普通化学――复合材料(2015).ppt

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1、《普通化学》主讲：梅崇珍复合材料复合材料概述定义：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质采用适当的工艺组合而成的一种多相固体材料。这种多相固体材料的性能比单一材料的性能优越。一、复合材料（Compositematerials）的定义复合材料概述天然复合材料：竹子、木材、动物皮肤、贝壳等。最原始的人工复合材料：6000年前，我国古代劳动人民使用的土坯砖建筑材料是用粘土和稻草组成的。古代金属基复合材料：越王剑用的是一种金属包层复合材料，在潮湿的环境中埋藏了几千年，出土时仍光亮夺目，锋利无比。复合材料概述小飞守角制作古代用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材

2、料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。复合材料的历史复合材料发展第一代：1942~1960年，玻璃纤维增强塑料时代。复合材料发展第二代：1960~1980年，先进复合材料发展时代，主要研究增强材料，英国研制碳纤维，美国研制了Kevlar纤维（凯芙拉，一种新型复合材料聚对苯二甲酰对苯

3、二胺）。用于飞机、火箭的主承力构件。复合材料发展第三代：1980~1990年，纤维增强金属基复合材料时代，其中铝基复合材料应用最广泛；同时陶瓷基复合材料也得到研究和发展。复合材料发展第四代：1990~至今，主要发展多功能复合材料，梯度功能材料、纳米复合材料、仿生复合材料。复合材料概述二、复合材料的组成组成：复合材料由基体(matrix)、增强体(reinforcement)和两者之间的界面组成。基体：处于连续相的材料为基体；增强体：分散在基体中的粒子或纤维称为增强材料，又叫分散材料。主要有纤维、晶须和颗粒。复合材料概述三、复合材料的命名及表示方法1、强调基体材料时以基体材料命名

4、，如金属基复合材料。2、强调增强材料时以增强材料命名，如碳纤维增强复合材料。3、强调基体材料和增强材料时，两者并用，如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。纤维增强高分子复合材料复合材料概述1、增强材料/基体材料如WC/Co（读作：由碳化钨增强的钴基复合材料）；SiC（P）/Al（读作：由碳化硅颗粒增强的铝基复合材料）；C（F）/EP（读作：由碳纤维增强的环氧树脂复合材料）。2、英文编号的缩写如FRP：纤维增强塑料（FiberReinforcedPlastics）；PMC：聚合物基复合材料；MMC：金属基复合材料；CMC：陶瓷基复合材料；FRC：纤维增强复合材料；三、复合材料的命名及表

5、示方法复合材料概述四、复合材料的分类按基体材料分类1、聚合物基复合材料（PolymerMatrixComposites，简写PMC）2、金属基复合材料（MetalMatrixComposites，简写MMC）3、陶瓷基复合材料（CeramicMatrixComposites，简写CMC）4、碳碳基复合材料（Carbon-CarbonComposites，简写C/C）复合材料概述按增强材料的形状分类1、纤维增强复合材料：将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。2、夹层增强复合材料：由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强

6、度低，但具有一定刚度和厚度。3、颗粒增强复合材料：将硬质细颗粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。4、混杂复合材料：由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。四、复合材料的分类复合材料概述小飞守角制作总之，按不同的标准和要求，复合材料通常有以下几种分类法：复合材料1.按基体材料分类2.按增强相形状分类3.按复合材料的性能分类小飞守角制作复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。非金属无机材料金属复合材料小飞守角制作（一）按复合材料基体材料分类氟金云母TPD钻头井盖聚合物基陶瓷基金属基复合材料小飞守角制作（二）按复合材料增强相形状分类复合材料纤维增强粒子增强

7、材料和层状玻璃纤维垃圾桶塑料增韧剂钛标准件小飞守角制作（三）按复合材料性能分类复合材料结构功能消防衣防火性能结构件的环氧碳纤维1、高比强度、高比模量（刚度）：比强度=强度/密度单位：MPa/(g/cm3),比模量=模量/密度单位：GPa/(g/cm3)。2、良好的高温性能：聚合物基复合材料的最高耐温上限为350C；金属基复合材料按不同的基体性能，其使用温度在3501100C范围内变动；陶瓷基复合材料的使用温度可达1400C；碳/碳复合材料的使用温度最高可达2800C。五、复合材料的