(8)--复合材料概述.ppt

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1、复合材料概述制备复合材料的出发点：材料的优势互补复合材料定义：采用物理或化学的方法，使两种或两种以上的材料在相态（如连续相：基体；不连续体：增强相）与性能相互独立的形式下共存于一体之中，以达到提高材料的某些性能，或互补其缺点，或获得新的性能（或功能）的目的。一.复合材料的发展 1发展历史（1）中国两千多年前的泥浆与稻草混合而成的土坯房就是纤维强化复合材料最早原形。（2）复合材料起源：1942年玻璃钢的制备（玻璃纤维织网浸于含芳基脂系非饱和聚酯树脂中固化制得的高弹性、高强度树脂板）。玻璃钢建筑材料用于上海东方明珠电视塔大堂装潢玻璃钢建筑材料用于上海东方明珠电视塔大堂装潢复合材料复合材料(玻璃钢玻

2、璃钢)制作的渔船制作的渔船（右）（右）（3）复合材料学科的形成：以B、SiC、Al2O3、C等颗粒、晶须、纤维为增强体，复合材料迅速发展而形成。2具体复合材料的发展概况（1）纤维增强高分子复合材料：发展时间长，应用广泛。（2）金属基复合材料：发展潜力最大的高性能结构材料。其优点是质轻、高弹性、高强度、耐磨、耐热。（3）陶瓷基复合材料：正在发展。其优点是强度高、稳定性好，努力的方向是提高陶瓷的韧性。同时要解决热膨胀率与结合的问题。二.复合材料的分类与命名 1分类（1）按用途分为结构材料（用于制造受力构件的复合材料）和功能材料（具有各种特殊性能，如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等）两类。（2）

3、按复合材料各成分在材料集散情况，分为三类：分散强化型复合材料、层状复合材料、梯度复合材料。（3）按基体材料类型分为金属基复合材料（如铝基复合材料、钛基复合材料等）、聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料。（4）按增强原理分为颗粒增强型复合材料、晶须增强型复合材料、纤维增强型复合材料。2命名(1)增强材料+基体材料+复合材料，例如玻璃纤维环氧树脂复合材料。(2)增强材料(缩写)/基体材料(缩写)+复合材料，如玻璃/环氧复合材料。(3)某某基复合材料：各种分散型复合材料，如金属基复合材料。(4)某某复合材料：包括层状等其他类型的复合材料，如金属复合材料。三.复合材料的特性（一）分散强化型复合材料：指一种

4、（或一种以上）的增强体材料分散在基体之中的一类复合材料。1金属基复合材料（1）成分：以金属为基体。增强材料为颗粒的有氮化物、碳化物、硼化物、氧化物陶瓷，还有晶须，短纤维和连续纤维。（2）性能：高比强度、高比模量、良好的导热导电性、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、良好的高温性能、耐磨性好、良好的疲劳性能和断裂韧性、不吸潮、不老化、气密性好。2陶瓷基复合材料（1）成分：以陶瓷类材料（包括玻璃和水泥）为基体，增强材料有陶瓷颗粒、晶须、纤维。（2）性能（A）结构陶瓷强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和相对密度小。（B）功能陶瓷包括半导体材料、敏感（热敏、光敏、气

5、敏、压敏、温敏）材料、绝缘材料、高温超导材料等具有新的功能。3高分子基复合材料（1）成分：（A）基体材料包括热固性树脂和热塑性树脂两大类。（B）增强材料：颗粒、有机纤维、无机纤维。（2）性能：比强度、比模量高，耐疲劳性能好，减震性好，各向异性好，以及性能可设计性。（二）层状复合材料：不是一种材料分散于另一种材料之中，而是各组元材料自成一个或数个整体，组元之间通过界面接合而复合成一体。例如传统的包覆材料，如铝包钢线、复合钢板（多层复合板）是典型的层状复合材料。（三）梯度功能材料：属于分散强化型复合材料，只是组元的含量沿某一方向产生连续或非连续的变化。组元梯度化的目的是为了实现材料性能的梯度化，赋予材料多种性能，以满足一些特殊的使用要求。如同时满足结构性与功能性。