《复合材料大综述》PPT课件

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1、Generalplasticbasedcomposites(聚合物基复合材料大类)Icanfly!Ibelieve聚合物基复合材料应包括聚合物基宏观复合材料和聚合物基纳米复合材料。微观复合材料是指分散相至少有一维是在纳米尺寸范围。Icanfly!Ibelieve一、复合材料的定义和特点：1、复合材料的定义：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。复合材料应满足下面三个条件：（1）组元含量大于5%；（2）复合材料的性能显著不同于各组元的性能；（3）通过各种方法混合而成。Icanfly!Ibelieve2、复合材料的特点

2、：1）由两种或多种不同性能的组分通过宏观或微观复合在一起的新型材料，组分之间存在着明显的界面。2）各组分保持各自固有特性的同时可最大限度地发挥各种组分的优点，赋予单一材料所不具备的优良特殊性能。3）复合材料具有可设计性。Icanfly!Ibelieve3、复合材料的基本结构模式复合材料由基体和增强剂两个组分构成：基体：构成复合材料的连续相；增强剂（增强相、增强体）：复合材料中独立的形态分布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。增强剂（相）一般较基体硬，强度、模量较基体大，或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散

3、状。增强剂（相）与基体之间存在着明显界面。Icanfly!Ibelieve二、复合材料的分类1、按基体材料分类，可分为聚合物基、陶瓷基和金属基复合材料。2、按增强相形状分类，可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料和层状复合材料。3、按复合材料的性能分类，可分为结构复合材料和功能复合材料。SiC颗粒Al2O3片Al2O3纤维增强相三种类型Icanfly!Ibelieve通常聚合物基复合材料是指以有机聚合物为基体、纤维类增强材料为增强剂的复合材料。按聚合物特性分类：塑料基复合材料和橡胶基复合材料按增强剂分类：玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料Icanf

4、ly!Ibelieve三、复合材料结构类型1、网状结构2、层状结构，两种组分均为二维连续相3、单向结构，纤维单向增强及筒状结构的复合材料4、分散状结构，以不连续的粒状或短纤维为填料的复合材料5、锒嵌结构Icanfly!Ibelieve四、复合材料的基本性能指标：1、高比强度、高比模量（刚度）：比强度=强度/密度MPa/（g/cm3）,比模量=模量/密度GPa/（g/cm3）。Icanfly!Ibelieve2、耐疲劳性能好3、减震性好4、耐烧蚀性能好，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀性材料。5、工艺性好Icanfly!Ibelieve聚合物基体

5、中常用的增强剂即指增强材料，是聚合物基复合材料的骨架。它是决定复合材料强度和刚度的主要因素。1、玻璃纤维玻璃纤维是由各种金属氧化物的硅酸盐经熔融后以快的速度抽丝而成。质地柔软，可纺织成各种玻璃布、带等。伸长率和热膨胀系数小，耐腐蚀，耐高温性能较好，价格便宜，品种多。缺点是不耐磨、易折断，易受机械损伤。Icanfly!Ibelieve其次，碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳。含碳量95%左右的称为碳纤维；含碳量99%左右的称为石墨纤维。碳纤维比重小，比强度、比模量大，耐热性和耐腐蚀性好，成本低，批生产量大，是一类极为重要的高性能增强

6、剂。Icanfly!Ibelieve硼纤维硼纤维一般是用还原硼的卤化物来生产的。硼纤维的优点是强度高、耐高温、弹性模量高。但价格昂贵。芳纶纤维聚芳酰胺纤维，力学性能好、稳定性高、耐化学腐蚀性。具压延性，与金属相似。耐冲击性是石墨纤维的6倍；自由振动的衰减性为钢筋的8倍，Icanfly!Ibelieve其中增强材料的表面处理：1、玻璃纤维的表面处理必须将纤维表面上的浸润及剂除掉；采用化学处理剂对纤维表面进行处理，偶联剂。Icanfly!Ibelieve2、碳纤维的表面处理a、表面氧化处理把碳纤维用各种方法进行表面氧化可增加比表面积和表面反应性官能团的

7、数量。b、表面涂层氧化处理后，常使其表面附着一层聚合物以便进一步改善其与聚合物基体的黏接性能。c、碳的表面气相沉积在碳纤维表面上化学沉积微粒碳，可提高其耐热性、改善与基体聚合物的黏接性能。d、表面生长晶须Icanfly!Ibelieve聚合物基体的分类：聚合物基体将增强纤维黏接成整体，在纤维间传递载荷并使载荷均衡，从而充分发挥增强材料的作用。热固性塑料热塑性塑料橡胶Icanfly!Ibelieve聚合物复合材料的制造及成型原理聚合物基复合材料的制造大体包括如下：预浸料的制造、制件的铺层、固化及制件的后处理与机械加工。1、预浸料制备预浸料是指定向排列

8、的连续纤维（单向、织物）浸渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品。Icanfly!Ibelieve预浸料制备：Icanfl