复合材料学》复习题.ppt

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1、《复合材料学》复习题2011-2012下学期1根据ISO的定义，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组合而成的一种多相固体。根据ISO的定义，复合材料可以是一个连续物理相与一个连续分散相的复合，也可以是两个或者多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合，复合后的产物为固体时才称为复合材料，若复合产物为液体或气体时就不称为复合材料。根据ISO对复合材料的定义，在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的，两相之间

2、存在着相界面。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。2复合材料的出现和发展，是现代科学技术不断进步的结果，也是材料设计方面的一个突破。复合材料的分类方法大致有四种，包括：按增强材料的形态分类，按增强纤维的种类分类，按基体材料分类，按材料作用分类。功能用金属基复合材料所用的金属基体均具有良好的导热、导电性和良好的力学性能，但有热膨胀系数大、耐电弧烧蚀性差等缺点。由于硅酸盐水泥水化过程中产生大量Ca(OH)2，故其水泥石孔隙浓相的碱性很强。玻璃是通过无机材料高温烧结而成的一种陶瓷材料。与

3、其他陶瓷材料不同，玻璃在熔体后不经结晶而冷却成为坚硬的无机材料，即具有非晶态结构是玻璃的特征之一。3聚合物基复合材料的界面层结构大致包括：界面的结合力、界面的区域(厚度)和界面的微观结构等几个方面。现代陶瓷材料的研究最早是从对硅酸盐材料开始的，随后又逐步扩大到了其他的无机非金属材料。目前被人们研究最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻、价格低等优点。复合材料中常用的增强纤维包括：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维。碳碳复合材料是由碳纤维或各种碳织

4、物强碳，或石墨化的树脂碳（或沥青）以及化学气相沉积碳所形成的复合材料，是具有特殊性能的新型工程材料，也被称为碳纤维增强碳复合材料。4特种玻纤主要包括高强度及高模量玻纤、耐高温玻纤、空心玻纤.纤维增强陶瓷基复合材料的性能取决于多种因素。从基体方面看，与气孔的尺寸及数量，裂纹的大小以及一些其他缺陷有关；从纤维方面来看，则与纤维中的杂质、纤维的氧化程度、损伤及其他固有缺陷有关；从基体与纤维的结合情况上看．则与界面及结合效果、纤维在基体中的取向，以及基体与纤维的热膨胀系数差有关。陶瓷基复合材料的增强体也

5、称为增韧体。从几何尺寸上可分为纤维、晶须和颗粒。晶须及颗粒增强的陶瓷基复合材料的制造工艺大致分为四个步骤，依次为：配料、成型、烧结、精加工。5铝基复合材料是在金属基复合材料中应用得最广的一种。硼纤维是用化学气相沉积法由钨底丝上用氢还原三氯化硼制成的。有的硼纤维带有一定厚度的碳化硅涂层，其目的是为了提高纤维的抗氧化性能。硼纤维表面具有高的残余压缩应力，易操作处理，对表面磨损和腐蚀不敏感。蓝宝石晶须属于迄今所发现的强度最高的固体形态。目前碳纤维生产的主要有两种，即高模量和低模量型。注射成型可用于热塑

6、性及热固性聚合物基复合材料的生产。6石墨纤维与多数金属化学相容性很差。碳纤维与氧化镁的热膨胀系数相差一个数量级，故碳纤维增强的氧化镁陶瓷致密度很低。浸渍法制备陶瓷基复合材料产品致密度较低。铝基和镁基复合材料是可用于450℃以下的轻金属基复合材料。酚醛树脂是最早实现工业化生产的一种树脂。在以热塑性聚合物为基体的复合材料中，玻纤增强的种类比碳纤维增强的种类要多。我国特有的一种玻纤是中碱玻璃纤维。二氧化硅含量多能提高玻璃纤维的化学稳定性，而碱金属氧化物含量提高的作用相反。7玻纤的强度比块状玻璃大很多，

7、其耐腐蚀性较块状玻璃低很多。碳纤维不属于有机纤维。碳纤维在断裂前不会发生屈服。目前，芳纶纤维使用量最大的领域是轮胎帘子布。聚合物的界面不是一个几何面。复合材料由连续相和分散相构成，可以是固体，不可以是液体或者气体。不饱和聚酯树脂用于复合材料的价格很便宜，比环氧树脂低许多。热固性聚合物基复合材料与热塑性聚合物基复合材料相比，在力学性能、使用温度、老化性能等方面都有优势。8连续纤维复合材料：作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。混杂复合材料：即用两种或两种以上纤维增强同一基体制

8、成的复合材料。其可以看成是两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。反玻璃化及玻璃陶瓷：许多无机玻璃可以通过适当的热处理使其由非晶态转变为晶态，这一过程称为反玻璃化。对于某些玻璃，反玻璃化过程可以控制，最后能够得到无残余应力的微晶玻璃，这种材料称为玻璃陶瓷。呋喃树脂：凡是含有呋喃环结构的树脂统称为呋喃树脂。一般包括糠醇、糠醛和糠酮及其衍生物漆糠树脂、糠醇改性酚醛树脂等。9引发剂及游离基：引发剂是一种活性较大含有共价键的化合物，在一定条件下，它可以分解产生游离基，游离基是一种