表面處理幾乎總是應(yīng)用在纖維上，既可以使處理?yè)p傷最小化，又可以提高纖維/基質(zhì)界面結(jié)合強(qiáng)度。在復(fù)合材料應(yīng)用中，碳和芳綸纖維的表面光潔度或尺寸通常能同時(shí)發(fā)揮這兩種功能。在纖維制造過(guò)程中，該上漿劑被涂在纖維上，在纖維轉(zhuǎn)化為織物的整個(gè)過(guò)程中，該上漿劑一直保留在纖維上。對(duì)于玻璃纖維，可以選擇一種表面處理方法。

用于直接纖維加工的玻璃纖維粗紗，如預(yù)浸、拉擠和長(zhǎng)絲纏繞，在纖維制造時(shí)采用“雙重功能”整理處理。

然而，玻璃纖維紗用于織造時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段的處理。第一道表面處理是在纖維制造點(diǎn)上進(jìn)行的，在相當(dāng)高的水平上，純粹是為了保護(hù)纖維在處理和處理過(guò)程中不受損壞

編織過(guò)程本身。這種保護(hù)性整理物通常是淀粉基的，在編織過(guò)程結(jié)束后，通過(guò)加熱或化學(xué)物質(zhì)將其清洗或“沖刷”掉。經(jīng)過(guò)洗滌的機(jī)織織物然后分別用不同的基體兼容整理處理，專門設(shè)計(jì)以優(yōu)化纖維與樹(shù)脂的界面特性，如粘結(jié)強(qiáng)度、耐水性和光學(xué)清晰度。

結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中使用的碳纖維的表面處理或尺寸通常是環(huán)氧基的，根據(jù)纖維的最終用途使用不同的水平?？椩鞎r(shí)的漿料水平約為重量的1-2%，而膠帶預(yù)浸或細(xì)絲纏繞(或類似的單纖維工藝)的漿料水平約為0.5-1%。尺寸的化學(xué)性質(zhì)和水平不僅對(duì)保護(hù)和基質(zhì)相容性很重要，而且因?yàn)樗鼈冇绊懤w維的擴(kuò)散程度。纖維也可以不上漿供應(yīng)，但由于一般處理，這些纖維很容易斷裂。大多數(shù)碳纖維供應(yīng)商為每個(gè)等級(jí)的纖維提供3-4級(jí)尺寸。

芳綸纖維在制造時(shí)經(jīng)過(guò)整理處理，主要是為了基體相容性。這是因?yàn)榉季]纖維需要較少的保護(hù)，以防止纖維處理造成的損壞。主要類型的纖維處理是復(fù)合表面處理，橡膠兼容表面處理(皮帶和輪胎)和防水表面處理(彈道軟裝甲)。與碳纖維飾面一樣，根據(jù)使用纖維的工藝類型，復(fù)合應(yīng)用飾面也有不同的水平。

在聚合物復(fù)合材料術(shù)語(yǔ)中，織物被定義為由碳、芳綸或玻璃或這些纖維的組合制成的長(zhǎng)纖維組裝，以生產(chǎn)一層或多層纖維的平板。這些層要么是通過(guò)纖維本身的機(jī)械聯(lián)鎖，要么是通過(guò)一種次級(jí)材料將這些纖維結(jié)合在一起并固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，從而使組裝具有足夠的完整性。

織物的類型是根據(jù)所使用的纖維的方向和用于將纖維粘合在一起的各種構(gòu)造方法進(jìn)行分類的。

四種主要的纖維取向類別是:單向，0/90°，多軸和其他/隨機(jī)。這些將在下面描述。不同材料的許多方面的進(jìn)一步細(xì)節(jié)包含在SP系統(tǒng)復(fù)合材料手冊(cè)的加固部分。

單向織物(UD)是指大部分纖維只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的織物。少量纖維或其他材料可以向其他方向流動(dòng)，其主要目的是將初級(jí)纖維固定在位置上，盡管其他纖維也可以提供一些結(jié)構(gòu)特性。雖然一些0/90°面料的織工將重量?jī)H為單向75%的面料稱為單向面料，但SP Systems的研究表明單向度僅適用于纖維重量占某一方向重量90%以上的織物。單向纖維通常在0°方向(沿棍- a經(jīng)紗UD)，但也可以在90°到卷長(zhǎng)(一個(gè)緯紗UD)。

