1复合材料原理绪论.ppt

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1、第第第第1 1章绪论章绪论章绪论章绪论 2011-9-20 2011-9-20 2011-9-20 2011-9-20复合材料原理复合材料原理复合材料原理复合材料原理主要内容主要内容 材料的发展与人类文明进步材料的发展与人类文明进步1 复合材料定义、种类、发展复合材料定义、种类、发展2 复合材料特点与性能复合材料特点与性能3 本课程研究的范围本课程研究的范围4 学习本课程的意义和要求学习本课程的意义和要求5一、材料的发展与人类文明现代文明现代文明生物技术生物技术信息技术信息技术能源技术能源技术材料科学与工程材料科学与工程材料是现代文明的基石材料是现代文明的基石 材料、能源、信息和生物技术是现代

2、科技四大支柱，将人类物质文明推向新阶段。材料是人类社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。一、材料的发展与人类文明材料是文明的标杆材料是文明的标杆一、材料的发展与人类文明材料是文明的标杆材料是文明的标杆一、材料的发展与人类文明材料的发展材料的发展复合材料是金属、陶瓷、高分子等均质材料发展的必然结果。复合材料是金属、陶瓷、高分子等均质材料发展的必然结果。一、材料的发展与人类文明材料的分类材料的分类按化学组成（或基本组成）分类：按化学组成（或基本组成）分类：1.金属材料金属材料2.无机非金属材料无机非金属材料3.高分子材料（聚合物）高分子材料（聚合物）4.复合材料复合材料一、材料的发展与人类

3、文明材料的分类材料的分类 金属材料是由金属元素组成的材金属材料是由金属元素组成的材料。分为由一种金属元素组成的单料。分为由一种金属元素组成的单质（纯金属）；由两种或以上金属质（纯金属）；由两种或以上金属元素或金属与非金属元素构成的合元素或金属与非金属元素构成的合金。合金分为固溶体和金属间化合金。合金分为固溶体和金属间化合物物。金属材料金属材料一、材料的发展与人类文明材料的分类材料的分类无机非金属材料无机非金属材料 无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、无机非金属材料是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和（或）氧化物、氮化物、碳磷酸盐、锗酸盐等原料和（或）氧化物、氮化物、碳化物、

4、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料。是除金属材料、高分子材定的工艺制备而成的材料。是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称。与广义的陶瓷材料含义等同。料以外所有材料的总称。与广义的陶瓷材料含义等同。无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前还没有统无机非金属材料种类繁多，用途各异，目前还没有统一完善的分类方法。一完善的分类方法。一般分为传统的（普通的）和新一般分为传统的（普通的）和新型的（先进的）无机非金属材料两大类。型的（先进的）无机非金属材料两大类。一、材料的发展与人类文明材料的分类材料的分类有机高分子材料（高聚物）有

5、机高分子材料（高聚物）高聚物是由一种或几种简高聚物是由一种或几种简单低分子化合物聚合成的分子单低分子化合物聚合成的分子量很大的化合物。高聚物的种量很大的化合物。高聚物的种类繁多，性能各异，分类方法类繁多，性能各异，分类方法多样。按多样。按来源来源分为天然高分子分为天然高分子材料和合成高分子材料；按材料和合成高分子材料；按性性能和用途能和用途分为橡胶、纤维、塑分为橡胶、纤维、塑料和胶粘剂等。料和胶粘剂等。一、材料的发展与人类文明材料的分类材料的分类复合材料复合材料 复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。料组合而成。是多

6、相材料，主要包括基体相和增强相。是多相材料，主要包括基体相和增强相。基体相是连基体相是连续相材料，作用是把改善性能的增强相材料固结成一体，并传递应续相材料，作用是把改善性能的增强相材料固结成一体，并传递应力；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材力；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复合材料既保持原材料的重要特色，又通过复合效应料）的作用。复合材料既保持原材料的重要特色，又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料的定义复合材料

