第一章概论物质与材料
材料：具有满意指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质人类（材料）进展的四大阶段：石器时代-►青铜时代T铁器时代T人工合成时代
1.1复合材料的定义与特点复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。
特点：
①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。
②组分保存各自固有的物化特性③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关
④组分间存在这明显的界面,并可在界面处发生反响形成过渡层,是一种多相材料简述复合材料的特点。
①比强度、比模量大耐疲惫性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展, 破坏是渐渐进展的，破坏前有明显的预兆。
②减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震力量,因而振动阻尼高。
③耐烧蚀性能好,因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能汲取大量热能，是良好的耐烧蚀材料。
④工艺性好，制造制品的工艺简洁，并且过载时平安性好。
4. 3. 2碳纤维CF具有沿纤维轴择优取向的同质多晶结构，使其与树脂的界面结合力不大，尤其是石墨碳纤维，外表处理方法有：
1）氧化法（气相、液相、阳极电解氧化）2）外表晶须化法（将CF在高温的晶须生长炉中外表沉积生长晶须，提高CF与基体的粘结力
3）蒸汽沉积法（高温裂解乙快或甲烷生成的碳沉积在CF上，沉积的碳活性大，增加界面结合力）4）电沉积法（电化学法使聚合物沉积在CF外表）
5）等离子体法4界面表征方法（表征界面的形态、成分、结构、剩余应力、结合强度）
界面形态的表征.透射电镜TEM
是把经加速和聚集的电子束（波长很短）投射到特别薄的样品（nm级别）上，电子与样品中的原子碰撞而转变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与柱品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的衬度，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。TEM的区分力可达0.2nm。
衬度：两像点间的明暗差异（质厚衬度、相位衬度、衍射衬度）.扫描电镜SEM （界面形貌和界面层断裂面观看）
扫描电镜从原理上讲就是采用聚焦得特别细的高熊曳土兔在试样上扫描，激发出各种物理信息（二次电子）。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样外表形貌的观看。二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。
界面微观结构的表征：指界面区域的结晶学结构和其他聚集态结构界面微观结构：拉曼光谱、ATM;结晶学结构：TEM,HRTEM
ATM原子力显微镜：当针尖与样品充分接近相互之间存在相互斥力时，检测该斥力可获得外表物质的组分分布和外表结构，一般状况下区分率也在纳米级水平界面成分的表征：化学元素的组成（TEM和SEM,XRD）
还有俄歇能谱AES, X光电子能谱XPS第五章聚合物基复材
5.1. 1分类增加体：晶须、颗粒、纤维（BF,GF,CF芳纶纤维增加聚合物基复材）按基体分：热固性树脂基（环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺），热塑性树脂基（聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚烯烬）1.2特点
