復(fù)合材料期末復(fù)習(xí)

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

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

3、，要求材料的質(zhì)量小、 比強(qiáng)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(duì)于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，要求材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、優(yōu)良的耐高溫性能，同時(shí)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(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，選用鋁合金基體材料；對(duì)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(qiáng)金屬基采用純鋁或單相

4、鋁合金 續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基采用純鋁或單相鋁合金，顆粒、晶須增強(qiáng)…采用高強(qiáng)度鋁合金。鈦基，使用溫度在 650℃（450-700） ，用作高性能航天發(fā)動(dòng)機(jī)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(jiǎn)答題（各自優(yōu)缺點(diǎn)）聚合物基復(fù)合材料的聚合物基主要有： 不飽和聚酯樹(shù)脂、 環(huán)氧樹(shù)脂、 酚醛樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。各自優(yōu)缺點(diǎn)：聚合物基 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 用途很少用于碳纖維復(fù)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(fù)合材料及其他纖維復(fù)合材料大量用于粉狀壓塑料、短纖維增強(qiáng)塑料， 碳纖維和有機(jī)纖維復(fù)合材料中很少使用不飽和聚酯樹(shù)脂總量最多， 工藝性良好， 能在室溫下固化， 固化時(shí)體積收常壓下成型， 工藝裝置簡(jiǎn)單； 固化后的樹(shù) 縮率大、耐熱脂綜合性能良好， 但力學(xué)性能不如酚醛樹(shù) 性差脂或環(huán)氧樹(shù)脂； 價(jià)格比環(huán)氧樹(shù)脂低， 比酚醛樹(shù)脂略貴目前最普遍使用的樹(shù)脂基體，電性能好、 低溫固化時(shí)耐耐熱性好、穩(wěn)定性好、力學(xué)性能好、 尺寸 溫

6、性較差穩(wěn)定性好，固化收縮率小。最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的樹(shù)脂， 在加熱條件下即能固化， 無(wú)須添加固化劑， 酸堿對(duì)固化反應(yīng)起促進(jìn)作用樹(shù)脂在固化過(guò)程中有小分子析出， 故樹(shù)脂固需要在高壓下進(jìn)行， 已固化的樹(shù)脂有良好的壓縮性能， ；良好的耐水、耐化學(xué)介質(zhì)和耐燒蝕性能固化時(shí)體積收縮率大，樹(shù)脂對(duì)纖維的粘附性不好，斷裂延伸率低，脆性大環(huán)氧樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂金屬基復(fù)合材料： 金屬基復(fù)合材料：11 加工時(shí)在界面附近區(qū)域會(huì)產(chǎn)生熱殘余應(yīng)力，往往超過(guò)基體的屈服強(qiáng)度，容易導(dǎo)致附

7、近區(qū)域的缺陷。纖維增強(qiáng) 金屬基 復(fù)合材料界面的類型 復(fù)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(zhì)外， 基本上不含其纖維與基體不反應(yīng)不溶解 面涂ＢＮ）/鋁、不銹鋼絲/ 它物質(zhì)鋁、碳化硅纖維/鋁、硼纖維/鋁、鎂纖維與基體不反應(yīng)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(cuò)

8、的溶解擴(kuò)散界面合金鎢絲/銅鈦合金、碳纖維/鋁、 界面含有亞微級(jí)左右的界面氧化鋁纖維/鈦、硼纖維/鈦、 反應(yīng)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(yīng)形成界面層12 12 比強(qiáng)度、比模量 比強(qiáng)度、比模量：比模量是材料的模量與密度之比，比強(qiáng)度是材料的強(qiáng)度與密度之比。是度量材料承載能力的一個(gè)指標(biāo)，比強(qiáng)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(fù)合材料的復(fù)合原理及界面1 增強(qiáng)機(jī)理包括 增強(qiáng)機(jī)

9、理包括：顆粒增強(qiáng)原理、纖維增強(qiáng)原理、短纖維（晶須）增強(qiáng)原理顆粒增強(qiáng)原理根據(jù)增強(qiáng)粒子的尺寸大小分為：彌散增強(qiáng)原理和顆粒增強(qiáng)原理。 微粒尺寸越 微粒尺寸越小，體積分?jǐn)?shù)越高，彌散強(qiáng)化效果越好。 小，體積分?jǐn)?shù)越高，彌散強(qiáng)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(duì)復(fù)合材料平均性能的貢獻(xiàn)正比于它們各自的體積分?jǐn)?shù)。3 臨界纖維長(zhǎng)度的定義 臨界纖維長(zhǎng)度的定義？Lc 是載荷傳遞長(zhǎng)度的最大值，稱為臨界纖維長(zhǎng)度，

10、在這個(gè)長(zhǎng)度上纖維承載應(yīng)力小于最大纖維強(qiáng)度。當(dāng)纖維長(zhǎng)度小于臨界長(zhǎng)度時(shí)， ，最大纖維應(yīng)力小于纖維平均斷裂強(qiáng)度，纖維不會(huì)斷裂。當(dāng)纖維長(zhǎng)度大于臨界長(zhǎng)度時(shí)， 纖維應(yīng)力可以達(dá)到平均強(qiáng)度， 當(dāng)纖維應(yīng)力等于其強(qiáng)度是， 纖維將發(fā)生斷裂。4 界面相的定義 界面相的定義？復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體接觸構(gòu)成的界面，是一層具有一定厚度（納米以上） 、結(jié)構(gòu)隨基體和增強(qiáng)體而異的、與基體有明顯差別的新相—— 界面相（層） 。5 適當(dāng)?shù)慕缑娼Y(jié)合強(qiáng)度。 適當(dāng)?shù)慕缑娼Y(jié)合強(qiáng)度。