从工业革命到复合材料创新

自工业革命以来,汽车、航空航天、建筑等各个行业的创新均归因于铝、钢和铁等材料领域的发展。目前,不断增长的人口和行业进一步推动了对高性能、环保和轻质材料的需求。复合材料可满足这些需求并支持新产品设计。

复合材料由两个或多个不同的相态结构根据各自的物理和化学特性结合而成,这些特性决定了它们在基体中的分类。复合材料具有重量轻、强度重量比高、耐化学品、耐腐蚀和耐热等特性,这是单一材料所无法实现的。无尽的材料组合可以更好地控制最终的性能特征。这种极佳的材料设计自由为无数行业的各种应用提供了机会。

 

 

重新思考应用复合材料的材料设计

随着终端用户对环境安全和高性能材料的需求,复合材料价值链的所有成员(原材料制造商,半成品/成品材料、组件、组建师和 OEM/MRO)都在重新思考如何在使用复合材料制造新材料方面实现创新。此类创新需求的激增是全球变化的结果,例如:

  • 汽车、航空航天和风能应用领域对坚固、轻质材料需求的日益增长
  • 对笔记本电脑和手机等个人电子产品需求的不断增长
  • 用于纤维增强复合材料工具、陶瓷基复合材料 (CMC) 和编织纤维复合材料的 3D 打印技术的进步。

此类转变带来了一系列的新挑战,原因是复合材料的终端用途必须高度明确,因此在价值链的每一步都需要加强测试。而材料的安全性和性能不能受到任何损害,因此需要进行高质量的测试。

Waters/TA Instruments 解决方案让研究科学家和工程师能够有效地表征和测试材料,而不会影响整个复合材料价值链产品的安全性和性能。先进的技术可帮助您研究复合材料基体的物理、热和机械性能,如粘度、固化时间、蠕变、耐久性/疲劳、压缩、抗张或弯曲强度以及许多其他性能,以实现在材料性能创新的同时保证其安全性。

 

 

复合材料价值链

在复合材料开发过程的每个阶段中,了解使用的分析解决方案的更多信息。

由于每种原材料都具有不同的性能,并且在加工时要考虑到终端用途,因此制造商必须准确地表征其材料,并了解材料的特性将如何影响最终产品的性能。为满足半成品/成品材料客户和最终原始设备制造商 (OEM) 的需求,原材料制造商必须量化其起始材料的各个特性并对最终混合物进行表征。常用的复合材料原材料是树脂(热塑性塑料和热固性塑料)和纤维。

考察有助于您的研究、产品开发和基本 QA/QC 测试的 Waters/TA Instruments 解决方案。

 

 

差示扫描量热法

  • 凝胶时间
  • 玻璃化转变温度(Tg)

 


热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)
  • 玻璃化转变温度(Tg)

流变学测量

  • 凝胶时间
  • 粘度

动态力学分析

  • 蠕变
  • 玻璃化转变温度(Tg)

热重分析

  • 玻璃纤维含量

膨胀法

  • 玻璃化转变温度(Tg)
  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

在设计符合组件制造商和 OEM 规范要求的半成品/成品材料时,必须进行测试以验证材料的质量。为制造优质的产品,了解材料如何影响产品的性能和特性异常重要。

无论是通过其他制造工艺(例如压缩成型)制造半成品(例如预浸料)还是成品,均需要使用正确的分析解决方案来了解材料特性将如何影响性能,这对于制造符合终端用户规格的高价值产品而言非常重要。

考察 Waters/TA Instruments 解决方案,以帮助您改进工艺中至关重要的材料特性,从而获得高性能材料。

 

 

差示扫描量热法

  • 固化时间
  • 玻璃化转变温度(Tg)

 


热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)
  • 玻璃化转变温度(Tg)

动态力学分析

  • 蠕变
  • 玻璃化转变温度(Tg)

膨胀法

  • 玻璃化转变温度(Tg)
  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

流变学测量

  • 粘度
  • 固化时间
  • 线性和扭转 DMA

结构公司应用通过半成品/成品制造工艺生产的材料,开发和制造具有终端用途的组件。在此阶段,终端用途的应用是明确定义的,因此原型设计、制造和测试满足规范至关重要。任何产品故障都可能危及安全,对汽车和航空航天行业而言尤其如此。

Waters/TA Instruments 解决方案可帮助调研对产品性能至关重要的机械性能,并防止终端用途产品应用出现故障。

 

 

高强度 DMA

  • 冲击
  • 疲劳

膨胀法

  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

动态力学分析

  • 蠕变

 

热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)
原材料

由于每种原材料都具有不同的性能,并且在加工时要考虑到终端用途,因此制造商必须准确地表征其材料,并了解材料的特性将如何影响最终产品的性能。为满足半成品/成品材料客户和最终原始设备制造商 (OEM) 的需求,原材料制造商必须量化其起始材料的各个特性并对最终混合物进行表征。常用的复合材料原材料是树脂(热塑性塑料和热固性塑料)和纤维。

考察有助于您的研究、产品开发和基本 QA/QC 测试的 Waters/TA Instruments 解决方案。

 

 

差示扫描量热法

  • 凝胶时间
  • 玻璃化转变温度(Tg)

 


热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)
  • 玻璃化转变温度(Tg)

流变学测量

  • 凝胶时间
  • 粘度

动态力学分析

  • 蠕变
  • 玻璃化转变温度(Tg)

热重分析

  • 玻璃纤维含量

膨胀法

  • 玻璃化转变温度(Tg)
  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

半成品/成品材料

在设计符合组件制造商和 OEM 规范要求的半成品/成品材料时,必须进行测试以验证材料的质量。为制造优质的产品,了解材料如何影响产品的性能和特性异常重要。

无论是通过其他制造工艺(例如压缩成型)制造半成品(例如预浸料)还是成品,均需要使用正确的分析解决方案来了解材料特性将如何影响性能,这对于制造符合终端用户规格的高价值产品而言非常重要。

考察 Waters/TA Instruments 解决方案,以帮助您改进工艺中至关重要的材料特性,从而获得高性能材料。

 

 

差示扫描量热法

  • 固化时间
  • 玻璃化转变温度(Tg)

 


热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)
  • 玻璃化转变温度(Tg)

动态力学分析

  • 蠕变
  • 玻璃化转变温度(Tg)

膨胀法

  • 玻璃化转变温度(Tg)
  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

流变学测量

  • 粘度
  • 固化时间
  • 线性和扭转 DMA
组件

结构公司应用通过半成品/成品制造工艺生产的材料,开发和制造具有终端用途的组件。在此阶段,终端用途的应用是明确定义的,因此原型设计、制造和测试满足规范至关重要。任何产品故障都可能危及安全,对汽车和航空航天行业而言尤其如此。

Waters/TA Instruments 解决方案可帮助调研对产品性能至关重要的机械性能,并防止终端用途产品应用出现故障。

 

 

高强度 DMA

  • 冲击
  • 疲劳

膨胀法

  • 热膨胀系数(CTE)

负载框架系统

  • 抗张
  • 压缩
  • 冲击后压缩强度(CAI)
  • 弯曲
  • 扭转
  • 剪切
  • 冲击
  • 疲劳

 

动态力学分析

  • 蠕变

 

热机械分析

  • 热膨胀系数(CTE)

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