优点：高比强度比模量（机械强度超过金属）抗疲惫性能好（纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展，破坏有征兆
减振性能好高的自振频率避开早期破坏，界面吸振力量耐烧蚀性卓越，比热容大，高温下汲取大量热
可设计性强，成型工艺简洁缺点：抗冲击强度差，横向强度低，韧性差
第六章陶瓷基复合材料1陶瓷耐高温、硬度高、耐磨损、耐腐蚀、脆性
化学键是介于共价键和离子键的混合键,元素电负性差越大，离子键越强脆性缘由：位错
在共价键中移动的派纳力大。
6.2强韧化途径：颗粒弥散增韧、纤维（晶须）补强增韧、层状复合增韧、氧化倍相变增韧颗粒弥散强化机理：其次相粒子与基体晶粒间的弹性模量和热膨胀系数上的差异，在冷却中粒子和基体四周形成剩余应力场，应力场与扩展裂纹简短交互作用, 从而使裂纹偏转,对基体起增韧作用
弥散相选择:高熔点、高硬度的碳化硅、碳化硼、氮化硼等，基体是氧化铝、氧化错,有最正确尺寸、外形、分布和数量，弥散相在基体中溶解度低，不发生化学反响，与基体结合强度良好。
纤维（晶须）增韧选择：纤维在基体中匀称分散，弹性模量和热膨胀系数匹配，良好的化学相容性，适量的纤维体积分数6碳碳复合材料
石墨特点：耐高温、导热性好、弹性模量高、耐烧蚀但韧性差碳碳复材特点：
1.复材全部由碳组成，在不同T下保持良好的物化性能、力学性能.高比强度比模量
2.高烧蚀热，低烧蚀速率，烧蚀匀称，耐3000℃高温，导热性好.耐磨损耐疲惫，性能
稳定，耐腐蚀，耐氧化性差
5,具有良好的生物相容性性能：1•力学性能：脆性材料，有假塑性效应（增加体的取向变化）；平行纤维轴向上强度和模量高，偏离方向上降低；纤维体积分数增加，强度、模量增加。应用：火箭发动机喷管、刹车装置、机身材料，航空航天结构部件，可作为热防护材料，减重，提高载荷。
制备工艺：粉体制备、增加体制备和预处理、成型（模压、挤压、流延成型、注射成型）和烧结
1.3组成与命名以增加体和基体共同命名时：玻璃纤维增加环氧树脂基复合材料
p、w、干下标T颗粒、晶须、纤维MMCs金属基复合材料，聚合物基复合材料PMCs,陶瓷基复合材料CMCs
1.4分类按基体：聚合物基，金属基，无机非金属基（陶瓷、玻璃、水泥、石墨）
―<复合材料按纤维增加体种类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、陶瓷纤维_ 按增加体形态：连续纤维，短纤维，颗粒，晶须增加
近代的复合材料以1942年制出的玻璃纤维增加塑料为起点其次章增加体
2.1增加体（起到增韧、耐磨、耐热、耐蚀等提高和改善性能的作用）纤维是具有较大长径比的材料，具有较高的强度，良好的柔曲性，高比强度，高比模量，与基体相容性好，本钱低工艺学好
玻璃纤维：非晶型无机纤维，二氧化硅（形成骨架，高熔点）和其他元素的碱金属氧化物（二氧化硅提高GF化学稳定性，碱金属降低熔点和稳定性，改善制备工艺）①性能T力学：无屈服无塑性，脆性特征，拉伸强度高，模量较低，直径越小，长度越短，含碱量越低，拉伸强度越高，与水作用强度降低
T热性能：耐热性较高，玻璃纤维热处理使微裂纹增加，强度降低T电性能：电绝缘性能优，在纤维外表涂石墨或金属成为导电纤维
T玻璃耐酸碱、有机溶剂性能好，玻璃纤维耐蚀性能变差E无碱玻璃纤维：绝缘，机械性能强，耐水性好
C中碱玻璃纤维：耐酸性好（酸与硅酸盐生成氧化硅保护膜），耐水性差，A有碱玻璃纤维
②结构：微晶结构假说和网络结构假说，GF为无定形结构，三维网状结构，各向同性。直
径在微米级别。
③制备：培蜗法，池窑法（节能50%）硼纤维
半导体性质，硬度仅次于金刚石，在芯材（鸨丝）上沉积不定型的原子硼，具有高强度、高模量和高硬度,脆性材料，高温性能好,,耐磨损耐腐蚀，抗压缩性能好制备：卤化硼反响法（鸨丝和碳丝）T碳芯硼和鸨芯硼，结构取决于硼的沉积条件，温度
改善：需要对硼纤维外表（外表能高）进行涂层（碳化硅）阻挡界面的有害反响结构：无定形硼，12个硼原子组成的20面体，
