材料的界面結合理論，有的內容則比較抽象而難懂，如材料的晶體結構和力學性能的微觀機理等；二是同時具有很強的理論性與實踐性，一方面有很多的理論分析與公式推導，在分析和推導的過程中要建立具體的物理模型，并結合材料內部的具體結構進行相應的處理；另一方面要應用基本理論和方法來分析、解釋和處理材料方面的實際問題；三是該課程內容中包含大量抽象、復雜且不易理解的概念。如果使用傳統的黑板加粉筆的教學方式，只能是學生得到一些感知的內容，無法使其得到直接的體驗，顯得枯燥無味呆板。好在現在各學校基本上都普及了多媒體教學，為了吸引學生在課堂上的注意力，提高學生們的學習興趣，實現本課程教學的最終目標，需要在多媒體教學的基礎上對教學手段進行相應的改革。可以從以下方面入手：

（1）在教學中把多媒體、影像資料、CAI 課件等現代化教學手段應用到在教學中，在課堂上用文字、圖片、動畫和視頻以及聲音等資料來進行教學活動，可以在有限的時間內提供給學生最大的知識信息量。

（2）采用授課―交流―討論的流程，通過向學生講解與授課內容相關的學術論文，讓學生從科研的角度認識復合材料，同時了解復合材料發展的動態，并與其在各領域的應用結合起來。授課的同時積極與學生進行互動交流，共同探究論文中學術論點，必要時可以讓學生自己查閱總結科研文獻的觀點，并進行分析評閱，進而提升自身綜合實力。

（3）《復合材料》這門課程陳述性內容較多。如果采用“以教師為主體、以課堂為中心”傳統的灌輸式教育，會使課堂教學氣氛呆板，使得學生的創造性思維受到嚴重束縛，既降低了學習效果，也忽視學習能力的培養、科研能力的培養。因此在教學過程中，除了對本門課程的難點和重點知識點進行詳細講解外，其他容易理解的內容，可以讓學生先在老師的引導下自行閱讀并完成讀書報告，然后老師對其讀書報告進行講評，這種自學方式有利于培養學生的自學能力。

3 優化考核辦法

課程考核是大學教學活動的重要環節，是對教師授課及學生學習效果的檢驗，對督促學生主動學習，引導和促進學生潛能、個性和創造性等的培養具有重要作用。《復合材料》課程涉及的領域廣、范圍大、知識點多，如果單純以閉卷答題的方式進行考核，則會在一定程度上約束學生的思維，不利于考查學生的綜合運用知識分析問題和解決問題的能力，無法全面評估學生對這門課程的掌握情況，因此，如何既能充分發揮學生的創造性，又能達到考核的目的，這是亟需解決的問題。《復合材料》是一門專業選修課程，期考核方式可以相對靈活一些，能夠采用綜合考核、靈活應試的辦法，在研習傳統考試模式的前提下，提高平時考核成績的比重，在平時成績的考核中，可以采用學生在課堂上發言和討論、撰寫讀書筆記和科研報告等多種方法對學生進行綜合考核，尤其是讓學生撰寫科研報告，報告中要求學生通過閱讀相關專業書籍及國內外期刊，總結出復合材料最新研究進展、應用技術及發展趨勢等內容，以此提高學生對所學知識的掌握，并使學生在考核過程中掌握了科研論文的查閱總結能力。將這幾種考核方式相結合，可以促進學生在學習過程中積極主動地參與，避免平時不用心學習，考試時突擊學習情況的發生。

4 結語

課堂上教師的“講授”是為學生的“學習”作鋪墊和服務的，講授過程中教師應該是導演，是學生學習的引導者。因此，教師應該積極與學生互動，在此過程中，教師要大膽放手，讓學生充分發揮主觀能動性和創造性，想方設法激勵和引導學生積極主動地去探究、去思考，并樂于實踐；只有這樣，才能實現“先學”的目標，才能把課堂的主動權真正還給學生，突出學生是課堂教學的主體地位。

總之，《復合材料》作為一門專業選修課程，其教學改革是一項系統的改革，要運用各種有效的教學手段，采取科學合理的綜合考核形式，培養學生獲取知識的能力、綜合能力、創新能力、發現問題和解決問題能力以及養成良好的科學素養。

參考文獻

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[3] 趙洪凱，肖力光，劉亞冰等.《復合材料》課程建設與教學研究[J].廣州化工.2010，38（10）：229-230

篇5

關鍵詞：復合材料；機械制造；應用；行業

對于復合材料而言，它主要是由兩種或者兩種以上性質不盡相同的材料經過各種施工工藝組合而成的新型材料，復合材料的每一組成材料在性能方面都發揮了很強的協同作用。復合材料具有強度好、剛度大、質量小等優勢，能夠根據不用的使用條件進行設計和制造，以滿足各種不同的用途，從而大幅度提升工程結構材料及其功能材料的整體性能。通常情況下，復合材料擁有良好的比模量和比強度，并且化學穩定性好，耐磨、減磨、自滑性好，耐熱性好，高抗熱沖擊性和高韌度，導熱性和導電性能良好。所以，當前復合材料已經廣泛應用于航空航天、機械制造、電子、紡織、醫學、汽車工業等諸多領域當中，產業化形勢初具形成。筆者通過本文，針對復合材料在機械制造上的應用進行闡述。

1.關于復合材料的基本概述

由于復合材料各組成材料在性能方面實現了協調，能夠實現單組材料所不具有的優勢，例如，復合材料具有強度高、剛度大、質量小等優點。

可將復合材料分為功能型材料與結構型材料，前者具有良好的耐磨、耐高溫性，適用于機械零部件制造，在保證工件質量的同時，也可適當的增加其使用壽命；而后者則可以很好應用于機械設備制造中，它具有質量小、強度大等優勢，有效降低了機械設備的重量。

