材料结课论文(复合材料论文 必读8篇)

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复合材料由于在质量、强度、耐腐蚀性能、耐磨损等方面有着出色的表现，在我国工业和制造业中的应用非常广泛，国内对复合材料的需求也呈现了越来越大的趋势。本文汇总了8篇优秀的“复合材料论文”，希望能对各位学者研究复合材料提供参考价值。

复合材料论文（必读8篇）之第一篇：复合材料在土木工程中的应用研究

摘要：随着社会经济的持续飞升, 土木工程也得到了长足的发展, 相关技术得到了显着提升。尤其在土木工程中使用先进的复合材料, 可以提升土木工程质量, 满足相关建设要求。为此本文将从土木工程中应用复合材料分析与复合材料在土木工程应用优化策略两个方面进行详细的探究, 旨在促进复合材料在土木工程中的发展。

关键词：复合材料,土木工程,应用研究

材料的特性对于土木工程的质量有着不同影响, 尤其是复合材料的应用, 可以优化材料的性能, 提升工程质量。复合材料一般是两种及两种以上的材料复合而成, 通物理或者化学方法进行结合, 通过性能上的优势互补, 以满足土木工程建设中不同的需求[1]。

1 土木工程中应用复合材料分析

1.1 复合材料在混凝土组合结构中的应用

混凝土组合结构中通常采用钢材作为结构框架, 随着复合材料研究的推进, 人们出于经济考虑, 考虑使用替代的复合材料取代传统的混凝土结构。目前, 相关领域的研究有成果已经十分丰富, 研究出多种复合材料直接外包于混凝土结构上, 加强混凝土结构的稳定性, 使其具备更多的功能[2]。例如:使用GFRP复合材料外壳, 并在其内部填充混凝土材质, 能够替换桥梁工程中的主梁, 并在桥面板的施工中利用新型的复合材料, 增强起稳定性。将复合材料与传统的混凝土结构相结合, 可以最大化的发挥原有结构优势, 增强其稳定性与刚度, 在一定程度上可以降低工程的施工成本。

1.2 纯复合材料大型结构的应用

由于复合材料本身性能的优异性, 被广泛地应用于土木工程建设当中, 出于工程建设的需要, 部分的土木工程会应用纯复合材料大型结构, 满足工程对于部分功能的需求。例如在感光电路金属板房间可以使用纯复合材料大型结构;苹果公司的电磁干涉实验室建设过程中也使用了相关材料, 满足特殊的建设需求。

1.3 负载环境下复合材料的有效应用

部分土木工程要承载一定的负荷, 经过长时间的使用部分工程的整体结构会被损坏, 并发生下沉现象, 利用复合材料进行土木工程施工, 可以增强原有结构的荷载能力[3]。例如:在桥梁工程、码头基建工程等, 由于长时间的负载, 结构受力不均匀, 导致主体结构发生变化桥梁与码头发生了位移与下沉现象。为此在工程建设的过程中, 可以将复合材料与混凝土、钢结构进行混合, 提升结构的抗负载能力, 提高工程的使用寿命。

1.4 复合材料在桥面板工程中的应用

复合材料通过物理与化学作用, 使其具备了多种性能, 例如在桥面板工程中的应用, 将复合材料添加于桥面板中, 可以延缓相关工程项目的使用寿命。尤其在部分桥梁由于长时间的使用, 桥面板经过长时间的使用已经失去了作用, 结构性能也逐渐的劣化。工作人员使用复合材料将其替换, 由于其抗腐蚀性较强, 可以起到稳固桥梁结构的作用。此外复合材料桥面板由于规格的统一性, 可以实现批量化的生产, 对于桥梁工程的建设具有非常重要的意义。

2 复合材料在土木工程应用优化策略

2.1 规范设计标准

复合材料的使用, 极大的促进了土木工程建设, 但由于设计标准的不规范化, 也在一定程度上影响了复合材料在土木工程建设中的推广[4]。因此土木工程应用复合材料的过程中, 应该规范相应的设计标准, 统一复合材料生产与应用的相关数据参数。此外复合材料在归属上属于化工材料, 生产过程中如果不统一规范相关设计标准, 将会导致复合材料与土木工程建设需求不适应, 浪费生产材料, 在一定程度上导致环境污染与能源的浪费。尤其对于大型土木工程, 建设过程中需要使用大量的施工材料, 并以机械化建设为主。因此规范复合材料的设计标准, 不仅可以满足工程建设的质量需求, 可以实现相关符合材料的批量化生产, 提升其应用价值。规格统一的复合材料, 工作人员在施工过程中可以通过机械进行规模化施工, 提高工程效率, 推进复合材料在土木工程中的应用。