7、的定义复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同复合方法得到的宏观多相材料。不同复合方法得到的宏观多相材料。是多相材料，主要包括是多相材料，主要包括基体相和增强相。基体相和增强相。基体相是连续相材料，作用是把改善性能基体相是连续相材料，作用是把改善性能的增强相材料固结成一体，并传递应力；增强相起承受应力的增强相材料固结成一体，并传递应力；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复合材料既保持原材料的重要特色，又通过复合效应使各组分合材料既保持原材料的重要特色，

8、又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。区别于混合材料的特征是区别于混合材料的特征是多相结构，存在复合效应多相结构，存在复合效应。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料的组成复合材料的组成l复合材料主要由复合材料主要由基体和增强体基体和增强体（对功能材料称功能体）组（对功能材料称功能体）组成成l基体：连接增强体、传递载荷、分散载荷基体：连接增强体、传递载荷、分散载荷l增强体：结构结构复合材料中主要起承受载荷的作用。增强体：结构结构复合材料中主要起承受载荷的作用。l功能体：赋予复合材料一定的物理、化学功能。功能体：赋予

9、复合材料一定的物理、化学功能。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料分类复合材料分类（1）基体种类）基体种类树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。（2）增强材料）增强材料 形状：颗粒、晶须、纤维、织物形状：颗粒、晶须、纤维、织物 类型类型:无机和有机材料无机和有机材料 （3）用途）用途 结构复合材料、功能复合材料。结构复合材料、功能复合材料。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料分类复合材料分类 树脂基树脂基 基体材料基体材料 金属基金属基 陶瓷基陶瓷基 粒子状粒子状 增强剂增强剂纤维状纤维状 层状层状 聚脂树脂聚脂树脂 飞机、汽车、飞

10、机、汽车、树脂基树脂基 (玻璃钢玻璃钢)玻璃纤维玻璃纤维 船舶、建筑船舶、建筑 结构结构 金属金属 复合复合 金属基金属基 耐热纤维耐热纤维 航空、航天航空、航天 复合方式复合方式 基体陶瓷基体陶瓷 Al2O3、SiO2、SiC、陶瓷基陶瓷基 增强纤维增强纤维 C、SiC、航空航天航空航天 功能功能 功能体功能体 换能、导电、导磁换能、导电、导磁 复合复合 基基 体体 屏蔽屏蔽 吸波材料吸波材料 增强纤维增强纤维 隐形飞机隐形飞机 二、复合材料的定义、分类、发展复合材料分类复合材料分类树脂基复合材料树脂基复合材料热热固固性性树树脂脂基基复复合合材材料料环环氧氧树树脂复合材料脂复合材料酚酚醛树醛

11、树脂复合材料脂复合材料不不饱饱和聚和聚酯酯基复合材料基复合材料双双马马来来酰亚酰亚胺基复合材料胺基复合材料脲醛脲醛基复合材料基复合材料聚氨聚氨酯酯基复合材料基复合材料热热固型聚固型聚酰亚酰亚胺基复合材料胺基复合材料三聚三聚氰氰胺基复合材料胺基复合材料有机硅基复合材料有机硅基复合材料热热塑塑性性树树脂脂基基复复合合材材料料聚苯硫醚基复合材料聚苯硫醚基复合材料聚醚酮复合材料聚醚酮复合材料聚砜基复合材料聚砜基复合材料热塑性聚酰亚胺基复合材料热塑性聚酰亚胺基复合材料聚醚酰亚胺基复合材料聚醚酰亚胺基复合材料聚甲醛基复合材料聚甲醛基复合材料聚丙聚丙烯烯基复合材料基复合材料聚四氟乙烯基复合材料聚四氟乙烯基复