①分类：按原丝类型分为聚丙烯月青PAN基（拉伸强度高）、粘胶基（拉伸模量大）、
沥青基、木质素纤维基及其他有机纤维基碳纤维②制备：有机纤维碳化法（并非全部有机纤维都能制备碳纤维）
拉丝（纺丝）T牵引T稳定化（加热预氧化处理）T碳化（惰性气氛1000〜2000℃, 形成碳纤维，非碳原子被移除）T石墨化（灵气下2000〜3000℃石墨化结晶，碳纤维转变为石墨纤维）T外表处理（碳的活性低，提高外表活性）石墨化程度随温度上升而提高，模
量也随之增加
③性能：吸水率低，汲取有毒气体，耐磨，具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗
化学腐蚀、低电阻、高导热、低热膨胀具有柔顺性和可编织性（有脆性，抗冲击性和抗
氧化性差,裂缝、空穴、气泡）碳化硅纤维：陶瓷纤维，直径0.11微米
性能：吸波力量强（吸波隐身）高比强度、比模量、高温抗氧化性、耐烧蚀性、耐冲击性好
制备：化学气相沉积法：碳化硅沉积在芯丝外表晶须：直径小于3微米的单晶体生长的短纤维
特点：单晶直径小缺陷少，强度高、模量大，有陶瓷晶须（氧化铝和碳化硅晶须）和金属（铜、铁、锲）晶须制备：焦化法（原料稻谷制备碳化硅晶须）、CVD （碳化硅）、气相反响法（氧化铝晶须和石墨晶须）电弧法（碳及石墨晶须）、气固法、气液固法（碳化硅及碳晶须）
2.2颗粒（零维）增加体（增加效果不及晶须和纤维）分类：刚性颗粒（陶瓷颗粒）有碳化硅、碳化铁、碳化硼、石墨等可提高复合材料的高温性能、耐磨性能、硬度和耐蚀性
能-►制造热结构零件、轴承
延性颗粒：金属颗粒加入陶瓷、玻璃等脆性基体增加韧性6有机高分子纤维：芳香族聚酰胺纤维（芳香族聚酰胺树脂纺成的纤维）、芳香族聚酯纤维，超高分子量聚乙烯纤维
PPTA （聚对苯二甲酰对苯二胺）高模量、耐高温、低密度韧性好，比强度极高，耐酸碱，耐水性差，耐磨性好，绝缘（溶解性差，耐光性差，抗压强度低）第三章符合理论
3.2复合效应复合效应是指将组分A、B两种材料复合起来，得到同时具有两种组分的性
能特征的综合效果。
3.2.1线性效应.平均效应（混合效应）：复材的某项性能Kc二组成各组分的性能乘以该组分的体积分数之和
1.平行效应：Kc与某一组分的性能相当.相补效应：组分复合后，互补缺点产生优异的
综合性能
2.相抵效应：（负的效应）2.2非线性效应
1.相乘效应：把两种具有能量（信息）转换功能的组分复合起来,使相同的功能得到复合，而不同的功能得到新的转换。如压磁效应X磁阻效应T压阻效应.诱导效应：在复材两相的界面上,一项对另一项产生诱导作用，形成新的界面层上有特别结构，使复材在传递载荷的力量上有特别性
2.系统效应：将不具备某种性能的各组分复合后产生单个组分不具有的逝性熊.共振效应：
A组分与另一组份复合后使其大局部性能受到抑制，某一性能能充分发挥
3.3复合材料的增加机制3.1颗粒（p）增加机制
颗粒在基体中弥散匀称分布，阻碍位错运动，提高位错密度强化基体，提高强度。
①颗粒切过机制（颗粒直径较大，自身强度不高）颗粒与基体的界面结合良好，外加应力足够大，位错可以通过颗粒，发生位错切过现象。颗粒阻碍位错运动的力量越强，强化效果越好。
②颗粒未切过机制（颗粒尺寸在nm级别，自身强度高）颗粒弥散分布在基体中，无法被位错切过，外加载荷由基体担当。
1）奥罗万机制（高温高外加应力）：位错通过弥散颗粒消失拱弯现象，留下位错环，尺寸约小，强化效果越好2）位错攀移机制（高温低外加应力）——局部和完整攀移
（位错攀移越过粒子后从粒子处脱离的最大外力——脱离门槛应力）和攀移门槛应力（位错攀移粒子时所需应力）是奥罗万应力（位错通过颗粒的临界应力）和松弛参数K的函数K<0.94,体系的门槛是脱离门槛应力,K>0. 94,是局部门槛应力③颗粒增加的其他机制
1）H all-Petch强化是通过增加体颗粒的钉扎作用（可钉扎基体的位错、晶界,亚晶界），细化基体晶粒的细晶强化作用（非直接的强化机制）
2）剩余应力场强化机制：颗粒与基体存在的膨胀系数的差异会在颗粒四周产生剩余应力场，导致在基体中扩展的裂纹偏转方向时需消耗更多的能量，使复材增韧补强。
