复合材料主要用于那些领域，有什么优势

下面所说均为纤维增强复合材料，希望对你有帮助

先说优势（以纤维增强复合材料为例）

轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。

耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

电性能好是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。

热性能良好FRP热导率低，室温下为1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。

可设计性好（1）可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性。

（2）可以充分选择材料来满足产品的性能，如：可以设计出耐腐的，耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的，等等。

工艺性优良（1）可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

（2）工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。

应用领域：

FRP应用领域

一：FRP在我国建筑领域的应用

80年代以前，FRP主要用于军工产品，院所之间受到保密限制，不便交流，建筑师对FRP的优良性能不了解，得不到可靠的性能数据，因此未大量用于建筑结构。

90年代开始，随着对FRP研究工作的不断深入，使FRP的缺陷得以克服，产品价格有所下降。在大型建筑结构中的应用取得很好的效果。下面简要介绍几个实例：

(1)大型FRP机房：1991年在杭州市建成，该机房与其下面宾馆取得建筑上的协调，从外观上难于区分，效果很好；

(2)卡拉OK娱乐厅柱形屋盖：长26m，跨度10m，1992年在上海大中华橡胶厂楼顶建成，十分美观实用；

(3)旋转餐厅球形屋盖：球径45m，1993年在上海长江口商城建成

(4)东方明珠电视塔大堂双曲面屋盖及内装饰件:直径60m，总面积约5000m2，1994年完成。从合同签订至安装完成仅用了三个多月，使用至今，效果很好；

(5)方舟大厦尖顶(高7m)及拼装屋面(约300m2）：1996年建成，1997年3月安装完毕。

国外建筑领域应用FRP的数量大、品种多

复合材料在整个工程材料中用量从1950年的2％将上升到2000年的14．7％，预计2020年将有望达到18．4％。美国1993年用量23．7万t，占总量的20%，仅次于交通运输业，是第二大应用领域；英国1992年占总用量的26．6％，是第一大应用领域；西欧1992年用量24.7万t，占总量的21.3％，是第二大应用领域；日本1993年用量23，7万t，占总用量的55%左右，是第一大应用领域。

国外FRP在建筑领域的应用实例有

①直径66m的全FRP球形娱乐场：该建筑位于美国西海岸临近旧金山的里诺市，该建筑由2000多块四边形FRP单元件拼装而成；

②美国New Jersey州、大西洋城Trump Taj Mahal综合娱乐场:占地39万m2，门面1．6km长，大部分是FRP艺术造型装饰件，共有二万三千多件，总值约1500万美元；

③美国New York 的 FRP可口可乐大广告牌：立体状l2．5m×19．8m，“可口可乐瓶”高12．8m，冰块高3m；

④美国Boston许多建筑物门窗、门面、栏杆、屋檐板、装饰拱都采用FRP；

⑤美国Atlanta银行大厅高楼层盖采用FRP，美国Florida Tampa市C&S银行大楼（该州西海岸最高的大厦，43层），采用半锥形FRP屋盖，高7.9m,都兼有防腐、透波和抗风等多种功能。还有机场和气象雷达罩等也都采用FRP。

据粗略统计，FRP在建筑领域的应用主要有以下五个方面：

①各种异形建筑结构物：雷达天线罩、岗亭、广告牌(物)、球形娱乐场、球幕影剧院、大跨度机库、车库、仓库、旋转餐厅屋盖、卡拉OK娱乐厅柱形屋盖、运动场大跨度看台屋盖、室内运动场屋盖和高层建筑锥形顶等；②各种功能性建筑物：电视塔透波墙、透波机房、屏蔽房、隔声墙、化工厂防腐车间、码头FRP与金属复合椿、医院防辐射复合墙、大型冷却塔、污水处理厂防腐板、大型耐腐蚀槽、罐等；③各种建筑物内外装饰件：屋檐、沿口、门楣、骑马廊、灯槽、灯饰、罗马柱、吊顶、艺术花瓶、假山瀑布、吉祥动物(狮子、牛、象等)等；④小康居室、办公室建筑构件：门、隔墙、隔段、家具、厨房用具、花园栏杆、围墙、小车库、游泳池、各种窗框、盆景等；⑤各种卫生洁具：整体卫生盒子间、整体淋浴间、水箱、移动厕所、净化池、洗面盆具、抽水马桶、浴缸、太阳能热水器等。