12、合材料聚碳酸酯基复合材料聚碳酸酯基复合材料聚苯并咪唑基复合材料聚苯并咪唑基复合材料聚喹恶啉基复合材料聚喹恶啉基复合材料二、复合材料的定义、分类、发展树脂基复合材料特点树脂基复合材料特点l聚合物基体及其复合材料性能特点聚合物基体及其复合材料性能特点（1）密度低）密度低（2）耐腐蚀）耐腐蚀（3）易氧化，老化）易氧化，老化（4）耐热性较差，易降解和氧化）耐热性较差，易降解和氧化（5）易燃）易燃（6）摩擦系数低）摩擦系数低（7）低的导热性和高的热膨胀性）低的导热性和高的热膨胀性（8）电绝缘性好，静电积累）电绝缘性好，静电积累（9）可整体着色）可整体着色（10）力学性能随分子结构变化）力学性能随分子结构

13、变化二、复合材料的定义、分类、发展复合材料分类复合材料分类基体材料的性能基体材料的性能分类分类名称名称拉伸强度拉伸强度杨氏模量杨氏模量抗弯强度抗弯强度聚聚合合物物聚丙烯聚丙烯3341 MPa1.2-1.4 GPa41.455.1 MPa尼龙尼龙666681.3 MPa3.13.2 GPa98107.8 MPaABSABS16.662MPa0.72.8 GPa24.893 MPa聚碳酸酯聚碳酸酯65.7 MPa2.22.4 GPa96103.9 MPa金金属属0808碳素钢碳素钢325 MPa210 GPa铸铁铸铁HT15-33HT15-33150 MPa150160 GPa330 MPa工业铝

14、工业铝L4L4140 MPa69 GPa陶陶瓷瓷Al2O399.9%Al2O399.9%300 MPa370 GPa碳化钛碳化钛258 MPa450 GPa烧结烧结SiCSiC300 MPa410 GPa二、复合材料的定义、分类、发展复合材料分类复合材料分类增强体增强体增强体性能参数增强体性能参数生产厂家生产厂家 商品名及牌号商品名及牌号直径直径 m 密度密度 g/cm3抗拉强度抗拉强度 MPa弹性模量弹性模量GPaE玻璃纤维玻璃纤维 915 2.6 3232 72日本东丽日本东丽 T 300 碳纤维碳纤维 7 1.763 500230日本东丽日本东丽T一一1000 碳纤维碳纤维5 1.827

15、060294日本东丽日本东丽M60J 碳纤维碳纤维 51 9438205883M公司公司Nextel 480 A12O3纤维纤维10-123.052275 224日本碳日本碳(株株)Nicalon SiC 纤维纤维10152.552450-2940167-176美美AVCOSCS-6SiC 纤维纤维14034000400法法SNPEB4C 涂复钨芯硼纤维涂复钨芯硼纤维1402.53700400美美Kevlar49 芳纶纤维芳纶纤维121.44176062(原原)苏联苏联 APMOC 芳纶纤维芳纶纤维1.435000150W丝丝1319.44020407钢丝钢丝137.744120193-SiC

16、晶须晶须0.113.8570000 6000美杜邦公司美杜邦公司A12O3晶须晶须203.95379二、复合材料的定义、分类、发展增强体增强体l玻璃纤维玻璃纤维直径直径5-20m 主要用在对使用性能要求不高的场合。主要用在对使用性能要求不高的场合。优点：强度较高优点：强度较高（可达（可达2GPa），相对密度小，相对密度小（2.4-2.7g/cm3），化学稳定性高，耐热性好；，化学稳定性高，耐热性好；缺点：脆性大，耐磨性差，纤维表面光滑不易与其它物质缺点：脆性大，耐磨性差，纤维表面光滑不易与其它物质结合。结合。用途：可制成长纤维和短纤维，或织成布和毡。用途：可制成长纤维和短纤维，或织成布和毡。二

17、、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体碳纤维和石墨纤维碳纤维和石墨纤维有机纤维在惰性气体中，经高温碳化制成。有机纤维在惰性气体中，经高温碳化制成。2000以下制得碳以下制得碳纤维，再经纤维，再经2500以上处理得石墨纤维。以上处理得石墨纤维。l机械性能受温度的影响较小：弹性模量高，机械性能受温度的影响较小：弹性模量高，2500无氧气氛无氧气氛中变化较小。中变化较小。l石墨纤维的耐热性和导电性比碳纤维高，并具有自润滑性。石墨纤维的耐热性和导电性比碳纤维高，并具有自润滑性。l主要用在对使用性能要求较高的条件主要用在对使用性能要求较高的条件如碳如碳/碳复合材料用在航空航天等领域。碳