2.在機械制造上應用復合材料

在制造機械的過程中，應該按照零部件工作環境的不同來確定原材料的選擇、工作環境、受力分析和一些特殊的條件等等。一方面要保證零部件在工作過程中不能出現失效的情況，另一方面還要盡量的增加其實際使用壽命。下面將對部分復合材料的主要性能、特點及用途進行集中闡述。

2.1不銹鋼復合鋼板

不銹鋼板是由合金元素組成，這些元素也決定了不銹鋼板性能的差異；由于這些元素的存在，因此造就了不銹鋼板具有極佳的耐化學腐蝕和電化學腐蝕性能，是在鋼材里面是最好的。不銹鋼復合板采用先進的真空軋制工藝，可以確保讓不同材質材料之間形成原子結合，結合率可達100%。不銹鋼復合板具有良好的導熱能力，又具有防腐蝕功能，可大量用于焦化設備。如使用于蒸氨塔，可以提高蒸氨塔的使用壽命，降低運行成本；另外一方面因其防腐性能，又能應用于蒸氨設備。

2.2玻璃纖維復合材料

這種復合材料是熱固性樹脂和纖維的復合，其密度小、強度大、抗沖擊性強。收縮性小、耐腐蝕。同時。熱塑性樹脂和纖維的復合，還具有良好的注射成形和低溫韌性。

玻璃纖維復合材料通常運用到耐腐蝕、耐磨、絕緣、無磁、減磨和普通機械零部件、泵閥、管道和容器當中。

2.3碳纖維石墨纖維復合材料

這種復合材料主要是由碳-陶瓷復合、碳-樹脂復合等，它具有良好的比模量、比強度、比剛度，而且線膨脹系數小、耐摩擦、自性和耐磨損性良好。此外，它還具有很好的耐熱性和耐腐蝕性。

碳纖維石墨纖維復合材料在航空、宇航、原子能等工業中主要使用在壓氣機葉片、發動機殼體、軸瓦、齒輪、機翼上。

2.4硼纖維復合材料

這種復合材料主要是硼和環氧樹脂或者鋁復合而成，具有良好的比剛度和比強度。

硼纖維復合材料主要應用于火箭、飛機等構件當中，能夠有效降低的機械設備的質量。

2.5晶須復合材料

晶須復合材料中的晶須為單晶，沒有普通材料的空穴和錯位等毛病，而且具有很強的機械強度。

通產情況下，晶須復合材料應用于渦輪葉片當中。

2.6石棉纖維復合材料

石棉纖維復合材料主要是纖維和樹脂的復合，具有良好的絕緣性、耐磨性、耐熱性和耐酸性。

石棉纖維復合材料主要應用在絕緣材料、制動機械部件和密封件當中。

2.7金屬粒塑料復合材料

金屬粒塑料復合材料主要是將金屬摻入到塑料當中，能夠有效改善自身原本具有的導電性和導熱性，并降低線膨脹系數。

石棉纖維復合材料主要應用于鉛粉加入氟塑料所做的軸承材料當中。

2.8陶瓷粒金屬復合材料

陶瓷粒金屬復合材料能夠有效提升機械設備的高溫耐磨性、抗腐蝕性以及等性能。

陶瓷粒金屬復合材料中氧化物金屬陶瓷主要用于高速切削材料和高溫材料當中；而碳化鉻則主要應用于耐磨噴、耐腐蝕、高溫無、重載軸承的零部件當中。

2.9彌散強化復合材料

彌散強化復合材料主要是將尺寸比較小的硬質粒子均勻的分布于金屬基體當中，從而極大地提升了機械設備的耐熱性和強度值。

彌散強化復合材料一般應用于比強度較高、耐熱性良好的工件當中。

2.10多層復合材料

多層復合材料主要是指鋼-多孔性青銅-塑料三層的復合，具有良好的耐磨性和抗沖擊性。

多層復合材料通常應用于熱片、軸承以及球頭座等耐磨件當中。

2.11多孔浸漬復合材料

多孔浸漬復合材料主要是指多孔材料浸漬到低摩擦系數的油脂或者氟塑料當中，能夠有效降低摩擦力。

多孔浸漬復合材料一般應用于軸承、油枕當中，而浸樹脂石墨則往往用于抗磨材料當中。

3.在沖壓模具的制造上應用復合材料

因為各種各樣的沖壓模具所處的工作環境有所差異，因而，針對模具材料的要求也不盡相同。我們可以將這些模具材料大體上劃分成三種：首先是沖裁模材料的要求；其次是拉伸模材料的要求；第三是冷擠壓模材料的要求。對于這些模具制造來說，它們要求原材料能夠承受振動、沖擊、拉伸、高壓、摩擦、扭曲等負荷，甚至還要在超高溫條件下完成工作。從當前形勢來看，制造沖壓模具的材料大部分是以鋼材為主，由于碳素工具鋼在價格方面相對便宜，并且容易加工塑性，因而它被廣泛應用于模具制造當中，然而其紅硬性和淬透性較差，在進行熱處理時將會發生較大的形變，并且承載能力低，不適用于塑性低、硬度大的零部件制造。例如，硬質合金鋼的抗彎強度、韌性差，對于一些需要較強硬度和韌性的機械設備制造就無法滿足要求，而復合材料在性能方面則具有較強的比強度和比模量，它能夠有效抵抗刃口在工作過程中所受到的各種強烈沖擊和摩擦。

4.結語

總而言之，復合材料科學是一種包含了諸多行業、領域的新興學科，由于其具有質量小、強度大、加工便捷、彈性良好、抗化學腐蝕、耐候性好等優勢，現已經廣泛應用于航空航天、電子、汽車、醫學、化工等諸多領域當中。近年來，針對新型復合材料的設計及其性能的研究與評價獲得巨大進步，復合材料在材料工業當中所占比例也逐漸增加，因而產業化趨勢得到顯著加強。伴隨科學技術的深入發展，復合材料也勢必會在更多的領域和行業中發揮越來越大的作用。

參考文獻：

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[2]王正中，蔣玉濱，孫小偉.東風微型轎車復合材料車身的開發與應用[J].玻璃鋼學會第十五屆全國玻璃鋼/復合材料學術年會論文集，2008（22）：275一278.

