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2.复合材料的基本理论

fhclustb@https://www.doczj.com/doc/af8186960.html, 20072007

2. 复合材料的基本理论

2. 复合材料的基本理论

力学性能的复合法则

?增强原理

?弥散增强

?颗粒增强

?长纤维增强

?短纤维增强

几种主要的力学模型

?层板模型

?切变延滞模型

?连续同轴柱体模型

?有限差分与有限元模型

物理性能的复合法则

?加和特性

?传递特性

复合材料的基本理论

材料的微观组织 形状、分散程度 体积分数

几何学特征

原材料的性能

力学性能

物理性能

界面的状态复合材料的

基本理论

复合材料的

整体性能

复合材料理论与组织、性能之间的关系

2.1 力学性能的复合法则

●第二相颗粒强化——弥散分布、成为阻碍位错运动的有效障碍,一种有效的强化方法之一。

●内氧化、粉末冶金

●常采用的弥散相——碳化物、氮化物、氧化物等。

●研究的热点氧化物弥散强化(ODS)合金。

主要机理是位错与第二相微粒

的作用

(1)位错切过强化机制

(a)有序强化----反相畴界

(b)界面强化----产生新界面

(c)共格应变强化----对位错产生“力” (d)层错强化----扩展位错宽度将变化

(e)弹性模量强化----位错应变能发生变化

(2)位错非切过强化机制

(a)低温、高外加应力的位错Orowan拱弯机制(b)高温、低外加应力的位错攀移机制

●①“局部攀移”模型

●②“整体攀移”模型

(3)其它强化机制

●(a) 安塞尔一勒尼尔机理

●(b) 颗粒钉扎晶界( Hall -Petch)机制●(c) 残余应力场强化

1) 弥散增强

?

主要由基体承担载荷?

弥散质点阻碍基体中的位错运动?阻碍能力越大,强化效果越好

条件:

质点是均匀分布的球形

d 为直径

V p 为体积分数

G m 为基体的切变模量

b 为柏氏矢量弥散质点的尺寸越小,体积分数越大,强化效果越好。

()

τy m p p G b d V V =?? ????-231212

颗粒增强

?颗粒的尺寸较大

?基体承担主要的载荷

?颗粒也承担载荷

?约束基体的变形

?G p为颗粒的切变模量

?C为常数

颗粒的尺寸越小,体积分数越大,强化效果越好。

(4)影响弥散强化的因素

(a)弥散相的性质----硬度、化学稳定性(b )弥散相与基体间的作用---不溶解,不反应, 界面能小

(c )基体的性质----

(d )弥散相的形态----弥散相的含量、粒度和粒子间距

(e )制备方法----①机械合金化法②共沉淀法③化学浸润法④溶胶﹣凝胶法⑤内氧化法

(a) 弥散相的性质

●弥散相粒子稳定、不长大。

●弥散相不同会有不同的强化效果。Ni-ThO2的强度很高;

O3就比ZrO2、SiO2好。

铜-Al

2

●一般认为氧化物作弥散相比碳化物、氮化物、硼化物、

硅化物较好;

●高的热力学和化学稳定性,高的熔点,弥散相的生成

自由能负值大,在基体中低的溶解度和低的扩散系数,与基体相近的热膨胀系数。

(b)弥散相与基体间的作用 弥散相在基体中要求几乎不溶解,与基体不发生化学反应;基体与弥散相之间的界面能小。

(c) 基体的性质

合金成分抗拉强度/MPa制粉方法实验温度

/℃

Ni-7%ThO

2 Ni-7%ThO

2-

12%Mo 1085

1450

机械法室温

Ni-2%ThO

2 Ni-2%ThO

2-

20%Mo 280

700

化学法650

(d )弥散相的形态

2113d f ??λ=- ???

λ-粒子间距,f-弥散相体积百分数,d-粒子直径。

粒子间距和分布:氧化物粒子的尺寸越小,其细晶强化和弥散强化的效果越好。

(e)制备方法

内氧化法、普通粉末冶金法、机械合金化法、化学浸润法、溶胶﹣凝胶法等

2) 连续纤维增强

复合材料的2维层板模型

连续纤维增强(并联模型,等应变模型)复合材料的载荷=基体载荷+纤维载荷P

c

=P m+P r

因为P=σ?A,所以σ

c ?A

c

= σm?A m+ σr?A r ----(1)

A c= A m+ A r

A m / A c= f m A r / A c= f r (体积分数)

即(面积分数=体积分数)

(1)式两边同除以A

c

σc?A c / A c = σm?A m / A c + σr?A r / A c

即σ

c

= σm? f m + σr? f r ----(2)

基体与纤维发生同样的应变ε

c

=εm=ε f =ε

(2 )式两边同除以ε,σ/ ε= E

E c= E m? f m + E r? f r

连续纤维增强(串联模型,等应力模型)

()11E f E f E E f E f E E c m m r r m r r r m r

=+=+-E m E f

串联模型

并联模型

短纤维增强

短纤维(不连续纤维)增强复合材料,短纤维上应力的分布载荷是基体通过界面传递给纤维的。在一定的界面强度下,纤维端部的切应力最大,中部最小。而作用在纤维上的拉应力是切应力由端部向中部积累的结果。所以拉应力端部最小,中部最大。

宏观经济学理论要点

一、西方国民收入核算 概念: 1.国内生产净值(NDP ):这是指一个国家或地区在年内新增价值之总和,即从国民收入中扣除折旧后的总值。 2.国民收入(NI),这是狭义的国民收入:它是国家或地区在一年内以货币计算的用于生产的各种生产要素所得的全部收入,等于工资+ 利息+ 利润+ 地租。 3.个人收入(PI):是一个国家或地区一年内个人所得到的全部收入。它等于劳动收入,业主收入租金收入、股息收入利息收入来自政府的转移支付等的总和。 4.个人可支配收入(PDI ),一个国家或地区一年内个人所得到的收入总和扣除个人纳税部分所余下的收入,它可以分为消费与储蓄两个部分。 5.国内生产总值(GDP)是指一个经济社会(一国或一地区)在一定时期内运用生产要素所生产的全部最终产品(物品和劳务)的市场价值。 核算方法:定义法、生产法、支出法、收入法 名义GDP(指按当年价格计算)和实际GDP(指按基期价格计算) GDP 平减指数=名义GDP/实际GDP 6. 最终产品,重置投资,消费,投资,物质磨损,精神磨损(不重要的概念) 7. 投资与储蓄的关系:传统经济学认为,投资来源于储蓄,所以储蓄与投资相等,但凯恩斯认为未必是这样,因为储蓄和投资是不同利益集团出自不同目的而进行的活动,所以,储蓄与投资并不必然相等。 为了防止这一现象,金融机构(银行)就有义务把居民的储蓄再转化为投资,注入国民收入循环的过程中,所以,银行的重要作用就是把储蓄转化为投资,只有如此,收入循环,才能顺利进行下去。 二、产品市场—IS曲线 (1)。消费函数: 消费函数是指消费支出与决定消费的各种因素之间的依存关系。影响消费的因素很多,但收入是最主要的因素,一般来说,在其他条件不变的情况下,消费随收入的变动而呈

