复合材料的概念、分类及其发展历程1

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1、复合材料1主要参考资料1、现代复合材料----陈华辉邓海金李明（中国物质出版社,1998）2、复合材料概论----王荣国武卫莉（哈尔滨工业大学出版社,1999）3、复合材料--------吴人洁（天津大学出版社,2000）4、复合材料科学与工程---倪礼忠,陈麒(科学出版社,2002)5、复合材料及其应用—尹洪峰,任耘（陕西科学技术出版社,2003）6、高性能复合材料学---郝元恺,肖加余(化学工业出版社,2004)7、新材料概论---谭毅,李敬锋(冶金工业出版社,2004)8、先进复合材料----鲁云朱世杰马鸣图（机械工业已出版社,2004）2第一章复合材料的概念、分类及其发展历程3材料分

2、类：金属、无机非金属、有机高分子材料各有千秋扬长避短克服单一材料的缺点产生原来单一材料没有本身所没有的新性能复合材料410000BC各种材料在各个历史时期相对重要性5000BC015001900196019801990200020102020金铜铁钢合金钢高温合金高分子木材皮肤纤维动物胶橡胶电木尼龙PEPCPSPPPAN聚酯高模聚合物导电高分子复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料石材陶瓷陶器玻璃水泥耐火材料熔融硅耐湿陶瓷韧性机械陶瓷35１、复合材料的定义什么是复合材料(CompositionMaterials,Composite)?要给复合材料下一个严格精确而又统一的定义是很困难的。概括前人

3、的观点，有关复合材料的定义或偏重于考虑复合后材料的性能，或偏重于考虑复合材料的结构6诸如（１）复合材料是由两种或更多的组分材料结合在一起，复合后的整体性能应超过组分材料，保留了所期望的性能(高强度、刚度、轻的重量)，抑制了所不期望的特性(低延性)。偏重于考虑复合后材料的性能7（２）复合材料是多功能的材料系统，它们可提供任何单一材料所无法获得的特性；它们是由两种或多种成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料，以物理形式结合而成的。8偏重于考虑复合材料的结构，诸如：（１）复合材料是两种或多种材料在宏观尺度上组合而成的一种有用的材料。（２）复合材料就是两种或两种以上的不同化学性质或不同组织相

4、的物质，以微观或宏观的形式组合而成的材料。（３）复合材料是不同于合金的一种材料，在合金中，每一种组分都保留着它们独立的特性，而构成复合材料时，仅取它们的优点而避开其缺点，从而获得一种改善了的材料。9F．L.Matthews和Ｒ．D．Rawlings认为，复合材料是两个或两个以上组元或相组成的混合物，并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。10按这Matthews和Rawlings给出的定义，钢铁及其合金不应属于复合材料，如Co—Cr—Mo—Si合金不属于复合材料，因为这种合金经过熔化和凝固过程；而仅有像SiC颗粒强

5、化的Al合金这种混合而成的材料才属于复合材料。因此有人认为可将复合材料划分为广义复合材料和狭义复合材料。11从广义上讲，复合材料是由两种或两种以上不同化学性质的组分组合而成的材料。但在现代材料学界中，复合材料专指由两种或两种以上不同相态的组分所组成的材料。复合材料可定义为：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。12上述复合材料的定义较易被普遍接受，它不仅明确指出复合材料是“通过人工复合的”和“有特殊性能的”材料，而且还指明了复合材料的组分、结构特点及与其他种材料（如简单混合物、化合物、合金）的

6、特征区别。根据上述复合材料的定义，复合材料应不包括自然形成的具有某些复合材料形态的物质、化合物、单相合金和多相合金。13以下面五点概括了复合材料的特点：1、复合材料的组分和相对含量是由人工选择和设计的；2、复合材料是以人工制造而非天然形成的（区别于具有某些复合材料形态特征的天然物质）；143、组成复合材料的某些组分在复合后仍然保持其固有的物理和化学性质（区别于化合物和合金）；4、复合材料的性能取决于各组成相性能的协同。复合材料具有新的、独特的和可用的性能，这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的；5、复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。15吴人洁教授“在复合材料的未来发展”一文中指

7、出：复合材料将由宏观复合形式向微观(细观)复合形式发展。微观复合材料包括：均质材料在加工过程中内部析出的增强相和剩余的基体相构成的原位复合材料或纤维增强复合材料，也包括用纳米级增强体的复合材料以及刚强棒状分子增强的分子复合材料等。综上所述，复合材料定义所阐述的主要有两点，即组成规律和性能持征。16国际标准化组织：由两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。《材料科学技术百科全书》中关于