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[4]王宏雁，陳君毅.汽車車身輕量化結構與輕質材料[M].北京：北京大學出版社，2009：50-153.

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關鍵詞：復合材料箱梁；連續梁；剪力滯效應；撓度；ANSYS

中圖分類號： TB332文獻標識碼： A

Deflection analysis of composite thin-walled box continuous beam considering vertical shear deformation and shear lag effect

Han Bo Qi Tie

（China Railway Engineering Consultants Group. Taiyuan Branch, TaiYuan 030000,China）

Abstract: In this paper, considering vertical shear deformation and shear lag effect, differential equations of composite symmetrically laminated box beam under symmetrical bending are described firstly, and deflection functions in two-equal-span continuous beam under concentrated load P applied at mid-span respectively have been deduced. Finally, connecting with the concrete example of box beam, careful finite element analysis by using finite element software ANSYS is done for it, and comparing the result of the ANSYS finite element simulation with the theoretical results of this paper, the result demonstrates clearly that this method agrees well with the ANSYS finite element method, so the results are coordinate and accurate.

Key words：composite box; continuous beam; shear lag effect ; deflection; ANSYS

引言

復合材料層合薄壁連續箱梁具有優越的力學性能、良好的空間整體受力性能，節省材料等優點，在土木工程、航空航天工程等結構方面有非常好的應用前景[1]。在目前的復合材料層合薄壁箱梁研究中，研究多見于對簡支梁的撓度函數和有限元的分析[2]，而對復合材料層合薄壁連續箱梁的研究卻比較少，因此，復合材料層合薄壁連續箱梁的理論研究具有非常重要的意義。

基本假定及其控制方程

對于如圖1所示的雙軸對稱鋪設[3]，薄壁箱梁的翼板比較薄，于是豎向剪力Q由于主要由腹板承擔，滿足，以及，這樣一來翼板處于一種平面應力狀態，在對稱彎曲條件下設其中面（y軸）的軸向位移，豎向位移，轉角分別為，，，翼板上由剪力滯后效應所引起的縱向位移差函數為：。本文假設截面上任一點的軸向位移為：

（1）

對于圖(1)所示的雙軸對稱鋪設的復合材料層合薄壁箱梁的控制方程如下[4]：

（2）

圖1層合箱梁示意圖

上式中；分別為全截面的彎曲剛度及拉壓剛度；均為上下翼板的彎曲剛度；均為左右腹板的面內剪切剛度，其中：、、為復合材料層合板的偏軸剛度；，，及，，分別為翼板第鋪層及腹板第鋪層的對軸慣性矩，截面面積，鋪層厚度；，分別為彎矩和剪力，，，分別為考慮剪滯效應對總撓度的貢獻、考慮剪切變形對總撓度的貢獻和總撓度，其中，由的邊界條件定出；m，n分別為翼板和腹板的鋪層層數，為左右腹板的豎向剪切系數，考慮到剪應變在腹板上近似均勻分布，一般可近似取，也可采取[4]：

（3）

于是由上式構成了的定解問題，上述微分方程解的一般形式可寫為：

（4）

式中為及有關的特解，積分常數，由邊界條件定出。

兩等跨連續梁分別在跨中受一集中力作用下的撓度函數推導

圖2等跨連續梁示意圖

由于對稱布置，故只選擇A-B段分析：

由結構力學解圖2的超靜定問題可得其的彎矩與剪力方程為分段函數：

（5）

（6）

剪力滯差值函數為[5]：

（7）

（8）

其中： ， ，

，

由式（2）可得：

將式（5）和（7）代入上式兩次積分可得：

（9）

其中：， ，

將式（9）代入邊界條件可得：

（10）

由式（2）可得：

將式（6）和（8）代入上式兩次積分可得：

（11）

將式（11）代入邊界條件可得：

（12）

將式（9）、（11）代入連續性邊界條件:；可得：

（13）

（14）

由四個邊界條件：（10）、（12）、（13）、（14）聯立可解得：

（15）

（16）

（17）

（18）

其中： ， ， ，

,

當時，根據式（2）、（5）、（9）可得：

（19）

當時，根據式（2）、（6）、（11）可得：

（20）

于是，由式（15）~（20）構成了兩等跨復合材料薄壁箱型連續梁分別在跨中受一集中力P作用下撓度函數的解。對于均勻材料梁有，，，（，分別為全截面及上下翼板對y軸的慣性矩，故可知對于均勻材料梁，，，，上述公式可直接退化成均勻材料連續梁的相應結果。

算例分析

已知長為的碳纖維兩等跨箱型連續梁分別在跨中作用力P，其截面幾何尺寸如圖（1）所示，其中，，，。雙軸對稱鋪設，各壁板均鋪設六層，其結構為，單向碳纖維復合材料的偏軸剛度為[6]：

：；；

：；；

對于此例顯然有，表1給出了其截面參數[7]。

表1截面參數

參數

302.0427 264.1728 88.5757 2.0760 0.6853 1.063

選擇shell99單元，建立碳纖維層合箱梁模型，選擇solid45單元來模擬鋼墊塊，其有限元模型如圖3所示：

圖 3 有限元模型

6.1.2計算結果及結束語

ANSYS的計算結果和本文理論計算結果如下：

圖4跨中撓度的數值結果比較

圖5跨中作用力P=196N的沿梁長方向撓度

結束語

從上述的理論分析結果分析可知由剪力滯產生的附加撓度占總撓度的26.92%，由剪切變形產生的附加撓度占總撓度的11.25%。從圖4和圖5可以看出，本文理論分析結果與利用ANSYS有限元分析軟件計算所得的結果吻合較好，可見本文理論是正確可靠的。

