复合材料的增强材料ppt课件.ppt

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1、复合材料原理江苏大学材料学院1第二章复合材料的复合原理及界面2.1复合原则2.2弥散增强及颗粒增强原理2.3单向连续纤维增强原理2.4短纤维增强原理2.5混杂增强原理2.6复合材料界面及其改性2.7复合材料界面表征22.7复合材料界面表征界面形态及界面层结构的表征界面结合强度的表征界面残余应力的表征增强体表面性能的表征3思考题1、界面结合强度表征有哪些方法？你认为哪一种或哪几种方法比较具有发展前途，为什么？(脱粘、顶出、拔出、动态加载、声发射、扭辫分析、宏观)2、你认为在复合材料界面结构表征与复合材料宏观力学性能之间还有哪些工作需要完善，你有什么好的建议？(

2、界面层厚度与结构——图像分析，快速获得统计结果和分布、结构与界面结合强度之间的关系、非破坏性观察)4在复合材料中，粘结在基体内以改进其机械性能的高强度材料称为增强材料。增强材料有时也称作增强体、增强剂等。增强材料共分为三类：纤维及其织物、晶须、颗粒。第三章复合材料的增强材料5一、纤维及其织物玻璃纤维碳纤维硼纤维氧化铝纤维碳化硅纤维芳纶纤维6纤维简介天然纤维强度较低，来源有限。如，植物纤维——棉花、麻类；动物纤维——丝、毛；矿物纤维——石棉。现代复合材料的增强材料用合成纤维。纤维在复合材料中起增强作用，是主要承力组分。纤维不仅能使材料显示出较高的抗拉强度和刚度

3、，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。7纤维可分为无机纤维和有机纤维。纤维增强复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。如聚苯乙烯塑料，加入玻璃纤维后，拉伸强度可从600MPa提高到1000MPa，弹性模量可从3000MPa提高到8000MPa，其热变形温度可从85℃提高到105℃，-40℃以下的冲击强度可提高10倍。81、玻璃纤维2、碳纤维3、硼纤维4、氧化铝纤维5、碳化硅纤维6、其他纤维（一）无机纤维9玻璃纤维简介及分类玻璃纤维的结构及化学组成玻璃纤维的物理性能与化学性能玻璃纤维及其制品的制造工艺玻璃纤维制品的性能及应用１、

4、玻璃纤维（GlassFibre,GF）101）玻璃纤维简介及分类随着玻璃钢工业的发展，玻璃纤维工业也得到迅速发展。国外玻璃纤维的主要特点如下：Ａ、普遍采用池窑拉丝新技术；Ｂ、大力发展多排多孔拉丝工艺；Ｃ、用于玻璃钢的纤维逐渐向粗直径方向发展，纤维直径为14~24um，甚至达27um；11Ｄ、大量生产无碱纤维；Ｅ、大力发展无纺织玻璃纤维织物，无捻粗纱和短切纤维毡片所占比例增加；Ｆ、重视纤维—树脂界面的研究，偶联剂的品种不断增加，玻璃纤维的前处理受到普遍重视。12图1玻璃纤维和玻璃钢制品13我国玻璃纤维工业诞生于1950年，当时只能生产绝缘材料用的初级纤维。19

5、58年以后，玻璃纤维工业得到迅速发展，纤维品种呈现出多样化特点。现在全国有大、小玻璃纤维厂家200多个，玻璃纤维年产量为5万吨，纤维直径多数为6--8um，正向粗纤维方向发展。14玻璃纤维的分类玻璃纤维的分类方法很多。通常从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观及纤维特性等方面进行分类。以玻璃原料成分分类主要用于连续玻璃纤维的分类。一般以不同的含碱量分为四类。无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、有碱玻璃纤维、特种玻璃纤维。15无碱玻璃纤维(通称E玻纤)，以钙铝硼硅酸盐组成的玻璃纤维，强度较高，耐热性和电性能优良，能抗大气侵蚀，化学稳定性也好(但不耐酸)。无碱玻璃纤维最大的

6、特点是电性能好，因此也把它称做电气玻璃。国内外大多数都使用这种Ｅ破璃纤维作为复合材料的原材料。国内规定其碱金属氧化物含量不大于0.5％，国外一般为1％左右。无碱玻璃纤维16中碱玻璃纤维它是指碱金属氧化物含量在11.5％~12.5％之间的玻璃纤维。国外没有这种玻璃纤维，它的主要特点是耐酸性好，但强度不如E玻璃纤维高。它主要用于耐腐蚀领域中，价格较便宜。17有碱玻璃(A玻璃)纤维有碱玻璃称A玻璃，类似于窗玻璃及玻璃瓶的钠钙玻璃。此种玻璃由于含碱量高，强度低，对潮气侵蚀极为敏感，因而很少作为增强材料。18特种玻璃纤维如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维，镁铝硅系高强

7、高弹玻璃纤维，硅铝钙镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维，含铅纤维，高硅氧纤维，石英纤维等。19玻璃纤维的其它分类方法以单丝直径分类，单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分为以下几种。名称粗纤维初级纤维中级纤维高级纤维（纺织纤维)超细纤维直径（um）≥30≥20um10~20um3~10um≤4um20单丝直径不同，不仅使纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般5~10um的纤维作为纺织制品使用，10~14um的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。21以纤维外观分类，有连续纤维，其中有无捻粗纱及加捻粗纱(用于纺织)、短切纤维、空心玻璃纤维

8、、玻璃粉及磨细纤维等。以纤维特性分类，高强玻璃纤维、