复合材料概论个人整理版考试专用

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1、标准文档第一章总论1.2复合材料的定义什么是复合材料?(CompositionMaterials,Composite)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。复合材料＝基体(连续相)＋增强材料(分散相)1.3复合材料的命名复合材料在世界各国还没有统一的名称和命名方法，比较共同的趋势是根据增强体和基体的名称来命名，通常有以下三种情况：（1）强调基体时以基体材料的名称为主如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。（2）强调增强体时以增强体材料的名称为主如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等。（3）

2、基体材料名称与增强体材料并用。这种命名方法常用来表示某一种具体的复合材料，习惯上把增强体材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面。例如：“玻璃纤维环氧树脂复合材料”，或简称为“玻璃/环氧复合材料”。碳纤维和金属基体构成的复合材料叫“金属基复合材料”，也可写为“碳/金属复合材料”。碳纤维和碳构成的复合材料叫“碳/碳复合材料”。国外还常用英文编号来表示，如MMC（MetalMatrixComposite）表示金属基复合材料，FRP（FiberReinforcedPlastics）表示纤维增强塑料，而玻璃纤维/环氧则表示为GF/Epoxy,或G/Ep(G-Ep)1.4复合

3、材料的分类按增强材料形态分类：连续纤维复合材料、短纤维复合材料、粒状填料复合材料、编织复合材料、其他:层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按增强纤维种类分类：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、混杂复合材料。按基体材料分类：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按材料作用分类：结构复合材料、基体材料和增强体材料、功能复合材料实用文案标准文档同质复合材料：增强材料和基体材料属于同种物质，如碳/碳复合材料。异质复合材料：前面提及的复合材料多属此类。1.5复合材料的基本性能复合材料的特点：1.可综合发挥各种组

4、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；2.可按对材料性能的需要进行材料设计和制造；3.可制成所需的任意形状的产品。复合材料性能的影响因素：取决于增强相的性能、含量及分布状况，基体相的性能、含量，以及它们之间的的界面结合、成型工艺、结构设计等。聚合物基复合材料的主要性能（１）比强度大、比模量大；（２）耐疲劳性能好；（３）减震性好；实用文案标准文档（４）过载时安全性好；（５）具有多种功能性；（６）有很好的加工工艺性。烧蚀是指材料在高温时，表面发生分解，引起气化，与此同时吸收热量，达到冷却的目的，随着材料的逐渐消耗，表面出现很高的吸热率。①　耐烧蚀

5、性好；②　有良好的耐磨性能；③　高度的电绝缘性能；④　优良的耐磨蚀性能；⑤　有特殊的光学、电学、磁学特性。金属基复合材料的主要性能（１）高比强度、高比模量；（２）导热、导电性能；（３）热膨胀系数小、尺寸稳定性好；（４）良好的高温性能；（５）耐磨性好；（６）良好的疲劳性能和断裂性能；（７）不吸潮、不老化、气密性好。陶瓷基复合材料的主要性能高温强度和韧性高、耐辐射效率高、抗氧化、抗开裂等。例如：碳纤维增强碳化硅、碳化硅纤维增强碳化硅分别在1700ºC和1200ºC下保持20ºC时的抗拉强度。复合材料的性能是根据使用条件进行设计的。（1）使用温度和材料硬度：树脂基：60～2

6、50ºC；金属基：400～600ºC；陶瓷基：1000～1500ºC。硬度：陶瓷基>金属基>树脂基。（2）力学性能：从强度方面来讲，三类复合材料都可获得较高的强度。（3）耐老化性能：陶瓷基>金属基>树脂基。（4）导热性能：金属基：50～65W/(m·K)；陶瓷基：0.7～3.5W/(m·K)；树脂基：0.35～0.45W/(m·K)。（5）耐化学腐蚀性能：一般来讲陶瓷基和树脂基复合材料优于金属基复合材料。（6）生产工艺和成本高低：陶瓷基>金属基>树脂基。1.6复合材料结构设计基础1、复合材料的三个结构层次：一次结构——单层材料——微观力学二次结构——层合体——宏观力学

7、三次结构——产品结构——结构力学（１）一次结构由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何（各相材料的形状、分布、含量）和界面区的性能。微观力学：研究各相材料之间的相互作用。实用文案标准文档（２）二次结构由单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何（各单层的厚度、铺设方向、铺层序列）。宏观力学：将各相材料的影响仅作为复合材料的平均表现性能来考虑。（３）三次结构指通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。结构力学：以纤维增强复合材料层压结构为研究对象。2、复合