綜上所述，本文所得到的復合材料薄壁箱型連續梁撓度分布規律是正確可靠的，且當材料為勻質材料時均能退化為各向同性材料連續梁的計算公式，能夠為實際工程設計提供理論參考，為進一步促進復合材料在土木工程領域的運用提供了理論依據。

[參考文獻] (References)

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[7] 楊乃賓．復合材料飛機結構設計[M]．北京：航空工業出版社，2002

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本書內容包含如下章節：1.簡介；2.離子聚合物-金屬復合材料的物理原理；3.新型離子聚合物―金屬復合材料和機制；4.離子聚合物-金屬復合材料建模的系統觀點；5.共軛聚合物制動器：建模與控制；6.合成介電彈性體材料；7.介電彈性體制動器；8.電活性聚合物制動器的集成傳感反饋；9.電活性聚合物設備和機器人的應用。本書從系統的角度向讀者介紹了最新的發展，包含材料處理，傳動裝置設計，控制建模，以及設備和機器人應用，重點介紹這些方向的新發展，致力于為讀者提供通用的、基本的基于仿生機器人人工肌肉的材料相關知識，為下一階段更深入的了解做準備。

本書作者Kwang Jin Kim是位于拉斯維加斯的內華達大學的機械工程系教授，系主任（2007-2012）。他于1987年畢業于韓國延世大學，1989年和1992年在亞利桑那州立大學分別獲得碩士和博士學位（ASU），并在馬里蘭大學完成了博士后研究。他具有豐富的行業經驗，是熱電氣設備公司的高級研究工程師（1995-1997）和環境機器人公司的首席科學家（1997-2001）。他的研究方向是能源系統和活性材料/傳感器。他撰寫了超過320篇的技術出版物，包括143篇期刊論文和3部著作，并榮獲2項美國專利。他目前是智能材料與結構雜志（SMS，Smart Materials and Structurd）、智能納米材料國際期刊（TSNM，Smart Nano Material）、先進的機器人系統國際期刊（ARS，Advanced Robotic System）和制動器（Brake）雜志的編委。

本書適合于研究生，學者和材料工程和機器人學領域的專業人士閱讀，也適合于沒有電活性聚合物相關知識背景的讀者進行入門閱讀。

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論文關鍵詞：野戰工事；符合材料 

野戰工事是戰役、戰斗的準備和實施過程中，利用、改造地形，使用就便器材或預制構件，快速構筑的臨時工事。對常規武器和核武器、生物武器和化學武器的殺傷破壞作用具有較高的抵抗能力和較好的防護效果。50年代以前，我軍的野戰工事主要是以木材、鋼材和鋼筋混凝土就便材料工事，作戰時臨時構筑。60年代以后，先后研制了裝配式混凝土預制構件工事、型鋼工事、波紋鋼工事、鋼絲網水泥工事、骨架柔性被覆工事等制式器材。這一時期的工事，重量大、構件體積大、構筑速度慢、土建作業量大、撤收難，陣地轉移慢，機動性能不高，難以適應機動作戰的需要。從80年代開始，隨著復合材料的發展，制作野戰工事的材料由傳統的鋼材、木材和鋼筋混凝土材料轉向新型復合材料，我軍先后研制了玻璃鋼工事、玻璃纖維增強水泥工事、玻璃鋼或鋁合金作面板和泡沫作芯材的復合材料工事。這一時期的工事，雖然重量較輕，構件體積較小，但是工事的跨度較小、抗力低，難以滿足部隊平戰結合的需要。直到90年代,采用“新材料、新工藝、新思想”設計的玻璃鋼夾層野戰工事系列，才第一次使野戰工事輕型化、機動化、標準化,形成單一材料、多種結構型式、多種抗力和多種使用性能的系列化。 

國外是從60年代初期開始使用復合材料野戰工事的。美國、法國、意大利、日本、德國、瑞典等國都有用玻璃鋼制成的掩蔽部、防彈板、彈藥庫等,對于玻璃鋼工事的試驗研究,外軍早在二次世界大戰時就開始了相關研究,并已有各種玻璃鋼工事裝備部隊,如美軍的輕型玻璃鋼裝配式掩蓋工事(長6-18米,寬3米,高約3米);英國研制的玻璃鋼掩蔽部可容納6人,復土±115米,抗沖擊波超壓0186kg/cm2。此外還有日本研制的薄殼形玻璃鋼工事頂蓋、瑞典的玻璃鋼夾層球形掩蔽部等等,均起到了較好的防護效果。 

一、玻璃鋼復合材料用于野戰工事的優點 

玻璃鋼（frp）亦稱作grp，即纖維強化塑料，是一種樹脂基復合材料。一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環氧樹脂與酚醛樹脂基體。 

玻璃鋼是目前世界上產量最大、用途最廣的復合材料，玻璃鋼工業是如今最熱門的工業之一，它以其優良的性能在各個領域得到廣泛的應用，如:儲罐、管道、建筑、交通運輸、運動與游樂器材、船艇等方面都得到廣泛應用。在野戰筑城中，用玻璃鋼做的各種工事在戰爭中起到了重要作用，在未來高技術戰爭中將發揮越來越大的作用。 

frp(玻璃纖維增強塑料,簡稱玻璃鋼)是以合成樹脂為基體、玻璃纖維(織物)為增強材料的復合材料。具有許多優良的特性: 