宏观经济学第2章 习题与答案

f 第14章国民收入的核算 一、名词解释: 国内生产总值中间产品最终产品总投资折旧净投资存货投资净出口名义国内生产总值实际国内生产总值人均国内生产总值国民生产总值国民生产净值国民收入个人收入个人可支配收入 二、判断题(正确标出“T”,错误标出“F”) 1.国民收入核算体系将GNP作为核算国民经济活动的核心指标。() 2.家庭成员提供的家务劳动要计入GDP之内。() 3.某种物品是中间产品还是最终产品取决于它本身的性质,例如,汽车一定是最终产品,煤只能是中间产品。() 4.用价值增值法计算一国产出的总价值,可以避免重复计算的问题。()5.对于整个经济来说,所有的价值增值之和必定等于所有的最终产品的总价值。 () 6.以前所生产而在当年售出的存货,应当是当年GDP的一部分。() 7.某公司生产的汽车多卖掉一些比少卖掉一些时,GDP增加要多一些。()8.销售一栋建筑物的房地产经纪商的佣金应加到国民生产总值中去。()9.一个在日本工作的美国公民的收入是美国GDP的一部分,也是日本GNP的一部分。() 10.政府转移支付应计入GDP 中。() 11.用支出法核算GDP时,政府公债利息不应计入GDP中。() 12.政府国防费用支出不属于政府购买。() 13.失业救济金属于政府的转移支付。()

14.居民购买住房是一种消费支出,住宅是一种耐用消费品。() 15.购买普通股票是投资的一部分。() 16.总投资增加时,资本存量就增加。() 17.总投资和净投资之差就是GNP和NNP之差。() 18.如果一个企业用购买的一台新设备替换一台报废的旧设备,因为机器数量未变,所以企业购买这台新设备不属于投资行为。() 19.用收入法核算国内生产总值时,资本折旧应计入GDP中。() 20.家庭从公司债券得到的利息应计入GDP中。() 21.国内生产总值是从国民生产总值中减去国外净要素支付后的余额。()22.折旧费用是国民生产总值的一部分。() 23.国民生产净值衡量的是在一年内对在商品生产中消耗的资本作了调整后的最终产品的市场价值。() 24.国民收入是指一国在一定时期(通常为一年)内用于生产的各种生产要素所得到的报酬总和,它包括工资、利息、租金、利润等。() 25.居民得到的收入不一定是他们挣得的。() 26.个人收入即为个人可支配收入,是人们可随意用来消费或储蓄的收入。()27.GDP缩减指数是实际GDP与名义GDP的比率。() 28.如果两个国家的GDP总值相同,那么它们的生活水平相同。() 29.如果2000年的名义国内生产总值高于1999年的名义国内生产总值,那么,我们就知道,2000年生产的最终产品与劳务一定比1999年的多。()30.在衡量一国人均GDP时,用总产出除以那些实际生产商品和劳务的劳动力数量。() 31.在甲乙两国产出不变的条件下,将甲乙两国合并成一个国家,两国的GDP 总和会增加。() 32.在通货膨胀时,名义国内生产总值的增长要高于实际国内生产总值的增长。 ()

复合材料原理

复合材料 1、定义复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同复合方法得到的宏观多相材料。 复合材料主要由基体和增强体(对功能材料称功能体)组成 作用: A、结构复合材料: 增强体:在结构复合材料中主要起承受载荷的作用; 基体:起连接增强体、传递载荷、分散载荷的作用。 B、功能复合材料: 基体:主要起连接作用; 功能体:是赋予复合材料以一定的物理、化学功能。 2. 分类 (1)基体种类 树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料 (2)增强材料 形状:颗粒、晶须、纤维、织物 类型: 无机和有机材料 (3)用途 结构复合材料、功能复合材料 3. 复合材料特点 (1)可设计性 复合材料的力学、热、电、声、光等物理化学性能都可通过组分材料的选择、界面控制等设计手段达到。 (2)材料与结构的一致性 复合材料的构件与材料同时形成。 (3)存在复合效应区别于任意混杂材料 复合材料的性能不是其组分材料性能的简单叠加,可以产生新的性能。 4.复合材料的复合效应 复合效应; 1.线性效应: 平均效应平行效应互补效应相抵效应 2.非线性效应 相乘效应诱导效应共振效应系统效应 5.材料的复合效果 1.组分效果 只把组分的相对组成作为变量,不考虑组分的几何形态、分布状态和尺度等复杂变量影响时产生的效果。 2.结构效果 ①几何形态(形状)②分布状态③尺度 3.界面效果 界面是影响基体与增强体或功能体复合效果的主要因素。界面结构(物理和化学结构)的变化会引起复合材料性能的明显变化。 6.复合材料性质

①固有性质 材料性质的直观表现,只与组分含量有关 ②传递性质 与组分含量、几何形状及分布、尺寸均有关 ③强度性质 不是各相性能的简单叠加,除与组分含量、几何形状及分布、尺寸有关,还与外场分布、界面有关. ④转换性质 影响因素较多,除了前述因素外,还与各组分之间的相互作用有关。 7.复合材料的界面状态解析 界面 密切接触的两相之间的过渡薄层区域,厚度约几个分子大小,称为界面。 表面: 一相为气体的界面. 比表面积:单位体积或单位质量的物质所具有的表面积。 8.表面张力/界面张力的影响因素 ①分子间作用力 金属键物质>离子键物质>极性分子物质(水)>弱极性物质(丙酮)>非极性物质(液氢、液氯)一般,极性液体比非极性液体大,固体比液体大 ②接触相性质有关。 与不同物质接触时,表面层分子受到的力场不同,致使表面张力不同。 ③温度 表面张力随温度不同而不同,大多数物质γ随温度升高而降低 化学吸附和物理吸附的比较 性质物理吸附化学吸附 吸附作用力范德华力化学键力 吸附热小大 吸附层数多分子层单分子层 吸附选择性无有 吸附稳定性不稳定,易解吸较稳定,难解吸 吸附速率快,不需活化能慢,需活化能 吸附温度低高 9.接触角 在气、液、固三相交界点处,所作的气-液界面的切线穿过液体与液-固交界线之间的夹角,用θ表示。 (1)γsv<γsl时,θ>90°,不润湿; (2)γlv>γsv-γsl,0°<θ<90°,润湿; (3)γsv- γsl =γlv,θ=0°,铺展。 例如:水能润湿洁净玻璃,而水银则不能。将一根毛细玻璃管插入水中,管内液面将上升;当毛细管插入水银时,管内液面将下降。 10.良好粘附的表面化学条件应是: 1)被粘附体的临界表面张力γC要大,以保证良好润湿。 2)粘附功要大,以保证牢固粘附。 3)粘附面的界面张力γSL要小,以保证粘附界面的热力学稳定。 4)粘附剂与被粘附体间相溶性要好,以保证粘附界面的良好键合和保持强度。为此润