18、复合材料用在航空航天等领域。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体高性能有机纤维高性能有机纤维l超高强聚乙烯纤维超高强聚乙烯纤维l芳香族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维l聚苯并双恶唑聚苯并双恶唑PBOPBOl液晶芳族杂环聚合物液晶芳族杂环聚合物 二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体高性能有机纤维高性能有机纤维l超高分子量聚乙烯纤维（超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE、HTHMPE或或UPS-PE）也称伸直链聚乙烯纤维或高强、高模量聚乙烯纤，以超高分子量聚乙烯也称伸直链聚乙烯纤维或高强、高模量聚乙烯纤，以超高分子量聚乙烯为原料，经溶胶纺丝为原料，经溶胶纺丝-超

19、倍拉伸技术制得。超倍拉伸技术制得。其特点是：其特点是：l相对分子量大于相对分子量大于100万；万；l密度低：密度低：0.960.97g/cm3,是最轻的纤维；是最轻的纤维；l强度高：强度高：3.56.3GPa，是钢的，是钢的10倍，碳纤维和芳纶纤维的倍，碳纤维和芳纶纤维的2倍；倍；l耐热性差：耐热性差：140熔融。熔融。主要用在缆绳和高技术军备材料，如武器装甲、防弹背心、头盔等。主要用在缆绳和高技术军备材料，如武器装甲、防弹背心、头盔等。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体高性能有机纤维高性能有机纤维l芳香族聚酰胺纤维凯芙拉芳香族聚酰胺纤维凯芙拉Kevlar 由杜邦公司由

20、杜邦公司1972年开发，对苯二甲酰对苯二胺年开发，对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），是液晶高分子，特点：），是液晶高分子，特点：（1）高比强度、高比模量高比强度、高比模量比强度是钢丝的比强度是钢丝的3-4倍，比模量是钢丝或玻倍，比模量是钢丝或玻璃纤维的璃纤维的2-3倍，而密度是钢丝的倍，而密度是钢丝的1/5；（2）耐高低温）耐高低温连续使用温度为连续使用温度为-196-204，在，在-45仍能仍能保持相当与室温下的韧性。保持相当与室温下的韧性。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体高性能有机纤维高性能有机纤维l聚苯并双恶唑（聚苯并双恶唑（PBO）纤维）纤维 1995年由年由D

21、ow化学公司和东洋纺织公司联合研制成功。特化学公司和东洋纺织公司联合研制成功。特点是：强度、模量、耐热、阻燃优于其他有机纤维，被称点是：强度、模量、耐热、阻燃优于其他有机纤维，被称为面向为面向21世纪的超纤维。世纪的超纤维。二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体晶须晶须晶须是指以单晶形式生长的形状类似于短纤维，而尺寸远小于短晶须是指以单晶形式生长的形状类似于短纤维，而尺寸远小于短纤维的针状单晶体。包括金属晶须和陶瓷晶须。纤维的针状单晶体。包括金属晶须和陶瓷晶须。直径为零点几到几微米，长度为几十到几百微米，长径比大于直径为零点几到几微米，长度为几十到几百微米，长径比大于10。

22、由于在结晶时原子结构高度有序排列，内部缺陷较少，其强度和由于在结晶时原子结构高度有序排列，内部缺陷较少，其强度和模量接近于完整晶体材料的理论值，是一种力学性能十分优异的模量接近于完整晶体材料的理论值，是一种力学性能十分优异的补强增韧剂补强增韧剂。金属晶须中可批量生产的是铁晶须，其最大特点是可在磁场中取金属晶须中可批量生产的是铁晶须，其最大特点是可在磁场中取向，可以很容易地制取定向纤维增强复合材料。向，可以很容易地制取定向纤维增强复合材料。陶瓷晶须比金属须强度高，相对密度低，弹性模量高，耐热性好。陶瓷晶须比金属须强度高，相对密度低，弹性模量高，耐热性好。晶须主要用于金属材料基和陶瓷基复合材料的补