（一）輕質高強，比重114-2.0,約為鋼的1/5,鋁的1/2,其比強度和比模量超過鋼和鋁合金；（二）沖擊韌性好，適宜于承受動荷載及爆炸沖擊荷載；（三）抗老化及阻燃性好(玻璃鋼中加入阻燃劑或采用阻燃樹脂再加入阻燃劑，可滿足防火要求)；（四）其夾層結構隔熱保溫性能好，導熱系數和熱應力小(分別為鋼管的0.14%和1/11)；（五）電絕緣性能好，可安全地應用于輸電、電信密集區；（六）設計和可施工性好，安裝快捷方便、安全，幾乎不動火。 

因此，frp極適宜于制作野戰工程中的快速裝配式預制構件，在防護工程野戰工事的應用上越來越受到重視。 

目前所用的玻璃纖維，其應力應變曲線如圖所示，從圖中可以看出，單纖維受力不一致，股紗破壞呈現一個逐步斷裂的過程。最常用的玻璃纖維布有平紋、斜紋和緞紋等，其中斜紋中的2/2斜紋布鋪覆性較好，較適用于制作玻璃鋼工事構件。合成樹脂在玻璃鋼中的作用，是將分散的玻璃纖維或其織物粘結成一個整體，同時已固化的樹脂又是玻璃鋼的一組分，其性能將直接影響玻璃鋼的力學、耐溫、耐腐蝕和介電等性能，此樹脂的選擇也非常重要。用于玻璃鋼的常用樹脂大部分為熱固性樹脂，主要有不飽和聚酯、環氧、酚醛以及改性的聚酯和環氧。玻璃鋼工事結構設計時，既要滿足構件標準化的要求，又要滿足荷載要求，同時盡量使生存空間有舒適感。其結構形式基本上有兩類：筒殼和球殼。對于單一玻璃鋼材料，壁厚度通常取6-10mm，對于夾層材料，一般取蒙皮厚2-4mm，夾芯厚40-60mm。 

二、樹脂基復合材料成型方法 

（一）手糊成型技術 

手糊成型又稱手工裱糊成型或接觸成型，是熱固性樹脂基復合材料制品成型較早的方法之一。所謂手糊工藝，是指用樹脂將增強材料粘結在一起的一種成型方法，約有50％的玻璃鋼復合材料制品是用這種方法成型的，特別是對于用量少、品種多及大型制品，更宜采用此法。但這種方法操作人員多，操作者的技術水平對制品的質量影響大，雖有“一見就會”的說法，但要制得優良得制品也是相當困難得。手糊成型工藝制造制品一般需要經過如下工序：手糊成型工藝可分為接觸成型和低壓成型兩大類：屬于前者得有簡單手糊法及噴射成型法；屬于后者的有壓力袋法、真空袋法等。手糊復合材料制品的厚度一般在2-10mm，但對于有些制品，其厚度可以大于10mm，也可小于2mm。典型的手糊制品結構如圖。 

1、面層；2、短切氈；3、短切氈或粗紗布；4、短切氈；5、表面氈；6、膠衣層；7、脫模劑；8、模具。 

因其很少受到制品形狀及大小的制約，模具費用較低。因此對于品種多、生產量小的大型制品，手糊成型技術是最合適的。用手糊成型可生產波形瓦、活動房、浴盆、冷卻塔、衛生間、貯槽、貯罐、風機葉片、各類漁船和游艇、微型汽車和客車殼體、大型雷達天線罩及天文臺屋頂罩、設備防護罩、雕像、舞臺道具和飛機蒙布、機翼、火箭外殼、防熱底板等大中型零件。總之，由于手糊工藝設計自由，可根據產品的技術要求設計出理想的外觀、造型及多種多樣、品種繁多的frp制品。目前，產品達上萬種，被廣泛應用到各個領域，前景看好。 

（二）模壓成型技術 

適合于生產量大，尺寸要求精確的制品。模壓成型的模具由陰、陽兩部分組成。增強材料一般為短切纖維氈、連續纖維氈和織物。 

（三）rtm成型技術 

rtm（樹脂傳遞模塑）成型技術是一種適宜多品種、中批量、高質量復合材料制品生產的成型技術，rtm成型技術有許多優點：能夠制造高質量、高精度、低孔隙率高纖維含量的復雜復合材料構件，無須膠衣樹脂也可獲得光滑的雙表面，產品從設計到投產時間短，生產效率高；rtm模具和產品設計可采用cad進行設計，模具制造容易，材料選擇面廣；rtm成型的構件與管件易于實現局部增強以及制造局部加厚的構件，帶芯材的復合材料能一次成型；rtm成型過程中揮發水分少，有利于勞動保護和環境保護。 

（四）纖維纏繞成型技術 

纖維纏繞成型是在專門的纏繞機上，將浸潤樹脂的纖維均勻地、有規律地纏繞在一個轉動的芯模上，最后固化、除去芯模獲得制品。纖維纏繞成型方法既用于制造簡單曲旋轉體：如筒、罐、管、球、錐等。也可以用來制備飛機機身、機翼及汽車車身等非旋轉體部件：在纖維纏繞成型中常使用的增強材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維；纏繞用樹脂基體有聚酯、乙烯基、環氧和bmi樹脂等。纖維纏繞的主要優點是節省原材料、低的制造成本以及制件的高度重復性，最大的缺點是制件固化后需除芯模以及不適宜于帶凹曲表面制件的制造。 

（五）拉擠成型技術 

用于連續生產纖維復合材料型材。主要過程是依靠牽引將原材料通過一定型面的加熱模，完成復合、成型和固化。拉擠成型工藝筒單；效率高；拉擠法制備制件時，增強纖維沿軸向平行排列，能有效地利用其強度。采用纖維氈增強材料可制備各向同性制件，采用編織帶可提高制件的橫向強度。拉擠成型的關鍵是固化的控制。固化反應放熱峰出現太早制件易開裂、翹曲；出現太遲；制件固化不完全，易分層。取決于型材形狀和加熱方式，拉擠速度在1.5-60m／h之間。 