萨克斯《全球视角的宏观经济学》习题详解(第21章 可贸易和不可贸易商品)

萨克斯《全球视角的宏观经济学》 第21章可贸易和不可贸易商品 课后习题详解 跨考网独家整理最全经济学考研真题,经济学考研课后习题解析资料库,您可以在这里查阅历年经济学考研真题,经济学考研课后习题,经济学考研参考书等内容,更有跨考考研历年辅导的经济学学哥学姐的经济学考研经验,从前辈中获得的经验对初学者来说是宝贵的财富,这或许能帮你少走弯路,躲开一些陷阱。 以下内容为跨考网独家整理,如您还需更多考研资料,可选择经济学一对一在线咨询进行咨询。 一、概念题 1.可贸易商品(tradable goods) 答:可贸易商品和不可贸易商品是对商品的一种划分,可贸易商品是指参与国际贸易、价格随着国际价格变化而变化的商品;不可贸易商品是指不参与国际贸易的商品,其价格由国内供求状况决定,不受国际价格影响的商品。一般而言,此种对一国商品的划分主要是出于理论分析的需要。 联合国产业分类标准(SIC)将商品和劳务主干产业分为以下九种:①农业、狩猎业、林业、渔业;②采矿业;③制造业;④电力、燃气和水;⑤建筑业;⑥批发和零售业、餐饮、旅馆;⑦运输、仓储和通讯;⑧金融、保险、房地产和商业服务业;⑨社区、社会与个人的服务。其中农业、采矿业和制造业的商品,通常被认为是最可贸易的商品。 商品可贸易性有两个主要决定因素:第一是运输成本,它是贸易的自然障碍,运费在商品总成本中的比重越低,商品越易进行国际贸易;第二是贸易保护主义的程度,表现为关税及非关税壁垒,即使运输费用很低廉,这些措施也能够阻碍国际贸易。 在有些版本的教材中,将可贸易商品定义为在区域(国家)间的价格差异可以通过套利活动消除的商品,而不可贸易商品则指不可移动的商品以及套利活动交易成本无限高的商品,主要包括不动产与个人劳务项目,其区域间的价格差异不能通过套利活动消除。 2.生产可能性边界(production possibility frontier,PPF) 答:生产可能性边界也称为社会生产可能性边界或生产可能性曲线,是指一个社会用其全部资源和当时最好的技术所能生产的各种产品的最大数量的组合。 由于整个社会的经济资源是有限的,当这些经济资源都被充分利用时,增加一定量的一种产品的生产,就必须放弃一定量的另一种产品的生产。整个社会生产的选择过程形成了一系列的产品间的不同产量组合,所有这些不同产量的组合就构成了社会生产的可能性边界。假设一个社会把其全部资源用于A和B两种产品的生产,那么生产可能性边界可用图21-11中的曲线来表示。

经济学的主要流派及观点

一、新古典综合派(美国凯恩斯主义) 1.理论背景 新古典综合派是凯恩斯主义与新古典经济学由对立转向共存和相互融合。新古典综合派的代表人物是萨缪尔森,在其著作《经济学》中把自己的理论体系命名为“新古典综合”,意在把以马歇尔为代表的新古典经济学与凯恩斯经济理论综合在一起,组成一个集凯恩斯宏观经济学和马歇尔微观经济学之大成的理论体系 2.基本观点 ⑴“混合经济”的理论模型:“混合经济”在实质上就是国家干预的、以私人经济为基础的市场经济。“混合经济”的特点就是以市场经济为主,通过价格机制来调节社会的生产,交换,分配和消费。 ⑵经济增长理论:新古典综合派通过建立宏观生产函数,指出可以通过调整资本数量和资本产出比率,使经济实现稳定增长。 ⑶经济周期理论:新古典综合派的经济周期理论是“乘数-加速数”理论模型。该模型是新古典综合派用动态过程分析方法建立起来解释资本主义经济周期波动的一个重要理论模型。 ⑷通货膨胀和失业理论:新古典综合派为了解释通货膨胀与失业并存的经济现象,将菲利普斯曲线纳入其基本理论框架中。根据菲利普斯曲线,通胀与失业之间存在此消彼长的关系。 二、新剑桥学派(英国凯恩斯主义) 1.理论背景 新剑桥学派是当代凯恩斯主义的一个重要分支,主要代表人物有琼·罗宾逊、卡尔多、斯拉法、帕西内蒂、约翰·伊特维尔等人。其理论以叛离以马歇尔为代表的剑桥学派而著称,所以被称为“新剑桥学派”。 2.基本观点 ⑴与新古典综合派的分歧:新剑桥学派的方法论有两个显著的特点:一是坚持抛弃均衡概念,树立历史的时间观念;二是强调社会制度和阶级分析的方法。 ⑵经济增长理论:最重要的特点是把经济增长同收入分配问题结合起来考察,一方面阐述如何通过收入分配的变化来实现经济的稳定增长,另一方面说明在经济增长过程中收入分配的变化趋势。 ⑶通胀理论:新剑桥学派认为,要解释和说明经济“停滞膨胀”的原因,必须抛弃物价水平仅仅取决于货币数量的传统理论,回到凯恩斯关于物价水平主要受货币工资率支配的论断上来。 三、新凯恩斯主义 1.理论背景 新凯恩斯主义是在滞胀的的历史背景下,传统凯恩斯主义-新古典综合理论体系遭到严重挫折之后,美国一些年轻经济学家为了修补传统凯恩斯主义的缺陷而在20世纪80年代新发展起来的。 2.基本观点 ⑴非均衡分析:新凯恩斯主义试图从微观非均衡分析入手,在不完全信息、不完全竞争和价格缺乏弹性的前提假设下,在一个明确的分均衡关系中重建凯恩斯主义宏观理论及其微观基础,从而改变凯恩斯理论缺乏微观基础和缺乏对现实世界的解释力问题。 ⑵失业:新凯恩斯主义拓展了凯恩斯的失业均衡模型,分析了劳动力市场和商品市场同时出现过度需求的非均衡状态,提出在这种情况下,政府应通过增加劳动力来源、提高劳动生产率等供给管理措施来改变多度需求状况。 四、希克斯的经济理论 1.理论背景 希克斯对西方经济学理论有许多重要贡献,涉及工资理论、货币理论、增长理论、资本理论以

