「盤點」複合材料常見的結構芯材型別及特點

複合材料工業中，使用相對較薄、結實的面板粘結到較厚、輕質的芯材上的想法，使該行業能夠構建結實、堅固、輕便且高度耐用的結構。常見的粘合夾層結構是

玻璃纖維

和

碳纖維

板。

這項技術已在船、卡車、汽車、風力渦輪機葉片和建築結構中得到證明。

如何正確選擇芯層和表層，重量增加3％可使抗彎強度和剛度分別提高3。5倍和7倍。目前有多種型別的芯材可供選擇，其效能和成本範圍廣泛：

輕木

01

輕木

具有高的縱橫比和定向排列的晶胞，以使晶粒朝向最大應力的方向。輕木在娛樂船船體、軍用飛機、海軍艦船、車輛、風力渦輪機葉片和耐腐蝕的工業坦克等產品上具有較好的記錄。

端粒輕木的閉孔結構由細長的稜柱形孔組成，其長度（晶粒方向）約為直徑的16倍。該材料的密度通常在每立方英尺6到16磅之間，因此具有出色的剛度和粘結強度。端粒輕木有平板形式，可用於平板結構，也可採用薄紗支援的塊狀佈置，以適應複雜的曲線。

交聯PVC泡沫

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聚氯乙烯（PVC）泡沫芯是透過將聚乙烯基共聚物與穩定劑、增塑劑、交聯化合物和發泡劑結合在一起製成的。將混合物在壓力下加熱以引發交聯反應，然後浸入熱水罐中以膨脹至所需密度。

PVC泡沫

可以很好地結合強度和重量，密度範圍為4到30 lb /ft？。

熱塑性泡沫

03

泡沫熱塑性聚苯乙烯非常輕，僅重約2磅/平方英尺。這種材料的機械效能非常低，聚苯乙烯會受到聚酯樹脂的侵蝕和溶解。這些泡沫將不符合複雜的曲線。使用通常僅限於浮力而不是結構應用。

聚氨酯泡沫

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聚氨酯可以片材形式使用，也可以在用作隔熱材料或浮力材料時發泡到位。聚氨酯泡沫可以以各種密度吹塑，從2 lb /ft？到20 lb /ft？以上。由於其較低的剪下值，這種泡沫通常不用於結構應用。

線性PVC泡沫

05

線性PVC泡沫芯主要用於船舶工業。其獨特的機械效能是非交聯分子結構的結果，該結構允許在失效前發生明顯的撓曲。與交聯（非線性）PVC相比，該PVC的靜電效能較差，衝擊吸收效能更好。

PMI泡沫

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聚甲基丙烯醯亞胺（PMI）泡沫通常用於高階複合材料預浸料的複合結構中，這種結構需要能夠承受超過350o F的固化溫度。

蜂 窩

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各種型別的人造蜂窩芯廣泛用於航空航天和運輸行業。蜂窩材料包括紙，鋁，酚醛樹脂浸漬的玻璃纖維，聚丙烯和芳綸纖維經酚醛處理的紙。密度範圍為1到6 lbs /fᶟ。物理性質在很大程度上取決於特定的材料和密度。蜂窩芯可以製造極輕的面板。

核心織物（層壓散料）

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使用各種材料生產稱為核心織物或層壓散料的產品。這些產品的目的是建立一個屏障，以防止打印出來或快速增加層壓板的厚度。在大多數情況下，芯布是使用聚酯長絲的非織造材料，該聚酯長絲被粘合成墊狀吸墨紙構型。這些產品被樹脂浸溼，並類似於玻璃纖維增強材料進行層壓。

纖維增強芯

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纖維增強複合芯技術將玻璃纖維和閉孔泡沫結合在一種工程結構中，以建立具有非常高機械效能的非常有效的夾芯解決方案。它非常適合用作需要高剛度的靜態應用的材料，也可以替代木材和膠合板。

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