（六）熱壓罐成型技術 

熱壓罐成型技術是生產高質量復合材料制件的主要方法。其基本過程是先將預浸料按尺寸裁剪、鋪貼，然后將預浸料量疊層和其他工藝輔助材料組合在一起；置于熱壓罐中在一定壓力和溫度下固化形成制件。熱壓罐成型技術的最大優點是僅用一個模具就得到形狀復雜、尺寸較大、質量較好的制件。 

三、手糊成型工藝在野戰工事中的應用 

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關鍵詞：碳纖維；復合材料；力學性能

本文以碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料為研究對象，對相關的概念和內容進行了梳理和總結。其中概括了碳纖維的性質性能，對復合材料的概念進行了闡述，最后對碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的力學性能作了詳盡的分析說明。

1.關于碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的概述

⑴復合材料的概念：面對傳統、單一組分的材料已經難以滿足現在應用需要的現實狀況，開發研制新材料，是解決這個問題的根本途徑。運用對材料改性的方法，來改善材料的性能是可取的。而材料改性的方法中，復合是最為常見的一種。國際標準化組織對于復合材料的概念有明確的界定：復合材料是指由兩種或兩種以上不同化學性質和物理性質的物質組成的混合固體材料。它的突出之處在于此復合材料的特定性能優于任一單獨組分的性能。⑵復合材料的分類簡介：復合材料的有幾種分類，這里不作一一介紹。只介紹兩種與本論文相關的類別劃分。如果以基體材料分類，復合材料有金屬基復合材料；陶瓷基復合材料；碳基復合材料；高分子基復合材料。本文討論的是最后一種高分子基復合材料，它是以有機化合物包括熱塑性樹脂、熱固性樹脂、橡膠為基體制備的復合材料。第二，如果按增強纖維的類別劃分，就存在有機纖維復合材料、無機纖維復合材料、其他纖維復合材料。其中本文討論的對象屬于無機纖維復合材料這一類別，因為碳纖維就是無機纖維復合材料的其中一種。特別值得注意的是，當兩種或兩種以上的纖維同時增強一個基體，制備成的復合材料叫做混雜纖維復合材料。實質上是兩種或兩種以上的單一纖維材料的互相復合，就成了復合材料的“復合材料”。

2.纖維增強樹脂基復合材料的性能特點

纖維增強樹脂基復合材料是指以高分子聚合物為基體材料，用纖維作增強材料復合制備而成的。基體材料和增強材料必然各自發揮自己的優勢作用。之所以用纖維作增強材料是因為纖維具有高強度和高模量的優點，所以是承載體的“不二人選”。而采用高分子聚合物作基體材料，是考慮其良好的粘接性能，可以將纖維和基體牢固的粘連起來。不僅僅如此，基體還需發揮均勻分散載荷的作用，通過界面層，將載荷傳遞到纖維，從而使纖維承受剪切和壓縮的載荷。當兩者存在良好的復合狀態，并且使結構設計趨于最佳化，就能最大程度上發揮復合材料的綜合性能。⑴抗疲勞性能好：所謂疲勞破壞指的是材料在承受交變負荷時，形成裂縫繼續擴大而引起的低應力破壞。纖維增強樹脂基復合材料的疲勞破壞的發生過程是，首先出現裂縫，繼而裂紋向進一步擴大的趨勢發展，直到被基體和纖維的界面攔阻。在此過程中，纖維的薄弱部位最先被破壞，隨之逐漸擴延到結合面。因此，纖維增強樹脂基復合材料在疲勞破壞前存在明顯的征兆，這與金屬材料的疲勞發生截然不同。這也是它的抗疲勞性能好的具體表現。⑵高溫性能好：纖維增強樹脂基復合材料具有很好的耐熱性能。將材料置于高溫中，表面分解、氣化，在吸熱的同時又冷卻下來。材料在高溫下逐漸消失的同時，表面又有很高的吸熱效率。這些都是材料高溫性能卓越的物理特征。⑶高比強度和比模量：纖維增強樹脂基復合材料具有高比強度和高比模量的特征。甚至在和鋼、鋁、鈦等金屬材料相比，它的力學性能也十分出色。這種材料在宇航工業中，受到極大的應用。⑷安全性能好：纖維增強樹脂基復合材料中分布的纖維數量巨大，并且密度強，用數據來說明的話，每平方厘米的復合材料上的纖維數量少則幾千根，多則達到上萬根。即便材料超負荷，發生少量纖維的斷裂情況，載荷也會進行重新分配，著力在尚未斷裂的纖維部分。因此，短時間內，不會影響到整個構件的承載能力。⑸設計的可操作性強：當復合材料需要符合性能和結構的設計需求時，可以通過很多方法來實現。包括改變基體和纖維的品種，調整它們的含量比例，也可以通過調整纖維的層鋪結構和排列方式來實現。因此，可以說，纖維增強樹脂基復合材料有很強的設計可操作性。⑹成型工藝簡單易成：成型工藝過程十分簡單易成，因其制品大多都是整體成型，無需使用到焊接、切割等二次加工，工藝流程簡單好操作。一次性成型不僅可以減少加工的時間，同時減少了零部件、緊固件、接頭的損耗，使結構更趨于輕量化。⑺減震性能好：高的自振頻率可以對工作狀態下的早期破壞起到規避和防范的作用。自振頻率和材料比模量的平方根成正比，和材料結構也息息相關。纖維增強樹脂基復合材料的基體界面和纖維因為具有吸振能力，所以能夠起到很好的減震效果。