2.2 创新复合材料

目前在土木工程中应用的复合材料主要应用了其抗腐蚀性强与增强建筑材料刚度的性能, 在土木工程中应用复合材料功能的性能还没有得到完全性的开发, 如增强建筑材料的抗震能力, 替代工程中的昂贵材料等[5]。为此在土木工程应用复合材料的过程中, 应该加强相关技术的创新, 提升现有复合材料的性能, 开发新型复合材料, 以满足土木工程的建设需求。

2.3 落实节能减排

复合材料在土木工程中的应用, 应该落实国家的节能减排发展策略。尤其复合材料在生产过程中, 往往会对环境产生非常重要的影响。因此在应用复合材料的过程中, 应该注重其生态效益, 在化工产品生产规定下生产。与此同时, 由于复合材料目前主要使用于大型土木工程, 为此可以结合工程需求预定复合材料, 减少符合材料在土木工程中的浪费。此外应该加强对复合材料生产工艺的研究, 降低复合材料生产过程中对于环境的影响, 从源头上实现节能减排的目的, 这也是我国土木工程应用复合材料必然的发展趋势。

结束语

土木工程对于国家的经济发展具有非常重要的作用, 将复合材料应用于其中, 可以有效的优化部分土木工程的性能, 增加其使用寿命。土木工程中应用复合材料发展时间上短, 主要体现在抗腐蚀性与提升材料刚度上, 因此相关技术人员应该加强相关方面的技术研究, 优化复合材料性能, 改进生产工艺, 规范生产规格, 使其被批量化的应用于土木工程建设当中, 推动土木工程的发展。

参考文献

[1]冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料, 2014 (9) :99-104.

[2]赵馨怡, 黄盛楠, 冯鹏, etal.复合材料胶栓混合连接机理的试验研究[J].工程力学, 2015, 32 (S1) :0-0.

[3]琚宏昌, 张凤, 张贝宜, etal.FRP复合材料在土木工程中应用的研究进展[J].混凝土, 2012 (2) :11-17.

复合材料论文（必读8篇）之第二篇：浅谈复合材料在游艇制造中的应用

摘要：为对目前我国复合材料在游艇制造中的应用情况做出一个相对全面的了解, 本文以复合材料在游艇制造中的应用为研究对象, 通过对复合材料种类的介绍, 并对复合材料在游艇制造中的优点以及未来主要发展方向等进行了探究, 最后在以上研究的基础上详细介绍了复合材料在游艇制造中的实际应用情况。以此来为游艇制造业未来对于复合材料的应用提供一定的理论依据。

关键词：复合材料,游艇,制造,应用

相对于传统的材料来说, 复合材料有着更好的性能, 在游艇制造中能够发挥更大的优势, 并且随着复合材料技术的不断研究, 其在游艇制造中的应用已经逐步取得了丰厚的成果。

1 复合材料的种类

复合材料的种类非常多, 并且其特性也有所不同。如果按照增强纤维材料的种类来划分, 可以分为以下几个种类, 包括:硼纤维增强塑料、碳纤维增强塑料、芳纶纤维增强塑料、碳化硅纤维增强塑料、氧化铝纤维增强塑料等。近些年来, 在生产制造业方面, 绿色环保材料成为复合材料中最为热门的种类, 基于这一出发点, 又逐渐研发出了苎麻或亚麻等多种麻纤维用于增强纤维的高新生物纤维类的复合材料。在这其中, 综合性能最佳, 应用范围最广, 最能作为复合材料代表的, 就是芳纶纤维和碳纤维等这一类增强纤维所制作出来的先进复合材料。

1.1 芳纶纤维

芳纶纤维的全称是聚对苯二甲酰对苯二胺, 在商业中又被称为凯夫拉, 这种材料在实际应用中具有非常明显的优势, 首先, 芳纶纤维具有极高的强度, 能够很好地抵抗断裂或过度变形, 力学性能佳。其次, 具有高模量的特性。材料的刚度比较大, 在一定应力的作用下, 发生弹性形变就越小。再次, 还具有较高的耐高温、耐酸碱的特性, 在使用的过程中, 不容易因为高温或者酸碱腐蚀而被损坏, 材料的使用寿命较长。最后, 还具备轻质的特性, 应用于制造业中, 生产出来的产品质量较轻, 尤其是在生产游艇等大型设备时, 轻质的材料能够通过减轻其整体船身的重量解决很多技术层面的问题。除此之外, 芳纶纤维能够在560摄氏度的高温下不发生分解, 也不会融化, 其优良的绝缘性能和抗老化能力, 也很大程度上延长了材料的寿命。

