小木虫emuch.net]复合材料的成型工艺

《小木虫emuch.net]复合材料的成型工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章复合材料的成型工艺复合材料(CompositeMaterial)是指将两种以上的不同材料，用物理或化学的方法复合而成的一种新材料。第九章复合材料的成型工艺第一节复合材料简述一、复合材料基本概念复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材料要好得多。一方面它可以改善组成材料的弱点，充分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。图9-1为复合材料结构示意图。第一节复合材料简述1.复合材料的分类(1)按材料的

2、作用分类结构复合材料和功能复合材料。(2)按基体材料分类树脂基复合材料(resinmatrixcomposites-RMC)、金属基复合材料(metallicmatrixcomposites-MMC)、陶瓷基复合材料(ceramicmatrixcomposites-CMC)、水泥基复合材料和碳/碳复合材料等。(3)按增强材料的性质和形态分类层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨架复合材料等。第一节复合材料简述2.复合材料的特点(1)比强度和比刚度高(2)抗疲劳性好(3)高温性能好(4)减振性能好(5

3、)断裂安全性高(6)可设计性好第一节复合材料简述二、复合材料用原料1.增强材料(1)碳纤维(CarbonFiber)(2)硼纤维(BoronFilament)(3)芳纶(AramidRing)(4)玻璃纤维(GlassFiber)(5)碳化硅纤维(SiliconCarbideFiber)(６)晶须(Whisker)2.基体材料(1)热固性树脂(ThermosettingResin)(2)热塑性树脂(ThermoplasticResin)3.夹层结构材料(SandwichStructureMaterial)夹层结构一般由两层簿的高强度板和中间夹着

4、一层厚而轻的芯结构构成。第一节复合材料简述三、复合材料的增强机制和复合原则1.增强原理(ThePrincipleofReinforcement)复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力学等作用的复杂组合过程。第一节复合材料简述2.复合原则(RuleofMixtures)以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复合原则。(1)复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具备如下特点：1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一个整体，保证纤维的合理分布。2）基体应具

5、有较好的塑性和韧性，能够延缓裂纹的扩展。3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面损伤、不产生裂纹。第一节复合材料简述(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具有很高的强度和刚度。(3)增强材料与基体有好的结合强度。(4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径和分布。(5)纤维和基体应有相近的热膨胀系数。第一节复合材料简述四、复合材料的失效(FailureofComposite)复合材料的失效一般是指其疲劳破坏过程。1.制造加工损伤此种损伤产生初始缺陷。，它包括：纤维铺设不均，扭结、死扣等，树脂不均；纤维切断、错排；固化不足；有孔隙、气泡

6、；材质污染等。2.使用引起的损伤此种损伤导致缺陷发展。它包括：树脂裂纹或老化；分层；纤维断裂；振动较大导致的纤维断裂；温度变化较大；机加工产生内应力；碰撞等。第一节复合材料简述第二节金属基复合材料(MMC)成形工艺(1)固态法固态法是指基体处于固态下制造金属基复合材料的方法。(2)液态法液态法是指基体处于熔融状态下制造金属基复合材料的方法。(3)其他制造方法主要包括原位自生成法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法、复合镀法等。第二节金属基复合材料(MMC)成形工艺一、固态法1.扩散黏结法(DiffusionBonding)如图9-2

7、所示，扩散黏结是一种在较长时间、较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工艺方法。2.形变法(PlasticForming)形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点，通过热轧、热拉、热挤压等加工手段，使已复合好的颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料进一步加工成板材。3.粉末冶金法(PowderMetallurgyMethod)如图9-3所示，粉末冶金法是一种用于制备与成形颗粒增强(非连续增强型)金属基复合材料的传统固态工艺法。第二节金属基复合材料(MMC)成形工艺二、液态法1.液态金属浸润法液态金属浸润

8、法的实质是使基体金属呈熔融状态时与增强材料浸润结合，然后凝固成型。（1）挤压铸造法(SqueezeCasting)挤压铸造是通过压机将液态金属压入增强