3.碳纖維增強熱塑料樹脂基復合材料中碳纖維的性質

⑴對纖維的分類：纖維存在有機纖維和無機纖維之分。增強纖維共有五大類別，分別是：硼纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維以及芳綸纖維。除最后一種芳綸纖維以外，其他四種都屬于無機纖維。碳纖維是五大纖維之冠，是增強纖維中最有活力的一種。碳纖維復合材料種類很多，但是應用最廣泛的還要屬碳纖維增強樹脂基復合材料。⑵碳纖維的性質和性能：碳纖維是纖維狀的碳素材料，它的性質包括導熱、導電、耐溫、耐磨、比重小且耐腐蝕性等。除此之外，它的性能也相當突出，具有熱膨脹系數小、抗震動衰減、自性以及防原子輻射等。因為碳纖維的纖維屬性，因此可以對其編制加工，纏繞成型。利用纖維狀直徑細的特點，是制成復合材料雜曲面構件部件的絕佳材料。碳纖維能夠成為最有活力的增強纖維，它密度低，抗拉伸強度可以和玻璃纖維比肩，而碳纖維的彈性模量卻是后者的4到5倍。在惰性氣氛中，碳纖維的抗拉強度隨溫度的升高而攀升，表現出極佳的性能。因此，不得不說碳纖維是復合材料增強纖維的首選。⑶碳纖維的力學性質：碳纖維的力學性質主要通過軸向抗拉模量來體現。當熱處理溫度上升，碳纖維的模量隨之攀升。細直徑纖維在預氧化過程中，發生碳化，產生很多排列整齊的餓表皮結構。這些結構對碳纖維模量的增加又起到推波助瀾的作用，促使它的模量進一步提高。碳纖維模量的變化趨勢以施加負荷的方式作為判別標準，不是隨應變的增加而增加，就是隨應變的增加而下降，無非是這兩種情況。

4.纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的力學性能研究

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【關鍵詞】不銹鋼/碳鋼復合板；爆炸復合；熱軋復合；冷軋復合；粘接復合；擴散退火

MANUFACTURING TECHNIQUE OF STAINLESS

STEEL/CARBON STEEL LAMINATED COMPOSITE PLATES

HUANG WEI

（Beijing Metallurgical Equipment Research & Design Institute Beijing 100711）

ABSTRACT： The four main types manufacturing technique are Introduced of stainlesssteel/carbon steel laminated composite plates： explosive composite， compound hot rolling， cold rolling composite， adhesive composite. Their respective characteristics are analysed， as well as their market adaptability. Which is helpful for engineering and technical personnel to choose different kinds of stainless steel /carbon steel composite material to achieve project aims.

1、基本概念

復合材料是一個極其龐大的產品“家族”體系，本文討論的僅為其中一個小小的分支。為了便于理解，將本分支有關的“家譜”作一簡單介紹。

1.1復合材料[1]

復合材料（Composite materials），是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為：（1）纖維增強復合材料。將各種纖維增強體置于基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。（2）夾層復合材料。由性質不同的表面材料和芯材（基材）組合而成。通常面材強度高、薄，且價格高；芯材質輕、強度低，但具有一定剛度和厚度，成本相對低。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。（3）細粒復合材料。將硬質細粒均勻分布于基體中，如彌散強化合金、金屬陶瓷等。（4）混雜復合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜于一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比，其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高，并具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。

1.2復合板

復合板是夾層復合材料的俗稱。除了上面講到的分為實心夾層和蜂窩夾層兩種以外，按復合面的形狀，還可以分為層狀結構復合板和鑲嵌結構復合板。前者，兩種材料的結合面呈平面狀態，后者兩種材料的結合面從橫斷面看呈各種折線形狀（參見圖1，圖2，圖3）。

復合板一般分為金屬復合板，金屬與非金屬復合板，非金屬復合板。

1.3金屬層狀結構復合板

金屬層狀結構復合板是指在一層金屬板上覆以另外一種金屬板，以達到在不降低使用效果（防腐性能、機械強度等）的前提下節約資源、降低成本的效果。

根據基材和面材的品種不同，常見的金屬層狀結構復合板有銅/鋼復合，鋁/鋼復合，鋼/鋼復合（不同材質的鋼材），銅/鋁復合等。還有鉬/鈦、純銀/銀合金等貴金屬復合板。

1.4不銹鋼/碳鋼層狀結構復合板

不銹鋼/碳鋼層狀結構復合板（以下簡稱“不銹鋼復合板”）是一種以碳鋼為基材，不銹鋼為敷面的復合板材。常用的基材有08AL，Q315，Q345，45#，鍋爐板等，面板有SS304，SS316，00Cr22Ni5Mo3N，1Cr13等。面板厚度占總厚度的比例為10～30%。

不銹鋼復合板工業化生產工藝有4種：（1）爆炸復合，（2）熱軋復合，（3）冷軋復合，（4）粘接復合。

2、爆炸復合

爆炸復合是爆炸焊接技術在復合板生產中的應用。爆炸焊接是指利用炸藥爆炸的能量驅動，把不同金屬部件焊接起來的技術。

爆炸復合的基本原理，是利用炸藥爆炸產生的超強瞬時力使金屬之間發生傾斜碰撞，在碰撞面附近形成幾十萬個大氣壓和有效用的熱效應，接觸面被產生的射流自動清洗的同時，表面質點間有效作用，接觸面的溫升不超過熔點，形成以波狀界面為特征的冶金結合。而且，復合后的板材其各層的化學成分、力學性能、防腐耐蝕性、可焊性能和可加工性能均未改變。

