復合材料期末復習

1、復合材料復習資料1 復合材料的定義 復合材料的定義？復合材料是由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。 復合后的產(chǎn)物為固體時才稱為復合材料，若為氣體或液體，就不能成為復合材料。2 復合材料的分類 復合材料的分類：1） 按基體材料類型分為： 聚合物基復合材料； 金屬基復合材料； 無機非金屬基復合材料。（始終有基字）2） 按增強材料分為：玻璃纖維復合材料；碳纖維復合材料；有機纖維復合材料；金屬纖維復合材料；陶瓷纖

2、維復合材料（始終有纖維二字）3） 按用途分為：功能復合材料和結構復合材料。 （兩種的區(qū)別）結構復合材料主要用做承載力和此承載力結構，要求它質量輕、強度和剛度高，且能承受一定溫度。功能復合材料指具有除力學性能以外其他物理性能的復合材料，即具有各種電學性能、磁學性能、光學性能、聲學性能、摩擦性能、阻尼性能以及化學分離性能等的復合材料。3 復合材料的基體 復合材料的基體：金屬基 金屬基---對于航天與航空領域的飛機、衛(wèi)星、火箭等殼體和內部結構

3、，要求材料的質量小、 比強度和比模量高、 尺寸穩(wěn)定性好，選用鎂、鋁合金等輕金屬合金做基體。對于高性能發(fā)動機，要求材料具有高比強度、高比模量、優(yōu)良的耐高溫性能，同時能在高溫、 氧化環(huán)境中正常工作， 可以選擇鈦基鎳基合金以及金屬間化合物作為基體材料； 對于汽車發(fā)動機，選用鋁合金基體材料；對于電子集成電路，選用銀銅鋁等金屬為基體。輕金屬基體—鋁基、鎂基，使用溫度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽車零部件。 連續(xù)纖維增強金屬基采用純鋁或單相

4、鋁合金 續(xù)纖維增強金屬基采用純鋁或單相鋁合金，顆粒、晶須增強…采用高強度鋁合金。鈦基，使用溫度在 650℃（450-700） ，用作高性能航天發(fā)動機鎳基、鐵基鈷基及金屬間化合物，使用溫度在1200℃（1000℃以上） ，耐高溫4 聚合物基體 聚合物基體一）簡答題（各自優(yōu)缺點）聚合物基復合材料的聚合物基主要有： 不飽和聚酯樹脂、 環(huán)氧樹脂、 酚醛樹脂等熱固性樹脂。各自優(yōu)缺點：聚合物基 優(yōu)點 缺點 用途很少用于碳纖維復合材料的基體材料，主要

5、用于民用工業(yè)和生活用品用于碳纖維復合材料及其他纖維復合材料大量用于粉狀壓塑料、短纖維增強塑料， 碳纖維和有機纖維復合材料中很少使用不飽和聚酯樹脂總量最多， 工藝性良好， 能在室溫下固化， 固化時體積收常壓下成型， 工藝裝置簡單； 固化后的樹 縮率大、耐熱脂綜合性能良好， 但力學性能不如酚醛樹 性差脂或環(huán)氧樹脂； 價格比環(huán)氧樹脂低， 比酚醛樹脂略貴目前最普遍使用的樹脂基體，電性能好、 低溫固化時耐耐熱性好、穩(wěn)定性好、力學性能好、 尺寸 溫

6、性較差穩(wěn)定性好，固化收縮率小。最早實現(xiàn)工業(yè)化的樹脂， 在加熱條件下即能固化， 無須添加固化劑， 酸堿對固化反應起促進作用樹脂在固化過程中有小分子析出， 故樹脂固需要在高壓下進行， 已固化的樹脂有良好的壓縮性能， ；良好的耐水、耐化學介質和耐燒蝕性能固化時體積收縮率大，樹脂對纖維的粘附性不好，斷裂延伸率低，脆性大環(huán)氧樹脂酚醛樹脂金屬基復合材料： 金屬基復合材料：11 加工時在界面附近區(qū)域會產(chǎn)生熱殘余應力，往往超過基體的屈服強度，容易導致附

7、近區(qū)域的缺陷。纖維增強 金屬基 復合材料界面的類型 復合材料界面的類型（選擇。出一種纖維與基體判斷類型）鎢絲 鎢絲/銅、氧化鋁纖維/銅、 界面平坦， 只有分子厚度， 除氧化鋁纖維/銀、硼纖維（表 原組裝物質外， 基本上不含其纖維與基體不反應不溶解 面涂ＢＮ）/鋁、不銹鋼絲/ 它物質鋁、碳化硅纖維/鋁、硼纖維/鋁、鎂纖維與基體不反應但溶解 鍍鉻的鎢絲 鍍鉻的鎢絲/銅、碳纖維/鎳、 界面為原組裝組織的犬牙交鎢絲/鎳、 合金共晶體絲/統(tǒng)一 錯

8、的溶解擴散界面合金鎢絲/銅鈦合金、碳纖維/鋁、 界面含有亞微級左右的界面氧化鋁纖維/鈦、硼纖維/鈦、 反應產(chǎn)物層硼纖維/鋁鈦合金、碳化硅纖維/鈦、SiO2 纖維/鋁纖維與基體反應形成界面層12 12 比強度、比模量 比強度、比模量：比模量是材料的模量與密度之比，比強度是材料的強度與密度之比。是度量材料承載能力的一個指標，比強度越高，同一零件的自重越小， 比模量越大，零件的剛性越大。第二章：復合材料的復合原理及界面1 增強機理包括 增強機

9、理包括：顆粒增強原理、纖維增強原理、短纖維（晶須）增強原理顆粒增強原理根據(jù)增強粒子的尺寸大小分為：彌散增強原理和顆粒增強原理。 微粒尺寸越 微粒尺寸越小，體積分數(shù)越高，彌散強化效果越好。 小，體積分數(shù)越高，彌散強化效果越好。2 混合法則 混合法則的定義？Ec=Ef*Vf+Em*Vm,表明纖維、基體對復合材料平均性能的貢獻正比于它們各自的體積分數(shù)。3 臨界纖維長度的定義 臨界纖維長度的定義？Lc 是載荷傳遞長度的最大值，稱為臨界纖維長度，

10、在這個長度上纖維承載應力小于最大纖維強度。當纖維長度小于臨界長度時， ，最大纖維應力小于纖維平均斷裂強度，纖維不會斷裂。當纖維長度大于臨界長度時， 纖維應力可以達到平均強度， 當纖維應力等于其強度是， 纖維將發(fā)生斷裂。4 界面相的定義 界面相的定義？復合材料中增強體與基體接觸構成的界面，是一層具有一定厚度（納米以上） 、結構隨基體和增強體而異的、與基體有明顯差別的新相—— 界面相（層） 。5 適當?shù)慕缑娼Y合強度。 適當?shù)慕缑娼Y合強度。