1.2 碳纤维

碳纤维顾名思义, 是一种纤维状的碳材料。这类材料的强度比钢更大, 但是其密度却比铝更小, 并且相对于不锈钢来说, 其耐腐蚀性更高, 同时, 其耐高温能力要比耐热钢还要好, 除此之外, 碳纤维的热膨胀系数也比较小, 不容易因受到高温而变形, 还具备类似于金属的导电性, 并且能够吸收冲击力, 在电学、力学、热学等多个方面的性能都比较好, 是一种集合了高科技的先进复合材料。正是由于碳纤维具有许多传统材料无法比拟的优良性能, 在生产制造业中的应用越来越广泛, 不仅能够降低生产过程中的难度, 且生产出的产品, 其性能非常良好。

2 复合材料在游艇制造中的优点

2.1 有利于减轻游轮的重量

相对于比较单一的传统材料来说, 复合材料在游艇制造中的优点非常明显。最为明显的就是能够在很大程度上减轻游轮的重量。游艇作为船舶中的一种类型, 重量对于船舶生产来说, 一直是一项最受关注的指标, 传统的材料, 如钢铁、不锈钢、合金等材料的使用, 往往会使船舶具有较大的重量, 导致游艇在生产和实际运行中容易出现很多问题。但是, 运用复合材料来生产游艇中的一些零部件, 能够减少游艇的重量三分之一到二分之一。相对于游艇自身较大的重量来说, 这种重量减轻程度, 是很明显的进步和提升。整个游艇的重量减轻, 会随之带来更多的优势, 比如, 相对于传统材料所制造出来的游艇, 能够容纳更多的旅客和货物, 能够很大程度上的节约运行成本, 其燃油效率也会大大地提高, 而排出的废气相对来说就更少了。在游艇制造的过程中, 还可以通过复合材料的有效应用, 整合部件, 消除紧固件, 在更大程度上降低游艇的船体重量。

2.2 性能优势明显

随着复合材料的生产技术越来越成熟, 传统材料的一些缺点, 如密度大、强度低、耐腐蚀性差等逐渐暴露出来, 不再适用于游艇制造, 复合材料相对于传统材料来说, 在生产过程中, 融合了多种材料的优点, 并且由于生产技术的作用, 其性能优势更为明显。一般来说, 复合材料都具有耐高温、耐酸碱、高强度、高模量、低密度等优点, 除此之外, 其具备类似于金属的良好导电性, 并且抗蠕变能力、传热能力以及震动衰减性较好, 并且膨胀系数小, 在使用的过程中, 不易发生变形。生产技术越成熟, 其生产成本就越低, 在市场中的竞争力就会越大。复合材料的生产技术一直在不断地进步, 一些技术较为落后、性能较差的复合材料也会逐渐地被技术先进、性能良好的复合材料逐渐取代, 在游艇制造中发挥更好的作用。

2.3 更高的设计自由度和更低的成本

复合材料作为制造游艇的材料, 由于其自身优良的特性, 能够制造出更为流畅的线条和形状更为复杂的部件, 有了复合材料作为制造的基础, 设计师就能够按照自己对于实用性和美观性、安全性等多方面的考虑, 来进行合理、科学的设计, 这就使得设计方案更为多样化、自由化。另外, 由于复合材料不易被腐蚀不易被损坏的特性, 具有更高的寿命, 游艇在使用的过程中, 也不需要过于复杂的维护, 使得维护成本降低, 并且在安装与装配的过程中, 受到的条件限制更少, 总体来说, 进一步降低了游艇的造价, 并且随着复合材料的不断研发, 材料自身的成本也会越来越低, 那么, 复合材料在游艇制造中, 整体的造价也会更低, 从而减少了游艇制造的成本。

