复合材料概论个人整理版(考试专用).pdf

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1、第一章总论1.2复合材料的定义什么是复合材料?(CompositionMaterials,Composite)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材料。复合材料＝基体(连续相)＋增强材料(分散相)1.3复合材料的命名复合材料在世界各国还没有统一的名称和命名方法，比较共同的趋势是根据增强体和基体的名称来命名，通常有以下三种情况：（1）强调基体时以基体材料的名称为主如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。（2）强调增强体时以增强体材料的名称为主如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强

2、复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等。（3）基体材料名称与增强体材料并用。这种命名方法常用来表示某一种具体的复合材料，习惯上把增强体材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面。例如：“玻璃纤维环氧树脂复合材料”，或简称为“玻璃/环氧复合材料”。碳纤维和金属基体构成的复合材料叫“金属基复合材料”，也可写为“碳/金属复合材料”。碳纤维和碳构成的复合材料叫“碳/碳复合材料”。国外还常用英文编号来表示，如MMC（MetalMatrixComposite）表示金属基复合材料，FRP（FiberReinforcedPlastics）表示

3、纤维增强塑料，而玻璃纤维/环氧则表示为GF/Epoxy,或G/Ep(G-Ep)1.4复合材料的分类按增强材料形态分类：连续纤维复合材料、短纤维复合材料、粒状填料复合材料、编织复合材料、其他:层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按增强纤维种类分类：玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料、金属纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料、混杂复合材料。按基体材料分类：聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料按材料作用分类：结构复合材料、基体材料和增强体材料、功能复合材料热固性树脂基聚合物基复合材料热塑性树脂基橡胶基

4、轻金属基金属基复合材料高熔点金属基金属间化合物基结构复合材料高温陶瓷基陶瓷基复合材料玻璃基玻璃陶瓷基水泥基复合材料碳基复合材料1/23叠层式复合材料人工晶片片材增强复合材料天然片状物结构复合材料微米微米颗粒颗粒颗粒增强复合材料纳米纳米颗粒颗粒晶须晶须增强复合材料增强复合材料不连续纤维复合材料短切纤维短切纤维增强复合材料增强复合材料纤维增强复合材料单向纤维单向纤维增强复合材料连续纤维增强连续纤维增强复合材料复合材料二维织物二维织物增强复合材料三维织物三维织物增强复合材料复合材料系统组合连续相分散相金属材料金属材料无机非金属

5、材料有机高分子材料金金金属纤维纤维纤维//金属基复合材料钢丝钢丝//水泥复合材料增强橡胶增强橡胶属属金属晶须晶须晶须//金属基复合材料晶须/陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料材材料料金属片材金属//塑料板纤维纤维纤维//金属基复合材料纤维/陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料陶无无晶须晶须晶须//金属基复合材料晶须/陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料瓷机机颗粒弥散强化合金材料粒子填充塑料粒子填充塑料非非金金玻纤维纤维纤维//树脂基复合材料属属璃颗粒材材料料纤维碳纤维/金属基复合材料碳纤维//陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料碳纤维碳纤维/树脂基复

6、合材料碳炭黑颗粒/橡胶；颗粒/树脂基树脂基有机有机纤维有机纤维纤维纤维//树脂基复合材料树脂基复合材料高分塑料塑料金属/塑料塑料子材子材料料橡胶橡胶Composites同质复合材料：增强材料和基体材料属于同种物质，如碳/碳复合材料。异质复合材料：前面提及的复合材料多属此类。1.5复合材料的基本性能复合材料的特点：1.可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能；2.可按对材料性能的需要进行材料设计和制造；3.可制成所需的任意形状的产品。复合材料性能的影响因素：取决于增强相的性能、含量及分

7、布状况，基体相的性能、含量，以及它们之间的的界面结合、成型工艺、结构设计等。聚合物基复合材料的主要性能（１）比强度大、比模量大；（２）耐疲劳性能好；（３）减震性好；2/23（４）过载时安全性好；（５）具有多种功能性；（６）有很好的加工工艺性。烧蚀是指材料在高温时，表面发生分解，引起气化，与此同时吸收热量，达到冷却的目的，随着材料的逐渐消耗，表面出现很高的吸热率。①耐烧蚀性好；②有良好的耐磨性能；③高度的电绝缘性能；④优良的耐磨蚀性能；⑤有特殊的光学、电学、磁学特性。金属基复合材料的主要性能（１）高比强度、高比模量；（２）

8、导热、导电性能；（３）热膨胀系数小、尺寸稳定性好；（４）良好的高温性能；（５）耐磨性好；（６）良好的疲劳性能和断裂性能；（７）不吸潮、不老化、气密性好。陶瓷基复合材料的主要性能高温强度和韧性高、耐辐射效率高、抗氧化、抗开裂等。例如：碳纤维增强碳化硅、碳化硅纤维增强碳化硅分别在1700oC和1200oC下保持20oC时