纺织复合材料的应用和发展

      纺织复合材料不仅具有比强度高、比刚度大和重量轻等独特优点，而且还具有能和机械、电子等学科进行交叉，开发出可设计性材料结构的潜力，其应用领域不断扩大，已由早期单一的军事领域拓展到民用、交通、工业装置、航空航天、体育、娱乐等领域。在纤维材料，基体材料，预制件生产技术，表面处理技术等方面发展很快。但复合材料构件的成本远高于铝合金构件，高成本已经成为其更广泛应用的障碍。纺织复合材料低成本制造技术显得越来越重要。可以预见，不久的将来复合材料研究生产工作将以降低制造成本为核心展开。本文综合这几个主要方面较全面地阐述了纺织复合材料的应用和发展前景。

       纺织复合材料是指用纺织品作为增强的材料。用于复合材料增强体的织物一般是连续纤维织造而成的比较厚的织物。
 

       二维复合层合板的应用，在船舶上超过50年，在航空业约有30年，最近20年广泛用于汽车和建筑物、桥梁等基础结构。尽管二维层合板已长期使用，但由于制造问题和某些力学性能差，其应用在许多方面仍受到限制。二维层合板由人工铺叠，劳动强度大，费用高，生产周期长。对于复杂几何形状构件，要加工成零件，需通过胶结或机械连接而成。这一系列制造问题，妨碍了它在航空工业上的广泛使用。二维层合结构，也使其在厚度方向的刚度、强度和疲劳破坏抗力较低，不宜用作承受横向和层间剪切的结构件。层间断裂韧性低，在冲击载荷作用下容易脱层，使冲击后的压缩强度、疲劳强度明显降低。为了克服二维层合板在制造和力学性能方面存在的问题，过去30年国内外学者结合传统的复合材料制造经验，利用纺织工艺、通过力学性能的分析，研制出三维纺织复合材料。它在复杂几何形状构件的制造上，工艺简便、费用低且力学性能优于二维层合材料。三维纺织复合材料在许多结构上都已成功地取代二维复合材料。