本文從結(jié)構(gòu)的角度分別綜述紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中的幾種紡織品:機(jī)織物、編織物、針織物和非織造布,分析各種織物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能,同時(shí)也指出了各種織物應(yīng)用于復(fù)合材料時(shí)存在的不足。
利用紡織品作為增強(qiáng)材料與基體相結(jié)合所形成的復(fù)合材料稱為紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。應(yīng)用于復(fù)合材料的紡織品,廣義上包括纖維束、紗線、機(jī)織物、針織物、編織物及非織造布等。由于纖維束和紗線并不是紡織所特有的,因此,一般只將機(jī)織物、針織物、編織物及非織造布等作為應(yīng)用于復(fù)合材料的紡織品。
以紡織品作為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用由來已久。早在一百多年前,就出現(xiàn)了用機(jī)織物與橡膠復(fù)合制造的輪胎,以后又陸出現(xiàn)了充氣筏、傳送帶、篷面材料、燈箱材料等柔性紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。20世紀(jì)50年代,剛性紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料誕生了,它具有比強(qiáng)度高、比模量大的優(yōu)點(diǎn),可作為金屬和木材的替代物,能夠顯著減輕重量。但這類層壓織物復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度低,易分層,這主要是由于織物層間僅靠性能較低的基體粘結(jié)。為了解決分層問題,人們采取了很多措施,主要包括基體改性、厚度方向縫紉和襯入纖維,但這些方法不僅成本較高,而且還不能從根本上解決分層問題[5]。三維紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料能夠從根本上解決分層問題,這類紡織品包括三維機(jī)織物、三維編織物、多軸向縫編針織物等。在這類結(jié)構(gòu)中,纖維束在空間相互交錯(cuò)、交織形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),從而在厚度方向引入增強(qiáng)纖維,提高了復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和損傷容限,因此它不會(huì)分層。這類結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)是可以加工各種不同形狀的預(yù)型件,在浸漬前最終產(chǎn)品已經(jīng)預(yù)成型,因而避免了由切割加工引起的性能下降。因此,近幾年來三維紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的發(fā)展極為迅速,各種新型織機(jī)及其相應(yīng)的產(chǎn)品不斷出現(xiàn),其性能研究也逐步深入,從而大大推動(dòng)了紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用。本文擬從結(jié)構(gòu)的角度分析紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中機(jī)織物、編織物、針織物和非織造布,分析各種織物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能(而不是從具體加工工藝的角度分析各種織物).同時(shí)也指出了各種織物存在的不足。
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