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沈坤荣《宏观经济学教程》(第2版) 第一章基本概念与理论铺垫 课后习题详解 跨考网独家整理最全经济学考研真题,经济学考研课后习题解析资料库,您可以在这里查阅历年经济学考研真题,经济学考研课后习题,经济学考研参考书等内容,更有跨考考研历年辅导的经济学学哥学姐的经济学考研经验,从前辈中获得的经验对初学者来说是宝贵的财富,这或许能帮你少走弯路,躲开一些陷阱。 以下内容为跨考网独家整理,如您还需更多考研资料,可选择经济学一对一在线咨询进行咨询。 1.虽然张小山每次打的上班比乘公交车上班需多花费9元钱,但却因此节省了半个小时的时间。试考虑当张小山的收入至少为多少元/小时的时候,他才愿意选择打的上班(结合时间是一种稀缺资源的观点)? 答:资源存在相对稀缺性,由此导致了有限资源下的最优选择问题。收益与成本之间的比较决定了消费者的行为决策。 对张小山来说,上班乘公交和打的这两种方式是相互替代的,加之时间是相对稀缺且是有成本(机会成本)的,工资越高,则其时间的机会成本越高。打的比乘公交多花费9元,但是其“收益”是半小时,所以当张小山的工资至少是18元/小时时,张小山才会选择打的。 2.以马歇尔等人为代表的学者是如何论证亚当·斯密的“看不见的手”的原理的? 答:斯密认为,只有在允许个人追求其自身利益时,才能调动积极性,促进生产效率提高。在市场机制这只“看不见的手”作用下,个人对私利的追求能够最终与社会利益保持一致。古典经济学中,市场机制最主要的特征表现为价格调节机制,个人追求私利的过程被供给曲线与需求曲线表示出来,供给与需求在价格的调节下能够趋于一致,从而市场经济是内生稳定的。 以马歇尔等人为代表的经济学者吸收边际革命的成果,利用供给和需求分析工具进行局部均衡分析,即从单一市场角度出发,分析微观个体的分散决策如何对各个市场的均衡价格和均衡产量产生影响,认为市场需求与价格负相关,市场供给与价格正相关,两者相互作用决定了市场的均衡价格和均衡产量,系统论证了市场经济的内生稳定性。价格机制类似一只“看不见的手”,自动协调供给与需求到达均衡。 3.要素市场包括哪几大类型的市场?其价格分别如何表示? 答:(1)要素市场包括用于生产产品的各种投入品所构成的市场。投入品(要素)主要包括土地(代表自然资源)、劳动、资本、企业家才能。 (2)“土地”要素代表了所有自然资源,如石油、水、矿产等。在土地市场上,用地租来表示土地的价格。 “劳动”要素不是简单地指有多少人,它有时还包含了生产产品和劳务的技能(人力资本)。在劳动市场上,用工资来表示劳动的价格。 “资本”要素代表经济体生产出来的用于再生产的产品。如钢材是一种产品,然而当它被用于制造汽车时,它便成为资本品,一般通过货币的“价格”——利息来表示。 “企业家才能”是一种比较抽象的生产要素。面对着同样的土地、劳动或资本,不同的

经济学基础理论试题及答案

经济学基础理论试题及答案 经济学基础理论试题 简答 1、劳动力商品价值105 答劳动力诗人的劳动能力,是人们在劳动过程中所运用的体力和智力的总和。劳动力价值包括三个方面,1、维持劳动者本人正常生活所必需的生活资料。2、山羊劳动者子女所必需的生活资料的价值,以保证劳动力的补充和延续。3、劳动者的教育和训练费用,以适应生产和科学技术不断发展的需要。此外,劳动力的价值决定还包含着历史的和道德的因素。 2、货币流通规律121 答决定一定时期内流通中所需要的货币量的规律即货币流通规律。一定时期内流通中所需要的货币量取决于三个因素,1、待销售的商品总量。2、商品价格水平。3、单位货币流通速度。他们之间的关系用公式表示是流通中所需要的货币量=待销售的商品总量*商品价格水平/单位货币的流通速度。流通中所需要的货币量=待销售的商品价格总额/单位货币的流通速度。

3、利润率的因素137 答剩余价值转化为利润后,剩余价值率也就转化为利润率剩余价值和预付总资本的比率就是利润率。决定利润率的因素有1、剩余价值率的高低。2、资本有机构成的高低。3、资本周转速度。4、不变资本的节省。 3、平均利润率、生产价格? 答平均利润率是按社会总资本计算的利润率,继社会的剩余价值总额与社会总资本的比率。随着平均利润率的形成,利润转化为平均利润,商品的价值就转化为生产价格。生产价格等与成本价格加平均利润。 4、社会主义初级阶段有哪些基本经济特征61 答:1、社会生产力有了很大发展,但仍比较落后。2、以社会主义公有制为主体,多种经济所有制共同发展。3、以按劳分配为主体,多种分配方式并存。 5、简单再生产的实现条件240 答:在简单再生产的条件下,社会总产品的实现条件是: 1、社会生产两大部类之间的交换要保持平衡,即I(v+m)=IIc。要实现简单

