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多元材料技术(Multi-Material Technology)——通过异种材料的混合提高性能

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摘   要:多元材料,是指将特性不同的材料进行适才适所地组合或复合而产生出的材料或构件,能够使其具备单一材料无法实现的“综合优良特性”;将金属、塑料、陶瓷、复合材料等材料适才适所地组合在一起以提高其性能,使其具有新性能的技术被称为多元材料技术。

关键词:多元材料、碳纤维增强塑料(CFRP)、铝-镁合金、高功能化、轻量化

 

什么是多元材料?

所谓多元材料,是指将特性不同的材料进行适才适所地组合或复合而产生出的材料或构件,能够使其具备单一材料无法实现的“综合优良特性”。例如,碳纤维增强塑料(CFRP)是由碳纤维和塑料混合制成的材料,是纤维增强塑料的一种。虽然可用于减轻汽车车身重量,但由于成本较高,目前只在部分高级车型中使用。克服这个课题的一个方案就是多元材料。通过将铝和CFRP组合起来进行“多元材料化”,可以同时实现轻量化和成本削减。像这样,将金属、塑料、陶瓷、复合材料等材料适才适所地组合在一起以提高其性能,使其具有新性能的技术就是多元材料技术。

 

身边的多元材料

汽车、建筑物、家电产品、电子设备等世界上所有人造物使用了各种材料,例如金属、塑料、陶瓷、木材等。根据不同的用途对各种材料的物理性质进行改良和优化,以满足其功能的升级。此外,还有将碳纤维等强化纤维和高导热陶瓷粉末等功能性填充物与聚合物经过复合化而成的复合材料(复合材料)。

将金属、塑料、陶瓷、复合材料等材料适才适所地组合在一起以提高其性能,使其具有新性能的技术就是多元材料技术。

多元材料存在于我们身边常见的东西,钓鱼竿、网球拍、高尔夫球杆等都有使用。例如,在高尔夫球杆中,钛金属和碳纤维增强塑料(CFRP)被粘合在一起。通过改良材料,每年都有提高飞行距离和性能的新产品登场。另外,在护理领域,通过多元材料使得轮椅轻量化,可以减轻护理者的负担,提高被护理者的安全性。多元材料不仅可以提高功能,还可以提供舒适感,作为可靠的材料和构件实现安全、安心。

 

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