夾層結構材料

夾層結構材料（sandwich material），是一種複合材料夾層結構，英國最早於1938年套用於蚊式轟炸機的製造。夾層結構材料通常由上面板、上膠合層、芯材、下膠合層、下面板構成。通常夾層結構材料的強度要高於單獨的面板材料或芯材剛度、強度，且重量、成本等均低於單一材料，因此被廣泛套用於建築、公路運輸、軌道交通、航空、傳播、風電等領域。

基本介紹

• 中文名：夾層結構材料
• 外文名：sandwich material
• 介紹：夾層結構材料的整體受
• 特點：具有較好的防火、阻燃性

介紹

夾層結構材料的整體受力原理類似工字梁。夾層結構材料的面板承受由彎矩引起的面內正應力和面內剪下應力，芯材主要承受由面板傳來的橫向剪下應力，與此同時還具有穩定兩塊面板，防止局部屈服的作用。

夾層結構材料具有優良的比剛度和比強度，即在同等剛度和強度下，重量更低。此外，夾層結構材料還具有削弱噪音與震動、隔熱、抗疲勞、阻燃、吸聲、隔震等優點。夾層結構材料通過合理選擇芯材和面板，可以有效降低材料的單位體積成本。

種類

常用的夾層結構材料芯材主要分為三類：硬質泡沫、蜂窩和輕木。

硬質泡沫：

主要有聚氯乙烯（PVC）：實際是聚氯乙烯與聚氨酯混合物，具有較好的靜力學和動力學性能，可用於承載要求高的產品。市場上常見的夾層結構材料芯材主要有AIREX和DIAB品牌。

聚醚醯亞胺（PEI）：具有較好的防火、阻燃性能，適用於航空與軌道交通領域，市場常見的PEI泡沫芯材為AIREX R82。

聚氨酯（PU）：其力學性能一般，但加工及發泡成型較容易且價格低廉，因此常用於載荷較小情況下的夾層結構材料。

聚乙烯（PET）：綜合性能較PVC泡沫差，但更加環保且成本較低。市場常見的PET泡沫芯材有AIREX T90和T91。

聚甲基丙烯醯亞胺（PMI）：具有較高的強度和剛度，在經過高溫處理後，可承受190℃固化工藝對泡沫的尺寸穩定性要求。常用於航空領域。市場常見的PMI泡沫是德固賽公司的ROHACELL系列。

蜂窩：

常見的蜂窩芯材有NOMEX蜂窩、鋁蜂窩、棉布蜂窩、玻璃布蜂窩等。蜂窩芯材具有較好的強度和剛度，但由於蜂窩芯材存在孔洞，因此和面板的粘連效果不如泡沫芯材。

輕木：

輕木芯材是一類天然可再生芯材，原料為巴爾沙輕木，具有密度小、生長快、強度好、韌性好的特點，因此比較適合作為夾層結構材料的芯材。市場較常見的輕木芯材BALTEK公司的SB系列產品。