真正的單向織物能夠?qū)⒗w維精確地放置在所需的位置，并以最佳數(shù)量放置在組件中(不多于或少于所需數(shù)量)。除此之外，UD纖維是直的，無(wú)卷曲。這使得復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的織物具有最高的纖維性能。對(duì)于機(jī)械性能，單向織物只能通過(guò)預(yù)浸單向膠帶來(lái)改善，其中沒(méi)有任何二次材料將單向纖維固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ谶@些預(yù)浸產(chǎn)品中，只有樹(shù)脂系統(tǒng)將纖維固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/span>

有多種方法可以使初級(jí)纖維保持單向的位置，包括編織、縫合和粘合。與其他織物一樣，單向織物的表面質(zhì)量由兩個(gè)主要因素決定:一次纖維的支數(shù)和紗線數(shù)的組合以及二次纖維的數(shù)量和類型?？椢锏膽掖苟?、表面光滑度和穩(wěn)定性主要由結(jié)構(gòu)風(fēng)格決定，而面積重量、孔隙率和(在較小程度上)濕性則由選擇纖維tex和每厘米纖維數(shù)的適當(dāng)組合決定。

單向的經(jīng)線或緯線可以通過(guò)拼接過(guò)程制成(參見(jiàn)本出版物的“多軸”部分中的信息)。然而，為了獲得足夠的穩(wěn)定性，通常需要在織物表面加一塊墊子或紙巾。因此，與組裝纖維所需的拼接線一起，這種類型的UD織物中存在相對(duì)大量的次要寄生材料，這往往會(huì)降低層壓性能。此外，縫合線0°層的高昂成本和相對(duì)較慢的生產(chǎn)速度意味著這些織物可能相對(duì)昂貴。

對(duì)于需要多種纖維取向的應(yīng)用，結(jié)合0°和90°纖維取向的織物是有用的。其中大部分是編織產(chǎn)品。0/ 90°織物可以通過(guò)拼接而不是織造工藝生產(chǎn)，下面的“多軸織物”中給出了這種拼接技術(shù)的描述。

機(jī)織織物是由經(jīng)紗(0°)纖維和緯紗(90°)纖維按規(guī)則圖案或編織方式交織而成?？椢锏耐暾允怯衫w維的機(jī)械聯(lián)鎖來(lái)維持的。懸垂度(織物符合復(fù)雜表面的能力)，表面平整度和織物的穩(wěn)定性主要由編織方式控制。面積重量、孔隙率和濕出度(在較小程度上)由選擇正確的纖維密度和纖維數(shù)/厘米*來(lái)決定。以下是一些比較常見(jiàn)的編織風(fēng)格的描述:

每根經(jīng)紗交替穿過(guò)每根緯紗。面料對(duì)稱，穩(wěn)定性好，孔隙度合理。然而，它是最難以懸垂的織物，與其他織物相比，高水平的纖維卷曲賦予相對(duì)較低的機(jī)械性能。對(duì)于大纖維(高密度)，這種編織方式會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的卷曲，因此它往往不用于非常厚重的織物。

一根或多根經(jīng)紗以有規(guī)律的重復(fù)方式交替地在兩根或多根緯紗上或下編織。這就產(chǎn)生了視覺(jué)效果的直或斷裂的垂直'肋骨'的織物。斜紋織物比平紋織物更顯濕潤(rùn)和垂墜，只是穩(wěn)定性略有下降。由于卷曲減少，織物也有一個(gè)光滑的表面和稍高的機(jī)械性能。

