高分子基复合材料考试范围

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1、第一章：1.复合材料定义：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特点：“取长补短，协同作用”；可设计性可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能可按对材料性能的要求进行材料的设计和制造可制成所需的任意形状产品，可避免多次加工工序2.决定性能的因素：增强材料的性能、含量及分布情况基体材料的性能、含量增强材料与基体材料的界面结合情况成型工艺和结构设计3.主要性能：比强度、比模量大，耐疲劳性能好，减震性好，过载时安全性好，具有多种功能性，有很好的加工工艺性，耐烧灼性好，有良好的摩擦性能，包括良好的摩阻特性及减摩特性，高度的电

2、绝缘性能，优良的耐腐蚀性能，有特殊的光学、电学、磁学特性缺点：耐高温性能、耐老化性能、材料强度一致性有待于进一步提高。成型方法：糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型、挤拉成型第二章：1无碱和中碱纤维的性能比较：种类耐酸性耐水性机械强度防老化性电绝缘性成本浸润剂适用条件无碱一般好高较好好较高树脂易渗透强度高的场合中碱好差较低较差低低树脂渗透性差强度低的场合2.碳纤维制造方法：气相法、有机纤维碳化法气相法：在高温惰性气氛中将小分子有机物（烃或芳烃）沉积成纤维。用于制造晶须，短纤维；不能得到连续长丝有机纤维碳化法为：将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰纤维，而后在惰性气氛中于高温下进行焙烧碳

3、化，使有机纤维失去部分碳和其它非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状物碳纤维原料：天然纤维、再生纤维、合成纤维有机纤维碳化法：以粘胶纤维为原料制造碳纤维：以粘胶纤维为原料制造碳纤维。环状分子结构（不熔融）很强的分子内、分子间氢键可以直接进行碳化处理缺点：纤维的性能平衡性比较差；弹性系数比较大，强度较低碳化收率较低（20%-30%）以聚丙腈（PAN）为原料制造碳纤维预氧化和碳化生产周期长；成本高；强度低原因：存在大量-CN基团，分子间作用力强以沥青为原料制造碳纤维：有丰富的原料来源；属综合利用；可降低成本；产率达到80%-90%。Ø原料：石油沥青、煤焦沥青、聚氯乙烯沥青Ø分类：各向同性

4、沥青、各向异性沥青Ø沥青的组成：含有多种芳烃的低分子量缩聚物芳纶纤维对位Kevlar高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度的新型有机纤维应用：Kevlar增强塑料、轮胎、三角皮带、同步带Kevlar-29：绳索、电缆、涂漆织物、带和带状物、防弹板、防弹头盔Kevlar–49：航空、航天、国防、造船等部门应用的各类复合材料的增强材料（火箭发动机壳体、飞机部件）间位纤维Ø耐高温性能好；抗氧化性，耐水性好；Ø耐化学试剂性能好；耐磨和耐多次曲折性好；Ø不易燃烧，具有自熄性Ø用途：易燃易爆环境的工作服第三章三大树脂：1.不饱和树脂：固化阶段：凝胶阶段，从加入促进剂后到树脂变成凝胶状态的一段时

5、间（固化过程中最重要的阶段）影响凝胶时间的因素：阻聚剂、引发剂和促进剂的加入量；环境温度和湿度；树脂的体积；交联剂蒸发损失量硬化阶段，从树脂开始凝胶到树脂达到一定硬度，能把制品从模具上取下为止的一段时间完全固化阶段：通常在室温下进行，并用后处理的方法加速2.环氧树脂：固化剂：凡能与环氧树脂中环氧基或羟基发生反应使树脂固化的物质统称为固化剂或硬化剂按工艺历程分类：含有活泼氢的化合物、离子型引发剂、交联剂按工艺历程分类：含有活泼氢的化合物、离子型引发剂、交联剂3.：特点：耐热性好，能耐瞬时超高温；阻燃，发烟率低；电性能良好；耐腐蚀性好；原料来源充足，价格低廉缺点：必须高压（高温）成型；

6、机械强度较差，性脆应用：大量用于粉状压层、短纤维增强材料，内饰材料少量应用于玻璃纤维复合材料，耐烧蚀材料在碳纤维和有机纤维复合材料中很少使用4.聚酰亚胺树脂：半梯型结构的聚合物，高温老化时环的一部分断裂后开环，而避免主链断裂，使主链断裂的几率减小特点：突出的耐热性及热稳定性和氧化稳定性；优异的力学、介电性能、尺寸稳定性、耐辐射、耐油、耐摩擦、耐磨耗性能良好的化学稳定性和粘结性等缺点：对碱和过热蒸汽不稳定，易水解脆性较大可加工性差应用：航空、航天器及火箭部件，汽车工业，电子、电工领域5.热固性树脂：缩聚型（行为似热固性树脂）：芳香二酐和芳香二胺两步法制备加聚型（热固性树脂）：由含不饱

7、和端基的分子量较低并已预先酰亚胺化的化合物制备热塑性（热塑性树脂）：含有柔性链节或氟取代基，结构上和合成路线与缩聚型相似第四章：1界面：定义：基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域，具有一定厚度。界面尺寸：几个纳米～几个微米原始接触层、反应层、互扩散层、表面涂层、氧化物层、杂质1、外力场2、增强材料3、增强材料表面区4、相互渗透区5、基体表面区6、树脂基体2：界面效应①传递效应：把力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用