23、强增韧晶须主要用于金属材料基和陶瓷基复合材料的补强增韧二、复合材料的定义、分类、发展复合材料增强体复合材料增强体功能填料功能填料功能功能填料填料阻燃阻燃氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑耐磨耐磨石墨、碳纤维石墨、碳纤维导电导电碳黑、石墨、碳纤维、金属粉或纤维碳黑、石墨、碳纤维、金属粉或纤维磁性磁性三氧化二铁三氧化二铁压电压电钛酸铅、钛酸钡、锆酸铅钛酸铅、钛酸钡、锆酸铅二、复合材料的定义、分类、发展复合材料发展复合材料发展l第一代复合材料第一代复合材料 玻璃纤维增强树脂基复合材料玻璃纤维增强树脂基复合材料最早出现于最早出现于1940年，轻质高强、隔热、不反射电磁波，用于

24、军工领域年，轻质高强、隔热、不反射电磁波，用于军工领域。目前用量最大、技术最成熟、低成本目前用量最大、技术最成熟、低成本。l第二代复合材料第二代复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料 由于碳纤维高比强度和比模量。主要用在航空航天，随着碳纤维成本的由于碳纤维高比强度和比模量。主要用在航空航天，随着碳纤维成本的降低，逐渐用于民用领域。降低，逐渐用于民用领域。l第三代复合材料第三代复合材料 有机纤维增强树脂基复合材料有机纤维增强树脂基复合材料 美国杜邦公司美国杜邦公司kevlar纤维为代表。高比强度和比模量，低成本（碳纤维纤维为代表。高比强度和比模量，低成本（碳纤维的的1/3）。

25、其他纤维如超高分子量聚乙烯纤维、聚苯并双噁唑（）。其他纤维如超高分子量聚乙烯纤维、聚苯并双噁唑（PBO）纤维等。纤维等。l1970年代出现了金属、陶瓷为基体的复合材料年代出现了金属、陶瓷为基体的复合材料l190年代出现了纳米复合材料年代出现了纳米复合材料 二、复合材料的定义、分类、发展复合材料重要地位复合材料重要地位规划纲要规划纲要规划纲要规划纲要 主题一：基础（原）材料先进制造技术主题一：基础（原）材料先进制造技术绿色制造技术、低成本制造技术、催化与分离技术、通用材绿色制造技术、低成本制造技术、催化与分离技术、通用材料高性能化制备技术料高性能化制备技术 主题二：超级结构材料主题二：超级结构材

26、料高性能金属材料、高性能结构陶瓷、高性能工程塑料、高性能金属材料、高性能结构陶瓷、高性能工程塑料、先进先进结构复合材料结构复合材料 主题三：先进功能材料与器件主题三：先进功能材料与器件光电子材料与器件、微电子材料与器件、信息功能材料与器光电子材料与器件、微电子材料与器件、信息功能材料与器件、超导材料与器件、智能材料与器件件、超导材料与器件、智能材料与器件 主题四：能源与生态环境材料主题四：能源与生态环境材料新型能源材料、环境友好材料、生物与仿生材料新型能源材料、环境友好材料、生物与仿生材料 主题五：纳米材料与器件主题五：纳米材料与器件纳电子材料与器件、纳米生物医用材料、纳米能源材料、纳纳电子材

27、料与器件、纳米生物医用材料、纳米能源材料、纳米结构材料、纳米材料与器件评价与表征技术米结构材料、纳米材料与器件评价与表征技术二、复合材料的定义、分类、发展复合材料重要地位复合材料重要地位对先进结构材料的需求对先进结构材料的需求 航空航天航空航天 能源工业能源工业 交通运输业交通运输业 武器系统武器系统 建筑业建筑业 机械设备制造业机械设备制造业 环境保护环境保护 国家重大工程国家重大工程二、复合材料的定义、分类、发展复合材料重要地位复合材料重要地位二、复合材料的定义、分类、发展复合材料重要地位复合材料重要地位大力神导弹大力神导弹三叉戟导弹三叉戟导弹二、复合材料的定义、分类、发展复合材料重要地位