緞紋織物基本上是斜紋織物，經(jīng)改良后產(chǎn)生較少的經(jīng)緯交叉。

名稱中使用的“線束”編號(hào)(通常為4,5和8)是在纖維重復(fù)之前交叉和穿過(guò)的纖維總數(shù)。“交叉腳”編織是緞面編織的一種形式，在重復(fù)模式中有不同的錯(cuò)開(kāi)。緞紋織物非常平整，具有良好的透濕性和高度的懸垂性。低壓彎具有良好的機(jī)械性能。緞面織物允許纖維在最接近的地方編織，并可以生產(chǎn)出緊密“緊密”的織物。然而，這種風(fēng)格的穩(wěn)定性和不對(duì)稱性是需要考慮的。這種不對(duì)稱導(dǎo)致織物的一面纖維主要沿經(jīng)紗方向運(yùn)動(dòng)，另一面纖維主要沿緯紗方向運(yùn)動(dòng)。在組裝這些織物的多層時(shí)必須小心，以確保應(yīng)力不會(huì)通過(guò)這種不對(duì)稱效應(yīng)建立在組件中。

籃織與平紋基本相同，只是兩根或兩根以上經(jīng)紗纖維與兩根或兩根以上緯紗纖維交替交織。兩根經(jīng)紗穿過(guò)兩根緯紗的排列被稱為2x2籃，但纖維的排列不需要對(duì)稱。因此，有可能有8x2, 5x4等?；@狀織物更平整，由于卷曲較少，比平紋織物更結(jié)實(shí)，但不太穩(wěn)定。它必須用于由厚(高密度)纖維制成的重型織物，以避免過(guò)度卷曲。

梭織編織提高了“開(kāi)放式”織物的穩(wěn)定性，這種織物具有低纖維計(jì)數(shù)。一種平紋織物，相鄰的經(jīng)紗纏繞在連續(xù)的緯紗上形成螺旋對(duì)，有效地將每條緯紗“鎖定”在適當(dāng)?shù)奈恢?。拉諾織物通常與其他織物組合使用，因?yàn)槿绻麊为?dú)使用，其開(kāi)放性不能產(chǎn)生有效的復(fù)合成分。

一種平紋織造法，在這種織造法中，偶爾有幾根經(jīng)紗按一定的間隔從交替的上下交錯(cuò)中抽出，而改為每?jī)筛騼筛陨系睦w維交織一次。這種情況在緯線方向上發(fā)生的頻率相似，總體效果是織物厚度增加，表面粗糙，孔隙率增加。

四方織法是一種特殊的編織風(fēng)格，由SP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，以促進(jìn)層壓在大的表面區(qū)域。面料，在任何纖維，編織在4-挽具緞面風(fēng)格，給一個(gè)良好的組合懸垂，潮濕和空氣釋放。當(dāng)織物在模子中鋪設(shè)時(shí)，經(jīng)緯纖維中都包含有示蹤劑，用于織物的對(duì)準(zhǔn)——玻璃織物中有藍(lán)色(聚酯)示蹤劑，碳織物中有黃色(芳綸)示蹤劑?？椢锏倪吘壴诤穸壬铣叔F形，以便相鄰織物可以以最小的厚度增加重疊。減少經(jīng)紗邊緣處(通常距織物邊30毫米處)的纖維支數(shù)，可產(chǎn)生變細(xì)效果。

機(jī)織玻璃紗織物與機(jī)織粗紗

以紗線為基礎(chǔ)的織物通常比粗紗具有更高的單位重量強(qiáng)度，并且通常更細(xì)，生產(chǎn)的織物在可用重量范圍的較輕一端。編織粗紗的生產(chǎn)成本較低，可以更有效地濕潤(rùn)。無(wú)論如何，由于它們只能在較重的質(zhì)地中使用，它們只能生產(chǎn)可用重量范圍的中等到較重的織物，因此更適合于較厚、較重的層壓板。

下表涵蓋了在考慮將玻璃紗纖維用于復(fù)合材料組件時(shí)應(yīng)用的一些選擇標(biāo)準(zhǔn)。

0/90°織物也可以通過(guò)拼接工藝制作，有效地將兩層單向材料組合成一種面料。

由于以下因素，縫制0/90°織物在某些性能上比機(jī)織織物的機(jī)械性能提高20%:

