复合材料期末复习资料

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1、复合材料复习资料1复合材料的定义？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。复合后的产物为固体时才称为复合材料，若为气体或液体，就不能成为复合材料。2复合材料的分类：1）按基体材料类型分为：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。（始终有基字）2）按增强材料分为：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（始终有纤维二字）3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。（两种的区别）结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚

2、度高，且能承受一定温度。功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。3复合材料的基体：金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构，要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好，选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。对于高性能发动机，要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能，同时能在高温、氧化环境中正常工作，可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料；对于汽车发动机，选用铝合金基体材料；对于电子

3、集成电路，选用银铜铝等金属为基体。轻金属基体—铝基、镁基，使用温度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽车零部件。连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金，颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。钛基，使用温度在650℃（450-700），用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物，使用温度在1200℃（1000℃以上），耐高温4聚合物基体一）简答题（各自优缺点）聚合物基复合材料的聚合物基主要有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。各自优缺点：聚合物基优点缺点用途不饱和聚酯树脂总量最多，工艺性良好，能在室温下固化，常压下成型，

4、工艺装置简单；固化后的树脂综合性能良好，但力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂；价格比环氧树脂低，比酚醛树脂略贵固化时体积收缩率大、耐热性差很少用于碳纤维复合材料的基体材料，主要用于民用工业和生活用品环氧树脂目前最普遍使用的树脂基体，电性能好、耐热性好、稳定性好、力学性能好、尺寸稳定性好，固化收缩率小。低温固化时耐温性较差用于碳纤维复合材料及其他纤维复合材料酚醛树脂最早实现工业化的树脂，在加热条件下即能固化，无须添加固化剂，酸碱对固化反应起促进作用树脂在固化过程中有小分子析出，故树脂固需要在高压下进行，已固化的树脂有良好的压缩性能，；良好的耐

5、水、耐化学介质和耐烧蚀性能固化时体积收缩率大，树脂对纤维的粘附性不好，断裂延伸率低，脆性大大量用于粉状压塑料、短纤维增强塑料，碳纤维和有机纤维复合材料中很少使用二）聚合物基体的作用选择题：a.将纤维黏在一起；b.分配纤维间的载荷；c.保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点：比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性、抗老化性好，但脆性大，韧性差。需要加入第二相颗粒、晶须以及纤维进行增韧处理。常用的陶瓷基主要包括玻璃（非晶态固体）、玻璃陶瓷（多晶固体）、氧化物陶瓷（Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫来石，熔点均在2000℃以上）

6、、非氧化物陶瓷（氮化物，碳化物，硼化物，硅化物）、无机胶凝材料（水泥，石膏，菱苦土和水玻璃研究最多的是纤维增强水泥增强塑料）6复合材料界面定义：复合材料中增强体和基体接触构成的界面，是一个具有一定厚度（纳米以上）、结构随基体和增强体而异，与基体和增强体有明显差别的新相-----界面相。起“纽带”和“桥梁”作用。7复合材料—界面的作用？界面的作用归纳为几种效应：传递效应，界面能传递力，能将外力传递给增强体，在基体和增强体间起“桥梁”作用。阻断效应，结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。不连续效应，在界面上产生物理

7、性能的不连续性和界面摩擦出现等现象，比如抗电性、尺寸稳定性等。散射和吸收效应，光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性等。诱导效应，一种物质（增强体）的表面结构使另一种（聚合物基体）与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性等。聚合物基复合材料：8界面的形成P14-15：聚合物基复合材料界面的形成分为两个阶段：第一阶段是基体与增强纤维的接触与浸润过程。由于增强纤维对基体分子的各种基团或基体中各组分的吸附能力不起着同，它总是要吸附那些能够降低其表面能的物质，并优

8、先吸附那些能较多降低表面能的物质，因此，界面聚合层在结构上与聚合物本体是不同的。第二阶段是聚合物的固化阶段。在此过程中聚合物通过物理的或化学的变化而固化，形成固定的界面层。界面层的包括:界面的结合力、界面的