二：运输部门：以汽车为中心增长1.7%，即使客车出售辆数下降，但玻璃纤维增强塑料(FRP)制品正在平稳上升。汽车主体使用400种以上的部件是SMC产品，2007年新型汽车使用100种以上的部件。玻璃纤维增强热塑性塑料(FRTP)的使用量迅速提高。汽车发动机使用的FR－Nylon制吸气集合管。比铝制汽车发动机效率高，而且经济。汽车传动轴是拉挤成型，材料采用碳纤维、乙烯基酯和铝管制成。目前，已活跃在汽车市场上。最主要的是用拉挤成型的空调设备用通风管。铁道部对全FRP制车辆进行了现场试验，并在今年投放市场。

三：土木建筑部门：FRP制品在住宅方面也不断增加。在基础建筑方面有干线公路桥、人行桥、港湾用桥墩。另外也广泛使用用来增强混凝土的FRP筋。

四：耐腐蚀器械方面：FRP在器械方面用途广泛。半导体界和化学界、污水处理和下水道处理方面、石油、煤气用平台、化工贮存罐等。

五：船舶方面。

六：电气、电子：印刷电路板、雷达罩的需求旺盛。用FW生产的照明电杆已有增长趋势，并开始进行电线杆子现场实验。目前欧洲已大量生产。美国也投放市场。电子方面的陈旧化也有待刺激。预计今后手提式电话机等也会采用FRP、FRTP制品。

七：消费材料：FRP耐老化、外观美观，替代了原用材料。卫星广播天线以及DBS天线的销售量正在增长，特别是DBS天线的销售量增长迅速。用碳纤维生产的高尔夫球杆也势在必增，生产碳纤维的厂家也增加了设备。

八：家电、办公设备：新设计的缝纫机壳的销售量也在增长。目前新建住宅受到转卖的影响，家电也不断增长。办公设备市场大、销售广、基础雄厚。FRTP玻璃钢格栅具有优良的耐腐蚀性能、耐热性、刚性、难燃性，所以在家电、办公设备的使用上占优势。

九：航空、防卫方面。

FRP型材应用实例

FRP工具柄本系列产品主要应用在包括铲子、耙子、锄头、剪刀、锤子等园林工具和五金工具上。

FRP拉挤圆管本系列产品适用于制作帐蓬、蚊帐、箱包、手袋、X展架、工具柄、风车、高尔夫（球袋、旗杆、练习杆、练习网）、三脚架、喷雾杆、脚架杆、玩具骨架、飞碟骨架、空竹手柄、风筝杆等。

FRP拉挤圆棒本系列产品适用于制作雨伞骨、风筝骨架、PCB设备、航模飞机、支架毯、沙滩席、转动轴、轴芯、窗帘杆、玩具、箱包、飞蝶、旗杆（桌旗、车旗、手摇旗、刀型旗）、植物支撑架、篱笆、烟囱杆、游戏毯支撑架、窗帘转／拨棒等。

FRP拉挤扁条系列本系列产品适用于制作瑜珈健身圈、魔力圈、健身器材、玩具弓、窗帘条、箱包、手袋、旗杆横条、工具手柄等。

FRP格栅平台系列本系列产品主要有玻璃钢格栅、防腐平台、走道和围栏系统、绝缘梯子、冷却塔支撑架、电缆桥架、地铁轨道罩等。

拉挤产品深加工系列我们根据客户需求对玻璃纤维杆、玻璃纤维管、玻璃纤维棒表面包PP PE PVC，此产品已经广泛用于园艺及农业上。

（1）热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系。温度升高，半导体的电阻率会明显变小。例如纯锗（Ge），温度每升高10度，其电阻率就会减少到原来的一半。

（2）光电特性 很多半导体材料对光十分敏感，无光照时，不易导电；受到光照时，就变的容易导电了。例如，常用的硫化镉半导体光敏电阻，在无光照时电阻高达几十兆欧，受到光照时电阻会减小到几十千欧。半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”。利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等。

近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管，它通过电流时能够发光，把电能直接转成光能。目前已制作出发黄，绿，红，蓝几色的发光二极管，以及发出不可见光红外线的发光二极管。

另一种常见的光电转换器件是硅光电池，它可以把光能直接转换成电能，是一种方便的而清洁的能源。

（3）搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高，但掺入极微量的“杂质”元素后，其导电能力会发生极为显著的变化。例如，纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米，若掺入百万分之一的硼元素，电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米。因此，人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素，精确控制它的导电能力，用以制作各种各样的半导体器件

半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强。实际上，半导体与导体、绝缘体的区别在不仅在于导电能力的不同，更重要的是半导体具有独特的性能（特性）。

1． 在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质，半导体的导电性能就会成百万倍的增加—-这是半导体最显著、最突出的特性。例如，晶体管就是利用这种特性制成的。