28、复合材料重要地位先进结构材料发展趋先进结构材料发展趋 势势材料的复合化材料的复合化结构材料的功能和多功能化结构材料的功能和多功能化传统结构材料的高性能化传统结构材料的高性能化低成本技术特别受到重视低成本技术特别受到重视简化材料体系简化材料体系,做到一材多用做到一材多用重视发展材料的先进制备和加工技术重视发展材料的先进制备和加工技术提前安排重要新结构材料的研制提前安排重要新结构材料的研制重视新材料的环境影响重视新材料的环境影响三、复合材料特点与性能复合材料特点复合材料特点（1）可设计性可设计性 复合材料的力学、热、电、声、光等物理化学性能都可通复合材料的力学、热、电、声、光等物理化学性能都可通过

29、组分材料的选择、界面控制等设计手段达到。过组分材料的选择、界面控制等设计手段达到。（2）材料与结构的一致性材料与结构的一致性 复合材料的构件与材料同时形成。复合材料的构件与材料同时形成。（3）存在复合效应存在复合效应 区别于任意混杂材料区别于任意混杂材料 复合材料的性能不是其组分材料性能的简单叠加，可以产复合材料的性能不是其组分材料性能的简单叠加，可以产生新的性能。生新的性能。三、复合材料特点与性能复合材料性能的优点复合材料性能的优点（1）密度低密度低 大多数聚合物的密度在大多数聚合物的密度在1g/cm3左右，左右，0.9-1.5cm3之间。之间。（2）高比强度、高比模量高比强度、高比模量 比

30、强度是拉伸强度与密度的比值。如碳纤维增强环氧树脂复合材料的比比强度是拉伸强度与密度的比值。如碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度是钢的强度是钢的6倍，比模量是钢的倍，比模量是钢的4倍。倍。（3）电绝缘性好，透波材料）电绝缘性好，透波材料（4）耐疲劳性能好耐疲劳性能好 金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的30-50；碳纤维增强聚合物基复合材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的碳纤维增强聚合物基复合材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的70-80；能长期承受交变载荷。能长期承受交变载荷。（5）耐化学物质腐蚀耐化学物质腐蚀 乙烯基酯树脂乙烯基酯树脂 缺点：不耐高温，不易回收利用

31、缺点：不耐高温，不易回收利用三、复合材料特点与性能复合材料性能的优点复合材料性能的优点三、复合材料特点与性能复合材料特点复合材料特点几种常用材料与复合材料的比强度和比模量几种常用材料与复合材料的比强度和比模量材料名称材料名称密度密度g/cm3拉伸拉伸强强度度10GPa弹弹性模量性模量106MPa比比强强度度106cm比模量比模量109cm钢钢7.810120.590.130.27铝铝2.8467.350.170.26钛钛4.59411.180.210.25玻璃玻璃钢钢2.01043.920.530.21碳碳纤维纤维/环环氧氧树树脂脂1.61049023.541.5芳芳纶纤维纶纤维/环环氧氧树树

32、脂脂1.41377.850.57硼硼纤维纤维/环环氧氧树树脂脂2.113520.591.0硼硼纤维纤维/铝铝2.659819.610.75三、复合材料特点与性能树脂基复合材料的应用与发展趋势树脂基复合材料的应用与发展趋势复合材料复合材料 玻璃纤维增强树脂基复合材料玻璃纤维增强树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料 生产生活中常生产生活中常用的复合材料用的复合材料航空、航天领域中航空、航天领域中的复合材料的复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料三、复合材料特点与性能树脂基复合材料的应用与发展趋势树脂基复合材料的应