复合材料原理复习题2009

2009年硕士研究生《复合材料原理》复习题 1.为什么Nicalon sic纤维使用温度低于1100℃?怎样提高使用温度? 从热力学上讲,C-SIO2界面在1000℃时界面气相CO压力可能很高,相应的O2浓度也较高。只有O2扩散使界面上O2浓度达到较高水平时,才能反应生成CO。但是温度较低时扩散较慢,因此C-SiO2仍然在1000℃左右共存。 当温度升到1100℃,1200℃时,CO的压力将会更高,此时O2的浓度也较高,而扩散速度却加快。因而,SiC的氧化速度加快,导致Nicalon纤维在1100℃,1200℃时性能下降很快。 要提高Nicalon纤维的使用温度,需降低Nicalon纤维的游离C和O的含量,以防止游离C继续与界面O反应。 2.复合材料的界面应力是怎样产生的?对复合材料的性能有何影响? 复合材料的界面应力主要是由于从制备温度冷却到室温的温度变化△T或是使用过程中的温度变化△T使得复合材料中纤维和基体CTE不同而导致系统在界面强结合的情况下界面应力与△T有着对应关系;在界面弱结合的情况下,由于滑移摩擦引起界面应力。 除了热物理不相容外,还有制备过程也能产生很大甚至更大的界面应力。如:PMC的固化收缩,MMC的金属凝固收缩,CMC的凝固收缩等。 △CTE限制界面应力将导致基体开裂,留下很多裂纹,裂纹严重时将使复合材料解体,使复合材料制备失败,或是使其性能严重下降,△CTE不大时,弹塑性作用,不会出现裂纹。而对于CMC,即使不会出现明显的裂纹,基体也已经出现了微裂纹。这些微裂纹对复合材料的性能不会有很的影响,相反,这些微裂纹对CMC复合材料的增韧有帮助,因为微裂纹在裂纹扩展过程中将会再主裂纹上形成很多与裂纹而消耗能量,从而达到增韧的目的。 3.金属基复合材料界面控制的一般原则是什么? 金属基复合材料要求强结合,此时能提高轻度但不会发生脆性破坏。 均存在界面化学反应趋势,温度足够高时将发生界面化学反应,一定的界面化学反应能增加界面的结合强度,对增强有利。过量的界面化学反应能增加界面的脆性倾向对增韧不利。因此,MMC的界面化学反应是所希望的,但是应该控制适度。 具体原则有: 纤维表面涂层处理:改善润湿性,提高界面的结合强度,并防止不利的界面反应。 基体改性:改变合金的成分,是活性的偏聚在f/m界面上降低界面能,提高润湿性。 控制界面层:必须考虑在室温下熔体对纤维及纤维表面层的溶解侵蚀。纤维及其表面层金属熔体中均具有一定的溶解度。因而,溶解和侵蚀是不可避免的。

复合材料原理

绪论 1.复合材料定义 2.发展历史:原始复合材料 现代意义上的复合材料 3.玻璃钢的特点 4.复合材料类型 复合材料中的材料设计和结构设计 1.从工程应用的角度分类 2.结构复合材料 3.功能复合材料 4.各相的作用 5.复合材料区别单一材料的特点 6.高强度材料选用-------------- 高模量结构选用----------------- 高温下使用的结构复合材料选择-------------------- 7.化工防腐蚀的玻璃纤维增强塑料,根据介质的不同采取不同的复合方式 8.聚合物基体的性能特点 9.增强体或功能体在复合材料中的作用 10.复合材料区别于一般混合材料的重要标志---- 复合材料的复合效应 1.分类

复合材料的结构与复合效果 1.分散质 2.分散相 3.复合材料的性质取决于--- 4.连通性概念 5.连通结构 6.0-3型结构 1-3型结构 2-2型结构 2-3型结构 3-3型结构 7.材料的符合效果 组分效果 六边形阵列 四方形阵列

结构效果 形状效果 取向效果 尺度效果 界面效果 8.了解和掌握复合材料的符合原理的目的 9.材料模型化的方法 10.复合材料的模型 建立材料的微观模型往往包含两方面的内容:--------- 11.结构模型的确立 12.物理模型的确立 同心球壳模型 同轴圆柱模型 片状模型 复合材料的性质与一般规律1.分类 2.计算阻力系数

复合材料的界面状态解析 复合材料性能的主要影响因素: 基体和增强体或功能体的性能 复合材料的结构和成型技术 复合材料中增强体或功能体与基体的结合状态(物理的和化学的)及由此产生的复合效应 界面效应---19页 1.界面的分类 2.复合材料中相与相的两相交接区是一个具有相当厚度的界面层,两相的接触会引起多种界面效应,使界面层的结构和性能不同于他两侧临近的结构和性质。 3.为了改善两相的相容性和结合力,在两相的界面上加入微量的改性剂。如:---- 4.复合材料的特点 5.界面效应的分类 6.界面的研究对象 增强体表面的有关问题 表面处理物质的有关问题 表面处理的最优化技术 粉体材料在基体中的分散 复合技术的优化及其机理 7.材料粘结的破坏形式

宏观经济学第十二章习题

第十二章国民收入的核算 一、单选题 1.今年的名义国内生产总值大于去年的名义国内生产总值,说明: A.今年的物价水平一定比去年高了 B.今年生产的物品和劳务总量一定比去年增加了 C.今年的物价水平和实物产量水平一定都比去年提高了 D.以上三种说法都不一定正确 2.经济学上的投资是指: A.企业增加一笔存货 B.建造一座住宅 C.企业购买一台计算机 D.以上都是 3.在统计中,社会保险税增加对()项有影响: A.国内生产总值(GDP) B.国内生产净值(NDP) C.国民收入(NI) D.个人收入(PI) 4.下列哪项命题不正确: A.国民生产净值(NNP)减直接税等国民收入(NI) B.国民生产净值(NNP)加资本消耗(折旧)等于GNP C.总投资等于净投资加折旧

D.个人收入等于个人可支配收入加直接税 5.王五买了一辆旧车,盖了一幢新房,还购买了一些政府债券,反映在国民收入帐户上,下列叙述哪个正确?() A.他买了一辆旧车,还买了一些政府债券,因此C和G增加了 B.他买了一辆旧车,还买了一些政府债券,因此C和I增加了 C.他买了一辆旧车,盖了一幢新房,因此C和I增加了 D.他盖了一幢新房,因此I增加了 6.下列各项中,能计入当年GDP的有() A.当年家庭主妇的家务劳动折合价值 B.当年拍卖xx作品的收入 C.当年出售债券的收入 D.当年为他人提供服务所得的收入 7. GDP与NDP之间的差别是() A.直接税 B.间接税 C.折旧 D.净出口 8.一国的GDP大于GNP,说明该国公民从外国取得的收入()外国公民从该国取得的收入. A.大于 B.小于

C.等于 D.可能大于也可能小于 9.煤是中间产品这一命题() A.一定不对 B.一定对 C.可能对也可能不对 D.以上说法全对 10.按百分比计算,如果名义GDP上升()价格上升的幅度,则实际GDP将(). A.小于,下降 B.超过,不变 C.小于,不变 D.超过,下降 11.以下哪个不是存量指标()? A.社会财富 B.存货 C.投资 D.资本 12.下列哪项不是要素收入()? A.工人工资 B.居民的存款利息 C.公司对希望工程捐款

