复合材料 104817078王向东

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1、10机自A4104817078王向东复合材料一复合材料的概述随着现代航空、航天、机械、电子、化工、通讯、国防等工业的发展，对材料提出了高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀等多种性能要求。对单一的金属、陶瓷、高分子材料来说是无法满足的，若采用复合技术，把一些具有不同性能的材料复合起来，取长补短，就能实现这些性能要求。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结合起来而得到的一种多相固体材料。复合材料是多相体系，主要包括基体相和增强相。基体相是一种连续相，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用。增强相是一种分散相起承受应力（结构复合材料）和显示功能(功能

2、复合材料)的作用。二分类1、按基体材料分类，可分为聚合物基（树脂基，如塑料基、橡胶基）；陶瓷基；金属基（如铝基、铜基、钛基）复合材料等。2、按增强相形状分类可分为：纤维增强复合材料有：长纤维或连续纤维复合材料、短纤维或晶须复合材料等，如：纤维增强塑料、纤维增强橡胶、纤维增强金属、纤维增强陶瓷。颗粒增强复合材料有：纯颗粒增强复合材料和弥散增强复合材料3、按复合材料的性能分类，可分为：结构复合材料：聚合物基、陶瓷基、金属基等复合材料都属于结构复合材料。功能复合材料：具有独特的物理性质，有阻尼吸声、导电导磁、屏蔽功能复合材料等三复合材料的性能复合材料的性能主要取决于基体相和增强

3、相的性能两相的比例、两相间界面的性质和增强相的几何特征。复合材料既保持了组成材料各自的最佳特性，又有单一材料无法比拟的综合性能。复合材料具有较高的比强度和比模量，尤其是碳纤维/环氧树脂复合材料，其比强度较钢高约8倍，比模量较钢高约3.5倍。对于纤维增强复合材料，由于纤维自身疲劳抗力很高、基体材料的塑性较好，因此，具有较小的缺口敏感性，难以萌发微裂纹，其纤维和基体间的界面能钝化裂纹尖端、有效的阻止疲劳裂纹的扩展，因此有较高的疲劳极限。复合材料的界面（纤维与基体的界面）是非均质多相体系，对振动有较好的吸收作用，所以材料的阻尼特性好。因此，复合材料具有良好的减振性能。大多数纤维

4、增强体具有很高的熔点和较高的高温强度、高温弹性模量和抗蠕变性能，能显著改变复合材料的高温性能。四常用复合材料1树脂基复合材料2金属基复合材料：与树脂基复合材料相比，金属基复合材料具有强度与弹性模量高，耐磨性好，冲击韧度高，耐热性、导热性、导电性好，不易燃、不吸潮，尺寸稳定，不老化等优点。但存在密度较大，成本较高，部分材料工艺复杂的缺点。3陶瓷基复合材料:陶瓷具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、高抗压强度、高弹性模量等优点，但脆性大、抗弯强度低。用纤维、须晶、颗粒与陶瓷制成复合材料，可提高其强韧性。4其它类型复合材料：1）夹层复合材料：夹层复合材料是一种由上下两块薄面板和芯材构成的复

5、合材料。面板材料有铝合金板、钛合金板、不锈钢板、高温合金板、玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等。芯材有轻木、泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、波纹板、铝蜂窝、玻璃纤维增强塑料、芳纶纤维增强塑料等。面板和芯材的选择主要根据使用温度和性能要求而定。面板和芯材之间通常采用胶粘接，芯层有一层、二层或多层。在航空航天与车辆结构件中普遍应用蜂窝夹层结构复合材料。1）碳/碳复合材料：碳/碳复合材料（C/C复合材料）是指用碳（或石墨）纤维增强碳基质（matrix）所制成的复合材料。碳基质是用热固性树脂或沥青的裂解碳或烃类经化学气相沉积（CVD）的沉积碳制成的。碳/碳复合材料有碳纤维增强碳（简

6、写C-C），石墨纤维增强碳（简写作Gr-C），石墨纤维增强石墨（简写作Gr-Gr）三类。2）功能复合材料：功能复合材料是具有特殊物理性能的复合材料。目前得到发展和应用的主要有压电型功能复合材料、吸收屏蔽型复合材料（亦称隐身复合材料）、自控发热功能复合材料、导电功能复合材料、导磁功能复合材料、密封功能复合材料等。前面所述的碳（石墨）纤维增强铜（或铜合金）基复合材料就是一种功能复合材料。3）层状复合材料是指在基体中含有多重层片状高强高模量增强物的复合材料。