2． 当环境温度升高一些时，半导体的导电能力就显著地增加；当环境温度下降一些时，半导体的导电能力就显著地下降。这种特性称为“热敏”，热敏电阻就是利用半导体的这种特性制成的。

3． 当有光线照射在某些半导体时，这些半导体就像导体一样，导电能力很强；当没有光线照射时，这些半导体就像绝缘体一样不导电，这种特性称为“光敏”。例如，用作自动化控制用的“光电二极管”、“光电三极管”和光敏电阻等，就是利用半导体的光敏特性制成的。

由此可见，温度和光照对晶体管的影响很大。因此，晶体管不能放在高温和强烈的光照环境中。在晶体管表面涂上一层黑漆也是为了防止光照对它的影响。最后，明确一个基本概验：所谓半导体材料，是一种晶体结构的材料，故“半导体”又叫“晶体”。

P性半导体和N型半导体----前面讲过，在纯净的半导体中加入一定类型的微量杂质，能使半导体的导电能力成百万倍的增加。加入了杂质的半导体可以分为两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生大量的带负电荷的自由电子，这种半导体叫做“N型半导体”（也叫“电子型半导体”）；另一种杂质加到半导体中后，会产生大量带正电荷的“空穴”，这种半导体叫“P型半导体”（也叫“空穴型半导体”）。例如，在纯净的半导体锗中，加入微量的杂质锑，就能形成N型半导体。同样，如果在纯净的锗中，加入微量的杂质铟，就形成P型半导体。

一个PN结构成晶体二极管----设法把P型半导体（有大量的带正电荷的空穴）和N型半导体（有大量的带负电荷的自由电子）结合在一起，见图1所示。

图1

在P型半导体的N型半导体相结合的地方，就会形成一个特殊的薄层，这个特殊的薄层就叫“PN结”。晶体二极管实际上就是由一个PN结构成的（见图1）。

例如，收音机中应用的晶体二极管，其触丝（即触针）部分相当于P型半导体，N型锗片就是N型半导体，他们之间的接触面就是PN结。P端（或P端引出线）叫晶体二极管的正端（也称正极）。N端（或N端引出线）叫晶体二极管的负端（也称负极）。

如果像图2那样，把正端连接电池的正极，把负端接电池的负极，这是PN结的电阻值就小到只有几百欧姆了。因此，通过PN结的电流（I=U/R）就很大。这样的连接方法（图2a）叫“正向连接”。正向连接时，晶体管二极管（或PN结）两端承受的电压叫“正向电压”；处在正向电压下，二极管（或PN结）的电阻叫“正向电阻”，在正向电压下，通过二极管（或PN结）的电流叫“正向电流”。很明显，因为晶体二极管的正向电阻很小（几百欧姆），在一定正向电压下，正向电流（I=U/R）就会很大----这表明在正向电压下，二极管（或PN结）具有像导体一样的导电本领。

图2a 图2b

反过来，如果把P端接到电池的负极，N端接到电池的正极（见图2b）。这时PN结的电阻很大（大到几百千殴），电流（I=U/R）几乎不能通过二极管，或者说通过的电流很微弱。这样的连接方法叫“反向连接”。反向连接时，晶体管二极管（或PN结）两端承受的电压叫“反向电压”；处在反向电压下，二极管（或PN结）的电阻叫“反向电阻”，在反向电压下，通过二极管（或PN结）的电流叫“反向电流”。显然，因为晶体二极管的正向电阻很大（几百千欧姆），在一定的反向电压下，正向电流（I=U/R）就会很小，甚至可以忽略不计，----这表明在一定的反向电压下，二极管（或PN结）几乎不导电。

上叙实验说明这样一个结论：晶体二极管（或PN结）具有单向导电特性。

晶体二极管用字母“D”代表，在电路中常用图3的符号表示，即表示电流（正电荷）只能顺着箭头方向流动，而不能逆着箭头方向流动。图3是常用的晶体二极管的外形及符号。

图3

利用二极管的单向导电性可以用来整流（将交流电变成直流电）和检波（从高频或中频电信号取出音频信号）以及变频（如把高频变成固定的中频465千周）等。

PN结的极间电容----PN结的P型和N型两快半导体之间构成一个电容量很小的电容，叫做“极间电容”（如图4所示）。由于电容抗随频率的增高而减小。所以，PN结工作于高频时，高频信号容易被极间电容或反馈而影响PN结的工作。但在直流或低频下工作时，极间电容对直流和低频的阻抗很大，故一般不会影响PN结的工作性能。PN结的面积越大，极间电容量越大，影响也约大，这就是面接触型二极管（如整流二极管）和低频三极管不能用于高频工作的原因

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