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層壓金屬複合材料

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層壓金屬複合材料是由兩層或多層不同金屬組成的材料。它們相互緊密地結合在一起，其性能優於單一金屬，並可以根據需要選擇不同的金屬層，使金屬層壓複合材料具有多種優異的性能，使得在要求抗磨損、抗腐蝕、抗衝擊、高的熱傳導性以及電磁性能和強度、韌性等方面得到了廣泛應用。

簡介

化工設備上採用包鈦鋼來代替全鈦材料製造容器，既發揮鈦抗腐蝕、抗磨蝕和抗污垢等性能，又節約鈦的用量和降低製造成本，又如溫度自動調節器，利用兩種金屬的不同熱膨脹係數，造成可控制的能再現隨溫度變化而引起的變形，達到控溫的目的。我國生產的不鏽鋼-普通鋼複合鋼板和合金鋼-普通鋼複合鋼板等，均屬於這類雙層金屬複合材料。三層金屬複合材料如黃銅-鋼-黃銅材料，被用來製造30毫米口徑子彈的夾層彈頭外殼，使用性能良好。金屬層壓板的有效彈性模量或比剛度(剛度對密度之比)不僅取決於層壓板各金屬組分的彈性模量、密度和體積比，述取決於層壓板結構的負載方式和排列方式。在複合材料受單軸負載的情況下，即在平行於層壓板的任何方向上，層壓金屬複合材料的彈性行為和單向纖維增強複合材料在受平行於纖維方向的應力作用寸所表現的彈性行為相類似，根據混合定則很容易進行估算。然而，對多層複合材料來說，只有當層數足夠多及模量高低不同的材料在複合材料厚度方向上分布均勻時，橫向彎曲或扭轉負荷下的混合定則計算值和實際值才是近似的。

評價

材料的剛度通常是用其彈性模量（又稱楊氏模量）來衡量的，對於碳纖維材料以0°方向的拉伸模量評價居多。標準模量級碳纖維的拉伸模量通常為228GPa，其極限抗拉強度為3.5GPa。當然，通過採用特殊的熱處理工藝可以獲得更高剛度和更高強度的碳纖維，這些高剛度、高強度的碳纖維價值自然也會更高。與標準模量碳纖維相比，2024-T3鋁材的拉伸模量僅為71GPa，極限抗拉強度為448MPa；45#鋼的拉伸模量為210GPa，極限抗拉強度為862MPa。鋼在低於極限抗拉強度的應力水平下會發生永久變形，而造成這種情況的應力水平稱為屈服強度。與之相比，碳纖維在極限抗拉強度時不會永久變形，因此它實際上沒有屈服強度。