1.平行無(wú)卷曲纖維在加載時(shí)立即承受應(yīng)變。

2.在機(jī)織織物中經(jīng)緯纖維交點(diǎn)處發(fā)現(xiàn)的應(yīng)力點(diǎn)被消除。

3.與機(jī)織板相比，層壓板可裝入密度更高的纖維。在這方面，織物的行為更像是單向?qū)印?/span>

與機(jī)織織物相比的其他優(yōu)點(diǎn)包括:

1.用超過(guò)1kg/sqm的纖維就可以很容易地生產(chǎn)出厚重的織物。

2.增加纖維的填料可以減少樹(shù)脂的用量。

“混合”一詞指的是在結(jié)構(gòu)中含有一種以上結(jié)構(gòu)纖維的織物。在多層層壓板中，如果需要一種以上類型的纖維的性能，那么可以提供兩種織物，每一種都含有所需的纖維類型。然而，如果需要低重量或極薄的層壓板，混合織物將允許兩種纖維在一層織物中呈現(xiàn)，而不是兩層。在混紡織物中，一根纖維在緯紗方向上運(yùn)動(dòng)，另一根纖維在經(jīng)紗方向上運(yùn)動(dòng)是可能的，但更常見(jiàn)的是在經(jīng)紗/緯紗方向上發(fā)現(xiàn)每種纖維的線是交替的。雖然鋁雜化體最常見(jiàn)于0/90°機(jī)織織物，但該原理也用于0/90°針織物、單向織物和多軸織物。最常見(jiàn)的混合組合有:

碳纖維/芳綸

芳綸纖維具有較高的抗沖擊性和抗拉強(qiáng)度，同時(shí)炭具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。這兩種纖維密度都很低，但成本相對(duì)較高。

芳綸/玻璃纖維

芳綸纖維的低密度、高抗沖擊性和抗拉強(qiáng)度與玻璃良好的抗壓和抗拉強(qiáng)度相結(jié)合，再加上成本較低。

碳纖維/玻璃纖維

碳纖維具有較高的拉伸抗壓強(qiáng)度和剛度，并降低了密度，而玻璃則降低了成本。

近年來(lái)，多軸織物已開(kāi)始在復(fù)合材料構(gòu)件的構(gòu)造中得到青睞。這些織物由一層或多層長(zhǎng)纖維組成，由二級(jí)非結(jié)構(gòu)拼接胎面固定。主要纖維可以是任意組合的任何結(jié)構(gòu)纖維?？p合線通常是聚酯纖維，因?yàn)樗Y(jié)合了適當(dāng)?shù)睦w維性能(用于將織物粘合在一起)和成本。除了簡(jiǎn)單的0/90°機(jī)織織物外，拼接工藝還可以將多種纖維取向組合成一種織物。多軸織物有以下主要特點(diǎn):

優(yōu)勢(shì)

與機(jī)織類型相比，縫制多軸織物的兩個(gè)關(guān)鍵改進(jìn)是:

（i）更好的機(jī)械性能，主要是因?yàn)槔w維始終是直的，沒(méi)有卷曲，而且隨著織物層數(shù)的增加，纖維的方向也越來(lái)越多。

(ii)基于織物可以做得更厚和具有多種纖維取向的事實(shí)，提高組件構(gòu)建速度，因此在層壓序列中需要包含的層數(shù)更少。

劣勢(shì)

聚酯纖維不能很好地與一些樹(shù)脂系統(tǒng)結(jié)合，因此拼接可能是產(chǎn)生吸汗或其他故障的起點(diǎn)?？椢锏纳a(chǎn)過(guò)程也可能很慢，機(jī)器的成本也很高。這一點(diǎn)，再加上低重量織物需要更昂貴的低特克斯纖維來(lái)獲得良好的表面覆蓋，這意味著與機(jī)織織物相比，高質(zhì)量的縫制織物的成本可能相對(duì)較高。對(duì)于極重的織物，雖然可以將大量的纖維快速地融入到組件中，但如果沒(méi)有自動(dòng)化的工藝，也很難用樹(shù)脂浸漬。最后，除非像SP織物樣式那樣仔細(xì)控制，否則縫合過(guò)程會(huì)將纖維聚集在一起，特別是在0°方向，在層壓板中產(chǎn)生富含樹(shù)脂的區(qū)域。