凯恩斯经济学及基本理论框架

凯恩斯经济学及基本理论框架 一、凯恩斯经济学(Keynesian Economics) 凯恩斯经济学由英国经济学家J·M·凯恩斯提出,并由其追随者发展与运用的一套主张国家干预经济的理论与政策。 凯恩斯承认资本主义社会存在失业的必然性。凯恩斯认为,他的理论要说明什么力量决定就业量。具体来说,就业量取决于产量,产量取决于有效需求。因此,他的理论的核心就是有效需求理论。有效需求是商品的总供给价格和总需求价格平衡时的总需求。这种总需求分为消费需求和投资需求,它们由三大基本心理规律所决定。这三大基本心理规律是决定消费的边际消费倾向规律和决定投资的资本边际效率递减规律与心理上的流动偏好规律。凯恩斯认为,如果经济由市场自发地调节,有效需求不足与失业存在就是必然的,解决的办法就是国家干预经济。因此,在政策上,凯恩斯主义的中心就是用国家干预来代替自由放任,其中包括通过收入再分配来刺激消费的收入政策,增加政府支出以弥补个人支出不足的财政政策。其中最重要的是财政政策。凯恩斯主义经济学分析的是整体经济的运行,因此在研究方法上就用总量分析代替了个量分析。这些内容就构成了当代的宏观经济学。 民收入决定于有效需求,而有效需求原理的支柱又是边际消费倾向递减、资本边际效率递减以及心理上的流动偏好这三个心理规律的作用.这三个心理规律涉及四个变量;边际消费倾向、资本边际效率,货币需求和货币供给。在这里,凯恩斯通过利率把货币经济和实物经济联系起来,打破了新古典学派把实物经济和货币经济分开的两分法,认为货币不是中性的,货币市场上的均衡利率要影响投资和收入,而产品市场上的均衡收入又会影响货币需求和利率,这就是产品市场和货币市场的相互联系和作用.但凯恩斯本人并没有用一种模型把上述四个变量联系在一起.汉森、希克斯这两位经济学家则用1S--LM模型把这四个变量放在一起,构成一个产品市场和货币市场之间相互作用如何共同决定国民收入与利率的理论框架,从而使凯恩斯的有效需求理论得到丁较为完善的表述.不仅如此,凯恩斯主义的经济政策即财政政策和货币政策的分析,也是圈绕 IS--LM模型而展开的.因此可以说,IS LM模型是凯恩斯主义宏观经济学的核心 二、凯恩斯的基本理论框架 1、国民收入决定于消费和投资。 2、消费由消费倾向和收入决定。消费倾向分为平均消费倾向和边际消费倾向。 边际消费倾向大于0而小于1,因此,在增加的收入中,用来增加消费的部分所占比例可能越来越小。 3、消费倾向比较稳定,因此,国民收入波动主要来自投资的变动。投资的增加或减少

微观经济学基本理论

论微观经济学的几个基本问题 摘要:西方经济学包括微观经济学和宏观经济学两个组成部分。微观经济学以单个经济单位为研究对象,通过研究单个经济单位的经济行为和相应的经济变量单项数值,来说明价格机制如何解决社会资源配置问题。 关键词:微观经济学体系社会资源配置 一、微观经济学的产生 微观经济学的产生以亚当·斯密在1776年出版的《国民财富性质原因的研究》为标志,至今已经有231年的历史了。亚当·斯密通常被学术界认为是微观经济学的创始人。 斯密认为人的本性是利已的,从事经济活动的动机和目的就是为追求自己的最大经济利益。但每个人都不能独立生存,通过分工使交换成为可能,并接受“看不见的手”的约束,实际这种对人类经济活动的抽象描述就是经济学范式研究的对象逻辑,因此,在此观念范式层提供的逻辑空间上,亚当·斯密提出了货币、使用价值、交换价值、工资、利润等经济范畴,构成了古典政治经济学的规则范式。斯密反对重商主义政策,主张放任自由政策,取消限制经济自由的种种障碍,建立起合乎规律的“ 自然秩序”,使每个人追求的个人利益和社会利益协调起来,最终促进社会财富的增长。这些促使财富增长的主张,构成了古典政治经济学的操作范式。当然以观念范式为基础,还可演绎出更多的定理,从而使其理论更加完善。 亚当·斯密通常被学术界认为是微观经济学的创始人。微观经济学从创建到目前不断有新的理论、新的观点充实到微观经济学的知识框架中,使得微观经济学的体系更庞杂,内容更丰富,分析工具和分析方法更加多样化。微观经济学由对经济问题的定性分析为主发展到要采用大量的定量分析才能得出相应的定性结论。现实生活中大量的经济学问题的解释和说明需要借助建立经济学模型并运用数学、微积分、运筹学、概率论等相关学科中的概念和工具分析才能完成。使得微观经济学的理论越来越抽象,越来越深奥,其逻辑性也越来越强,甚至在一定的假设前提下对某一问题的分析,因为假设条件不同,结论会差别巨大。有时对于同一个经济问题,不同经济学流派的观点与结论竟然截然相反。这就使得微观经济学成为财经类学生学习的难点,使得众多的初学者无从下手。对部分微观经济学教学人员而言,他们在讲授微观经济学的时候,往往迷恋于介绍复杂的经济学模型,繁琐的数理推导过程,忽略了对经济学基本思想的介绍,造成微观经济学成为高等学校经济管理类专业学习难度系数最大的一门课程。 二、微观经济学的逻辑体系 微观经济学是一个严格的演绎逻辑体系。演绎逻辑的好处是只要给定前提假设,其结论的正确性就一定得到保证。它从反映人类偏好的最简单的5条公理出发,描述出人类偏好的效用函数,即无差异曲线,从而决定了人类经济行为中至关重要的主观交换比率,即边际效用替代率。在既定预算约束的前提下,客观交换比率将由相对价格来决定。于是当边际替代率等于相对价格相等的时候,交换就得以发生。 这条线在微观经济学里至关重要。理解它就理解了经济学微观基础是如何建立起来的。每一条公理都各司其职,使得理性人这一完美性假定能够站立起来。微观经济学因而以其严谨的逻辑著称,颇有美感。 与消费者行为理论对应的是厂商理论,其理论逻辑如出一辙。对厂商行为的假定推导出厂商生产最大化、成本最小化、利润最大化的要素价格曲线,即要素需求曲线。其中关键一环在