爆炸復合的主要工藝過程：

（1）材料準備。基材需要打磨表面，除去氧化皮和污垢；面板需要矯平和清潔表面。

（2）爆炸作業。分為3個主要步驟：鋪板、布炸藥、引爆。鋪板根據面積大小，可以直接疊放或兩板內表面呈一夾角放置。

（3）復合后整理。復合后首先退火，然后對復合板進行矯平，最后超聲波檢測結合層質量，對產品定級。

圖4給出了爆炸復合的工藝流程框圖

爆炸復合的特點：爆炸所產生的高溫，使接觸表面的金屬融化，并互相擴散使難復合金屬能夠結合到一起；易于實現多層復合，復合界面呈波紋狀，結合強度高；適合于小批量多品種生產，不適于大批量生產。不銹鋼復合層厚度不均，產品精度差；受組配設備和加工設備的限制，其產品尺寸范圍小；爆炸煙塵和響聲使周圍環境惡化。

3、熱軋復合

熱軋復合是將基材與面材疊在一起，經高溫高壓軋制，實現兩種材料接觸面的冶金結合。

熱軋復合的基本原理：金屬塑性成形時在變形性質上十分類似于粘滯流體，兩種金屬間接觸表面在剪切變形力的作用下趨向于流體特性。一旦有新生金屬表面出現，它們便產生粘著摩擦行為，利用接觸表面間金屬的固著，以固著點為基礎（或核心），在高溫激活條件下形成較為穩定的熱擴散，從而形成良好的復合[2]。

熱軋復合的典型工藝過程：

（1）組坯。將表面潔凈的兩塊不銹鋼板（面材）疊放在表面經打磨的兩塊碳鋼鋼坯中間，兩塊不銹鋼板之間涂有防粘結的材料（隔離劑）。將鋼坯四周用鋼帶密封焊接，抽真空，形成兩組復合板坯（參見圖5）

（2）復合軋制。按碳鋼熱軋工藝對復合板組坯進行軋制，達到所需厚度。

（3）分卷（或分板）。將兩組復合板分離。

（4）精整。經過退火、矯直、切邊等精整工序，使復合板滿貨條件。

圖6給出了熱軋復合的工藝流程框圖

熱軋復合的特點：利用現有熱軋設備，實現大規模工業化生產；相比冷軋復合，結合強度高；相比爆炸復合，產品尺寸精度高。組坯時實現表面潔凈度要求難度大，真空度要求高，有可能出現單個不結合區超標的現象。

4、冷軋復合

冷軋復合又稱為固相復合（Solid Phase Bonding），俗稱“冷焊”，是利用較大的軋制壓力。使兩種以上的不同成分的材料的結合面接近到原子間的距離，形成大量的結合點，經擴散熱處理（燒結）形成整個接觸面的金屬鍵結合。這是一種在結合面上下不出現液相的結合方法。

冷軋復合工藝過程：

（1）材料準備。不銹鋼冷軋復合的材料一般是成卷狀態的基板和面板。材料準備分為開卷、表面清潔、合帶3個連貫的步驟。

（2）復合軋制。采用一次性60%以上的壓下量對合帶進行超強度、大壓下量軋制。

（3）擴散退火。對復合板進行連續退火。

（4）精整。通過平整或拉矯改善板形、通過裁剪滿足供貨需要。

圖7給出了冷軋復合的工藝流程框圖

冷軋復合的主要優點是：在結合面上幾乎沒有中間合金化層；總厚度和厚度比均勻，尺寸精度高，性能穩定；對熔點或屈服極限相差很大的不同材料也可以實現固相結合；結合可以連續進行，大大地提高生產效率，降低成本。

5、粘接復合和其他復合工藝

粘接復合是將基板和面板用粘接劑結合起來。其工藝過程是：（1）板面清潔，（2）結合面刷涂粘結劑，（3）加溫壓實。

粘接復合的特點是：工藝簡單，材料表面保持原有光亮度，產品平整度好。但不能實施大角度折彎、不能焊接；不能用于高溫或溫差大的場合。

其他不銹鋼/碳鋼復合工藝還有鑄造軋制法[3]，逆向凝固法[4～7]等。目前尚在實驗室研究階段，無工業化生產產品上市。

6、不同工藝過程形成的不銹鋼/碳鋼復合板的工程應用

粘接復合板只能用于室內裝飾。

爆炸、熱軋、冷軋三種復合板具有良好的折彎、焊接性能，可以運用于絕大多數純不銹鋼板工程運用的場合。由于三種工藝復合的機理有差異，一般而言，爆炸復合適合于生產厚板，產品用于高壓高溫容器，如核反應堆的殼體、化工行業的反應釜等。熱軋復合適合于生產中板，產品適應中低壓容器和壁厚較大的常壓設備，如煙氣脫硫裝置、中低壓反應釜、工業罐槽等；冷軋復合板適合于生產高精度的薄板，用于常壓容器和裝飾面板，如電梯轎廂、機場行李輸送帶、食品機械、醫藥機械、日用櫥柜等。冷軋復合板還具有良好的深沖性能，可以用來生產日用器皿，如水壺、炒鍋等。這類器皿可以在電磁爐上使用（純不銹鋼制品沒有這個功能）。

不銹鋼/碳鋼復合板目前在建筑領域的應用主要是門窗。隨著不銹鋼/碳鋼復合板的生產能力的提高，成本會進一步下降，其在建筑主結構用鋼上的應用也是指日可待。

參考文獻

[1]依據百度百科《復合材料》詞條摘編.

[2]吳成.《Q235/304不銹鋼復合熱軋板有限元模擬研究》

[3]劉耀輝，劉海峰，于思榮.液固結合雙金屬復合材料界面研究[J].機械工程學報 2000（7）

[4]張健，張立君，王萬君.反向凝固鋼法生產復合奧氏體不銹鋼薄帶的研究，2000（05）

[5]趙紅亮，齊克敏，高德福，溫景林，張健，許中波，王新華.反向凝固復合不銹鋼帶的軋制工藝及界面結合[期刊論文]-鋼鐵研究學報 2000（1）