3 复合材料的发展

3.1 国际上对于复合材料的研究

近些年以来, 国际上各个国家都在不断地努力, 在复合材料的研究方面付出更多的人力、物力、财力, 并且取得了非常显着的成果。随着相关科学技术的进步, 复合材料的部件的生产成本整体上呈现降低的趋势, 而产量则在逐年提高。现如今, 复合材料的生产工艺, 已经由原来传统的开模成型技术, 逐渐地转变为闭模成型技术。并且生产方式, 也由原来的以手工劳动为主转变为批量闭模成型技术生产。一方面, 这种闭模成型技术具有更高的灵活性, 能够根据生产需要, 制造出尺寸大小不同、复杂程度不同的零部件, 更为符合游艇制造的需求。另一方面, 这种生产方式能够结合自动化生产技术, 减少人为手工劳动在生产过程中的占比, 从而使生产的效率更高。除此之外, 由于在生产设计的过程中, 就已经按照要求成模, 因此, 部件的孔隙含量能够最大程度地降低, 生产得到的复合材料部件的质量也就更好。

3.2 国内复合材料的发展现状

我国在复合材料生产研究方面的进展虽然与发达国家还有一定的差距, 但在专业人员的不懈努力之下, 也取得了一定的成绩。由我国自主研发的高科技复合材料产品F-12高强有机纤维属芳纶类纤维, 具有极高的强度和模量, 并且其具有低压缩强度、低密度等多种优异的特性, 其性能相对于国内其他已经投入批量生产的芳纶II纤维来说, 有着更为明显的优势, 已经达到了世界先进复合材料的水平, 步入了国际芳纶纤维类产品的一线行列。另外, 我国在对于碳纤维方面的研究, 在进入21世纪之后发展速度比较快。国内的碳纤维制造在采用了新的生产技术之后, 其质量明显提升, 产量也大大地提高了, 现如今, 我国运用完全自主研发的碳纤维生产技术所生产的此类产品, 取得了巨大的成就, 已经可以在国际先进复合材料行列占据一席之地。

4 复合材料在游艇制造中的实际应用

4.1 复合材料在国际游艇制造中的应用

碳纤维、芳纶纤维增强材料等先进复合材料, 近些年的生产技术获得了突飞猛进的发展, 而且这类复合材料已经开始广泛地应用于游艇的生产制造中, 其中游艇的功能结构与主承力构件中的应用尤其多。复合材料在游艇制造中的应用主要包括赛艇、帆船以及双体船等此类高速艇。在很多新建的游艇中, 碳纤维、芳纶纤维等复合材料通常被用于制造游艇的船体、甲板、风帆桅杆、龙骨等。举例来说, 国际知名的私人帆船“马耳他猎鹰”号, 其设计中正是运用了风帆转向的创意而获得了各类设计创新奖项。这艘帆船的桅杆是由碳纤维材料制成, 同时为了能够保持这艘船在航行时达到理想的速度, 减轻船身的重量, 并且减少行进过程中的阻力, 船体大量地采用芳纶纤维材料, 确实收获了显着的效果。

4.2 复合材料在国内游艇制造中的应用

如今, 很多游艇在制造过程中, 所应用的复合材料越来越多, 甚至很多已近于完全使用复合材料。在我国, 由中科院上海等研究院、上海联亚游艇投资管理有限公司和汕头扬帆海天游艇制造有限公司合作研发的“中科·联亚”号游艇, 是我国第一艘全部应用碳纤维材料制造的游艇。游艇全身几乎全部使用碳纤维复合材料, 比普通的游艇重量减轻约三分之一, 在航行速度、燃料节约以及船身强度方面, 有着明显的优势。

结语

总之, 通过上述研究, 我们认识到复合材料在性能方面有着极强的优势, 尤其是其密度小、耐腐蚀、强度高等特性, 在游艇制造中表现得更为明显。在未来随着复合材料生产技术的不断发展, 将会有更多、性能更好的复合材料投入到游艇制造当中, 在游艇设计中发挥出其独有的功能。因此, 在今后的工作中需要加大游艇复合材料研制方面的科研投入, 相关行业应从人力、物力、材料等方面加大支持力度, 在复合材料生产技术方面努力实现与国际接轨, 不断地提升复合材料生产效率和质量, 让性能更为优良的复合材料配件应用于游艇制造中, 在该领域获得长足的进步。

参考文献

[1]熊志宏, 蒋中维, 丁小兵.高性能复合材料游艇船体切边机研制[J].科技风, 2018 (05) :158.

[2]焦明鑫.碳纤维复合材料在游艇制造中的应用[J].中国船检, 2017 (10) :79-81.

[3]卢馨.先进复合材料在游艇中的应用[J].内燃机与配件, 2017 (16) :156-157.

[4]杨珍菊.复合材料产品与应用进展[J].纤维复合材料, 2016, 33 (03) :27-40.