复合材料原理作业

1、复合材料的概念?复合材料的命名方式?复合材料区别于单一材料的主要特点? 2、增强体和功能体在复合材料中起的主导作用? 3、复合材料有哪些优点?存在的主要问题是什么? 4、试分析复合材料的应用及发展。 5、简述复合材料的复合效应。 1.答:复合材料是指有两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同复合方法所得到的宏观多相材料。复合材 料的命名方式是将增强材料的名称放在前面,基体材料的名称放在后面,再加上“复合材料”。复合材料区别于单一材料的主要特点是:(1)材料与结构的一致性性;(2)材料性能的可设计性。 2.答:增强体和功能体在复合材料中起的主导作用有:(1)填充;(2)增强;(3)赋予功能。 3.答:复合材料的优点有:(1)强度高;(2)耐腐蚀;(3)耐高温;(4)质量轻。存在的主要问题是(1)性能不 够完善;(2)生产时手糊工艺效率低;(3);回收处理困难 4.答:复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服 单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电气、、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛,与传统材料相比有很多优点,特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。重点发展回收(粉碎回收)、化学回收(热裂解)和能量回收,加强技术路线、综合处理技术研究,示范生产线建设,再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用。21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化,这将更充分的利用各方面的资源(技术资源、物质资源),紧密联系各方面的优势,以推动复合材料工业的进一步发展。 5.答:复合材料的复合效应是复合材料特有的一种效应,包括线性效应和非线性效应两类。线性效应包括平均效 应、平行效应、相补效应和相抵效应。相补效应和相抵效应常常是共同存在的,相补效应是希望得到的,而相抵效应要尽量能够避免。平均效应、相乘效应、平行效应、诱导效应、相补效应、共振效应、相抵效应、系统效应等各种复合效应。 1.复合材料的结构类型有哪些,材料的复合效果怎么分类? 2.复合材料常见的模型有哪些,复合材料的性质如何分类? 1. 答:复合材料的结构类型有,0-3型结构、1-3型结构、2-2型结构、2-3型结构、3-3型结构。材料的复合效果大致归结为(1) 组分效果(2)结构效果(3)界面效果,其中结构效果又可分为形状效果、取向效果、尺度效果。 2. 答:复合材料常见的模型有:(1)同心球壳模型(2)同轴圆柱模型(3)片状模型,复合材料的性质分为固有性质、传递性质、 强度性质、转换性质。 1.答:复合材料界面效应归为四类: (1)分割效应:一个连续体被分割成许多区域,分析尺寸大小、中断强度、分散情况等对基体的力学性能的影响;(2)不连续效应:在界面上引起的物理性质的不连续性和界面摩擦出现的现象,如电阻、介电特性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等; (3)散热和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生的散射和吸收,如透光性、隔热性、隔音性、

宏观经济学主要公式汇总

《宏观经济学》主要公式汇总 国民收入核算 一、核算国民收入的两种方法 1、支出法核算GDP ——通过核算在一定时期内,整个社会购买最终产品的总支出来计量GDP 。 GDP=C+I+G+(X-M), 即: GDP =消费支出+投资支出+政府购买+净出口 2、收入法核算GDP ——把企业为使用各种生产要素而向居民户支付的所有收入加总求和来衡量GDP 。 GDP=工资或薪金+利息+租金+利润+间接税和企业转移支付+折旧+统计误差 二、国民收入核算体系五个指标之间的关系 1、GDP -折旧=NDP (刺激投资时一般加速折旧,造成GDP 和GNP 差值增大) 2、NDP -间接税和企业转移支付+政府补助金=NI 3、NI -公司未分配利润-公司所得税及社会保险税+政府给个人的转移支付=PI 4、PI -个人所得税=DPI 三、国民收入的基本公式 ㈠、两部门经济的收入构成及储蓄-投资恒等式 :[()] :Y C I Y C S C I C I S G D Y P S =+?? =+??+==+===?-从支出的角度总收入国内生产总值从收入的角总支出总产出度:国民收入储蓄投资恒等 ㈡、三部门经济的收入构成及储蓄投资恒等 :() ,()[(] :)Y C I G Y C S T T C I I G G S T I S T G T G S Y C T =++?? =++??++==+++=++?-=--从支出的角度国内生产总值从收入的角度:国民收入表示政府净收入即表示政储蓄投资等府储蓄恒 ㈢、四部门经济的收入构成及储蓄投资恒等

(),:()(:()() )r r r r Y C I G X M Y C S T K C I G X M I G X M S T K I S T G M C S T X K K Y =+++-?? =+++??+++-==++-=++=+--+?-++++即从支出的角度从收入的角度:储蓄投资恒等 投资和总储蓄(私人、政府和国外)相等 消费和简单国民收入决定理论 第一节 均衡产出——最简单的经济关系 (GDP=NDP=NI=PI ) 一、均衡产出 y E y c i E c i =??=+? =+? 以小写字母分别表示剔除了价格变动的实际的产出或收入、实际消费和实际投资 ? 国民收入核算中,实际产出=计划支出(或称计划需求)+非计划存货投资(非意愿存货投资 UI-Unintended investment ) ? 国民收入决定理论中,均衡产出指与计划需求相一致的产出,非计划存货投资为0。 二、投资等于储蓄 :,E c i y c i y i s =+?? =+??=? 1 计划支出等于计划消费加投资 2 生产创造的收入等于计划消费加计划储蓄: 3 均衡条件:E=或 注意:与国民收入核算I=S 的不同 此处的i=s 中,投资等于储蓄,是指经济要达到均衡,计划投资必须等于计划储蓄。这是一种均衡条件,即计划投资不一定等于计划储蓄,只有两者相等时,收入才处于均衡状态。 而国民收入核算中的I=S ,是指实际发生的投资(包括计划和非计划存货投资在内)始终等于储蓄。这里是指实际投资和实际储蓄,是根据定义而得到的实际数字,从而必相等。 第二节 凯恩斯的消费理论和消费函数 一、消费函数——消费支出和可支配收入之间的稳定关系 1、公式:c =c (y ); 若存在线性关系:c =a +by (a :自发消费;by :引致消费) 2、边际消费倾向( MPC ):增加的消费支出在增加的可支配收 入中所占的比例 //MPC c y MPC dc dy =??= (MPC 在0-1之间,Keynes 认为MPC 递减) 3、平均消费倾向(APC ):在任何一个可支配收入水平上,消费支出占收入的比例; /APC c y = (APC 范围:可能大于1,等于1或小于1;APC 也是递减的。 ) 4、APC 与MPC 的关系:APC 始终大于MPC 。 APC = OE 的斜率 MPC = 消费曲线的斜率b