織物結(jié)構(gòu)

這種面料最常見(jiàn)的形式如下圖所示:

多軸面料的基本制作方法有兩種:

編織與縫合

用“編織和縫合”方法+45°和-45°層可以通過(guò)編織單向緯紗，然后在特殊的機(jī)器上傾斜織物，到45°層。經(jīng)紗單向或緯紗單向也可以不傾斜地制成0°和90°層。如果0°和90°層都存在于多層針織物中，那么這可以由傳統(tǒng)的0/90°機(jī)織織物提供。由于可以使用粗粗紗來(lái)制作每一層，編織過(guò)程相對(duì)較快，后續(xù)通過(guò)簡(jiǎn)單的拼接框架將層拼接在一起。

用這種方法制作四邊形(四層:+45°，0°，90°，-45°)織物，單向緯紗將被編織，并在一個(gè)方向傾斜，形成+45°層，在另一個(gè)方向傾斜，形成-45°層。0°層和90°層將呈現(xiàn)為單一的編織織物。然后，這三個(gè)元素將被縫合在一個(gè)拼接框架上，從而產(chǎn)生最終的四軸織物。

同時(shí)針

同時(shí)針制是在針織工藝的基礎(chǔ)上，在專用機(jī)器上進(jìn)行的，如利巴、馬利莫、邁耶等。每臺(tái)機(jī)器的纖維鋪設(shè)精度各不相同，特別是在保持纖維平行方面。這些類型的機(jī)器有一個(gè)框架，它同時(shí)為每個(gè)軸/層吸引纖維，直到所需的層已經(jīng)組裝好，然后將它們縫合在一起，如下圖所示。

其他/隨機(jī)織物

碎鏈墊

切分絞線(CSM)是一種無(wú)紡布材料，顧名思義，由隨機(jī)定向的切碎的玻璃股組成-用于海洋應(yīng)用-由PVA乳液或粉末粘結(jié)劑連接在一起。盡管PVA具有優(yōu)越的懸垂處理和潤(rùn)濕特性，但在海洋環(huán)境中的用戶應(yīng)謹(jǐn)慎使用，因?yàn)樗鼤?huì)受到水分的影響，并可能導(dǎo)致滲透，如水泡。

今天短切絞線襯墊很少用于高性能復(fù)合材料部件，因?yàn)樗豢赡苌a(chǎn)具有高纖維含量的層壓板，根據(jù)定義，高強(qiáng)度重量比。

薄紗織品

薄紗織品是由均勻而隨機(jī)地分布在平面上的連續(xù)纖維絲組成的。然后用有機(jī)粘合劑如聚乙烯醇，聚酯等化學(xué)結(jié)合在一起。由于強(qiáng)度相對(duì)較低，它們主要不用作增強(qiáng)材料，而是作為層壓板上的堆焊層，以提供光滑的表面處理。組織通常制造的面積重量在5到50g/sqm之間。玻璃組織通常用于通過(guò)在表面富集樹(shù)脂來(lái)創(chuàng)建抗腐蝕屏障。同樣的濃縮工藝還可以防止膠衣表面高度卷曲織物的穿透打印。 

花穗辮

辮子是由螺旋狀的纖維交織而成的管狀織物。管的直徑由管的周長(zhǎng)纖維的數(shù)量、螺旋纖維的角度、每單位長(zhǎng)度纖維的交點(diǎn)數(shù)量以及組件中纖維的尺寸(密度)來(lái)控制。如0/90°梭織織物，交織的樣式可有所不同(平紋、斜紋等)。管直徑通常為纖維角 ±45°，但編織過(guò)程允許纖維移動(dòng)在大約25°和75°之間的角度，取決于纖維的數(shù)量和密度。窄角的直徑小，而寬角的直徑大。因此，沿著一根管的長(zhǎng)度，可以通過(guò)改變纖維角度來(lái)改變直徑-較小的角度(相對(duì)于零)給予較小的直徑，反之亦然。編織可以在桅桿、天線、傳動(dòng)軸和其他需要抗扭強(qiáng)度的管狀結(jié)構(gòu)等復(fù)合材料部件中找到。