33、用与发展趋势l降低成本降低成本 原材料、成型工艺、设计原材料、成型工艺、设计l先进复合材料的研制先进复合材料的研制 高强、高模量、耐高温等性能，用于航空航天领域。高强、高模量、耐高温等性能，用于航空航天领域。l功能复合材料功能复合材料 烧蚀、摩阻、磁性、导电、吸声、阻尼烧蚀、摩阻、磁性、导电、吸声、阻尼l智能复合材料智能复合材料 具有感知、识别及处理能力的复合材料。具有感知、识别及处理能力的复合材料。l仿生复合材料仿生复合材料 参考生命系统的结构规律设计制造。参考生命系统的结构规律设计制造。l环保复合材料环保复合材料 复合材料的回收利用复合材料的回收利用三、复合材料特点与性能树脂基复合材料的应

34、用与发展趋势树脂基复合材料的应用与发展趋势三、复合材料特点与性能树脂基复合材料的应用与发展趋势树脂基复合材料的应用与发展趋势四、本课程研究的范围基体的结构和性能基体的结构和性能增强体或功能体的结构和性能增强体或功能体的结构和性能界面结构和界面效应界面结构和界面效应复合后材料的物理及力学性能的一般规律和共性复合后材料的物理及力学性能的一般规律和共性复合过程的一般规律和共性复合过程的一般规律和共性材料功能化原理材料功能化原理研究内容是整个复合材料工程学的理论基础。研究内容是整个复合材料工程学的理论基础。四、本课程研究的范围界面、界面效应影响界面、界面效应影响界面、界面效应影响界面、界面效应影响除基

35、体和增强休或功能体对复合材料的性能有决定性影响外，除基体和增强休或功能体对复合材料的性能有决定性影响外，界面的作用也有很大的影响。界面的作用也有很大的影响。界面、界面效应对复合材料性界面、界面效应对复合材料性能的巨大影响正是复合材料区别于一般混合材料的重要标志能的巨大影响正是复合材料区别于一般混合材料的重要标志。焊接材料界面焊接材料界面五、学习的意义和要求掌握复合材料设计的基础知识能够根据制品要求，正确选择基体、增强体或功能体能够确定合适的表面处理技术和成型工艺参考书目l闻荻江闻荻江.复合材料原理复合材料原理.武汉工业大学出版社，年出版武汉工业大学出版社，年出版 l沃丁柱沃丁柱.复合材料大全复

36、合材料大全.化学工业出版社化学工业出版社,2001年年1月出版月出版l赵渠森赵渠森.先进复合材料手册先进复合材料手册.机械工业出版社机械工业出版社,2003年年5月出版月出版l吴人洁吴人洁.复合材料复合材料.天津大学出版社天津大学出版社,2000年年12月出版月出版l陈祥宝陈祥宝.聚合物基复合材料手册聚合物基复合材料手册.化学工业出版社化学工业出版社,2004年年9月出版月出版l徐国财，张立德徐国财，张立德.纳米复合材料纳米复合材料.化学工业出版社化学工业出版社,2002年年3月出版月出版l陈平，陈辉陈平，陈辉.先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性先进聚合物基复合材料界面及纤维表面改性.科学

37、出科学出版社，版社，2010年出版年出版第1章复习与重点回顾复合材料定义：复合材料由两种或两种以上不同性质的单一复合材料定义：复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同复合方法得到的材料，通过不同复合方法得到的宏观多相材料宏观多相材料。区别于混合材料的特征是多相结构，存在复合效应区别于混合材料的特征是多相结构，存在复合效应复合材料特点：复合材料特点：（1）复合效应，能够具备新的特性；复合效应，能够具备新的特性；（2）可设计性；（）可设计性；（3）材料与结构的一致性。）材料与结构的一致性。复合材料区别于单一材料的特征：复合材料区别于单一材料的特征：可设计性、材料与结构的可设计性、材料与结构的一致性一致性。环氧树脂固化剂习题1 复合材料的定义与分类。复合材料的定义与分类。2 基体与增强体（功能体）的作用。基体与增强体（功能体）的作用。3 聚合物基体及复合材料性能特点。聚合物基体及复合材料性能特点。