多恩布什《宏观经济学》(第12版)配套题库【课后习题】第19章~第21章 【圣才出品】

第19章金融市场与资产价格 一、概念题 1.套利(arbitrage) 答:从广义上来说,套利指利用不同市场中某一方面(如汇率、利率、价格、风险水平等)的差异来获利的活动。其基本方式是在一个市场购进(或借入)某种资产(如货币、商品、证券等),同时在另一个市场卖出(或贷出)同种资产。 具体来说,套利主要有以下几种形式:①货币套利,又简称为套汇,指利用不同外汇市场中同一种或多种货币的汇率差异,在汇率低的市场买进,同时在汇率高的市场卖出,以套取投机利润的活动。根据我国外汇管理条例的规定,凡在我国境内的企业或个人采取各种方式,用人民币或物资非法换取外宾、侨民或其他个人和团体的外汇的行为,统称为套汇。②利率套利,又简称为套利,指利用不同市场中利率的差异进行牟利的投机活动。③商品套利,又简称为套购,指利用不同市场中同种商品的价格差异,在价格低的市场买进,同时在价格高的市场卖出,以套取投机利润的活动。④证券套利,指利用不同的市场中同种证券的价格差异,通过贱买贵卖的方式以获取投机利润的活动。目前,由于电子技术的广泛应用,以及交易信息的及时报道等原因,证券套利已基本不复存在。⑤风险套利,又称之为收购套利。 从狭义上来讲,套利特指货币套利和利率套利。 2.面值(face value of pound) 答:面值指债券票面上标明的金额,它是到期日支付给债券持有人的约定价值。企业可根据不同认购者的需要,使债券面值多样化,既有大额面值,也有小额面值。 如果债券的卖价高于面值,称为溢价出售;如果债券的卖价低于面值,则称为折价出售;

如果债券的卖价等于面值,称为平价出售。债券共有的特点就是都具有到期日,要求公司在特定的期限内向债券持有者偿还债券面值。债券面值也相当于公司借款的本金。当然,并不是借钱之后只偿还本金就可以了,在借款期间,公司要定期向债权人支付利息,利息额是用债券面值乘以利息率算出的。 零息债券发行时是按低于票面值的价格出售,到期按面值收回,其差价即为投资人的收益。息票债券(分期付息债券)的发行人每年需向债券持有人支付定额的利息(息票利息)直至债券的到期日,并于到期日偿还确定的最后金额,即债券面值。 3.债券的期限(maturity or term of bond) 答:债券的期限指从债券发行一直到债券到期的时间间隔。企业通常根据资金需求的期限、未来市场利率走势、流通市场的发达程度、债券市场上的其他债券的期限情况、投资者的偏好等来确定发行债券的期限结构。各种债券有不同的偿还期限,短则几个月,长则几十年,习惯上有短期债券、中期债券和长期债券之分。一般而言,当资金需求量较大,债券流通较发达,利率有上升趋势时,可发行长期债券,否则,应发行短期债券。 4.统一公债(永久性公债)(consol bond) 答:统一公债又称“永久性公债”,是一种没有偿还期限、定期发放固定债息的特殊债券。其表达式可以简化为P=c/i,其中P表示债券的价格,c表示利息,i表示利率。利用统一公债表达式可以合理地估算出像美国政府的30年期债券之类的普通长期债券的价格。 5.期限(maturities) 答:期限是指法律规定或者当事人约定的一定时间,期限由事实构成,并以将来确定要

陶瓷基复合材料增强机制机理

陶瓷基复合材料增强机制、机理的研究现状及展望 陶瓷基复合材料(CMC),一般是指相变增韧、颗粒增韧陶瓷和纤维及晶须增韧陶瓷材料。这是目前备受重视的新型耐高温结构材料。本文将介绍陶瓷基复合材料这种新型复合材料的机理和研究现状及展望。 与常规材料和非陶瓷复合材料相比,陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀、超硬度抗氧化和抗烧结等优异性能。作为高温结构材料,尤其作为航空航天飞行器需要承受极高温度的特殊部位结构用材料具有很大的潜力。因此世界各国都把结构陶瓷看作是对未来工业革命有重大作用的高技术新材料而给以重点研究和发展并相继开展了陶瓷汽车发动机、柴油机和航空发动机等大规模高温陶瓷热机研究计划,出现了陶瓷热,然而,常规结构陶瓷还存在缺陷和问题,主要是材料的脆性,可靠性不高等,应用于现在科技领域还有许多问题急需研究解决。陶瓷基复合材料引起人们关注的重要原因就在于他可以改善陶瓷基材料的力学性能,特别是脆性,因此陶瓷基复合材料的发展和研究将成为陶瓷大规模应用计划取得成功的关键。 陶瓷基复合材料是在陶瓷基体中引入第二相材料,使之增强、增韧的多相材料,又称为多相复合陶瓷或复相陶瓷。陶瓷基复合材料是2O世纪8O年代逐渐发展起来的新型陶瓷材料,包括纤维(或晶须)增韧(或增强)陶瓷基复合材料、异相颗粒弥散强化复相陶瓷、原位生长陶瓷复合材料、梯度功能复合陶瓷及纳米陶瓷复合材料。其因具有耐高温、耐磨、抗高温蠕变、热导率低、热膨胀系数低、耐化学腐蚀、强度高、硬度大及介电、透波等特点,在有机材料基和金属材料基不能满足性能要求的工况下可以得到广泛应用,成为理想的高温结构材料。 连续纤维增强复合材料是以连续长纤维为增强材料,金属、陶瓷等为基体材料制备而成。金属基复合材料是以陶瓷等为增强材料,金属、轻合金等为基体材料而制备的。从20世纪60年代起各国都相继对金属基复合材料开展了大量的研究,因其具有高比强度、高比模量和低热膨胀系数等特点而被应用于航天航空及汽车工业。陶瓷材料具有熔点高、密度低、耐腐蚀、抗氧化和抗烧蚀等优异性能,被广泛用于航天航空、军事工业等特殊领域。但是陶瓷材料的脆性大、塑韧性差导致了其在使用过程中可靠性差,制约了它的应用范围。而纤维增强陶瓷基复合材料方面克服了陶瓷材料脆性断裂的缺点,另一方面保持了陶瓷本身的优点。 1.材料的选择 基体选择 用于连续纤维增强陶瓷基复合材料的基体材料有很多种, 与纤维之间的面相容性是衡量其好坏的重要指标之一, 此外还应考虑其弹性模量、挥发性、抗蠕变和抗氧化等性能。基体材料主要有以下3类: 第1类是玻璃及玻璃陶瓷基体:此类基体的优点是可以在较低温度下制备纤维( 特别是N-icalon纤维) 不会受到热损伤, 因而具有较高的强度保留率; 同时, 在制备过程中可通过基体的粘性流动来进行致密化, 增韧效果好。但其致命的缺点是

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