3）位错强化机制：剩余应力场使得基体中的位错密度增加从而强化基体④影响颗粒强化的因素：颗粒的自身性质、与基体的结合界面、基体的性质、制备工艺
3.3. 2纤维增加原理纤维增加复材的基体一般是聚合物，结构设计一般为层板理论：纤维增加复材是由单向层片根据肯定的挨次叠放而成的。复材的性能与组分性能、组分分布、组分间的物化作用有关。
单向长纤维1）纵向强度与刚度
①初始阶段时：可认为基体、纤维、复材具有相同的应变，沿纤维方向的应力由纤维与基
体共同担当混合法那么：纤维和基体对复材的应力、弹性模量的贡献正比于各自的体积分数组分材料的载荷承载比与纤维的体积比和纤维与基体的弹性模量比有关，在给定的纤维/基体系统中，应提高纤维的体积分数②断裂强度：
当基体的断裂应变＞纤维的断裂应变（纤维先断裂）：当Vf （纤维体积分数）小, 基体能够担当纤维断裂后转移的全部载荷；V千大，基体不能承载，复材断裂陶瓷基复合材料的强韧机理
陶瓷脆性大，加入颗粒、晶须和纤维增加强度和增韧纤维：碳纤维（应用多，采纳有机母体的热氧化和石墨化制取）
玻璃纤维本钱低廉，外表的保护膜可增加与基体的连接增加体硼纤
维无定形结构，强度为晶体硼的一般
晶须：碳化硅、氧化铝、氮化硅颗粒：增韧效果不及晶须和纤维，但制备工
艺简洁，有碳化硅
晶须的强韧机理：晶须桥联、晶须拔出（主要形式）与裂纹转向纤维增韧:纤维脱黏、纤维拔出（主要）、纤维桥联
晶须桥联：基体消失裂纹后，连续承载外界载荷在基体裂纹相对的两面之间形成桥联结构,晶须产生一个使基体闭合的作用力消耗外载荷使材料韧性增加
裂纹偏转：晶须对裂纹的扩展产生阻挡作用，使裂纹扩展方向发生偏转，晶须长径比越大，增韧效果愈好。
第四章复合材料的界面理论界面：组分材料间存在着结合层，该层具有肯定的厚度，结构不同于基体和
增加体，另成一相或多相。（基体与增加体之间化学成分有显著变化的、能够彼此结合传递载荷的微小区域）界面分类：共格、半共格、非共格
①机械结合界面：靠增加体与基体间摩擦力结合，②溶解与润湿结合界面，界面发生原子集中和溶解，③反响结合界面：界面发生化学反响④交换反响结合界面，发生化学反响并
通过集中发生元素交换⑤混合结合界面界面作用：传递载荷，阻断裂纹扩展、位错运动、缓解应力集中，物理性能不连续性，诱导性能
4・3增加体的外表处理在增加体的外表进行涂层，具有浸润剂、偶联剂和助剂的功能，利于增加体与基体间形成良好的界面结构，改善复材的性能。
4.3. 1玻璃纤维外表处理剂（偶联剂）为有机辂络合物类，含有机团R能与树脂反响，应用最广的是沃兰（R转变），沃兰作用原理（偶联剂与纤维良好结合）:①沃兰水解（氯原子水解变成羟基）②玻璃纤维GF吸水，生产羟基
③沃兰与吸水的GF外表反响形成氢键④干燥脱水，沃兰与GF外表之间发生缩合醛化反响接着R基团与基体树脂反响，从而纤维与基体通过偶联剂结合,界面结合强度随格含量增加而提高。还有有机硅烷作用原理类似，官能团X与GF外表反响，有机基团与树脂反响。
第二章增强材料 1.增强材料的品种： 1）无机纤维：（1）玻璃纤维 （2）碳纤维：①聚丙烯腈碳纤维②沥青基碳纤维 （3）硼纤维，（4）碳化硅纤维，（5）氧化铝纤维 2）有机纤维：（1）刚性分子链——液晶（干喷湿纺）： ①对位芳酰胺②聚苯并噁唑③聚芳酯 （2）柔性分子链：①聚乙烯②聚乙烯醇 2.玻璃纤维的分类： 1）按化学组成份：有碱玻璃纤维，碱金属含量>12%；中碱玻璃纤维，碱金属含量6%~12%；低碱玻璃纤维，碱金属含量2%~6%；微碱玻璃纤维，碱金属含量<2% 2）按纤维使用特性分：普通玻纤（A-GF）；电工玻纤（E玻纤）；高强玻纤（S玻纤或R玻纤）；高模玻纤（M-GF）；耐化学药品玻纤（C玻纤）…… 3）按产品特点分：长度（定长玻纤<6-50mm>，连续玻纤）；直径（粗纤维30μm，初级纤维20μm，中级纤维10-20μm，高级纤维3-9μm）；外观（连续纤维，短切纤维，空心玻纤，磨细纤维和玻璃粉） 3.玻璃纤维的制备：目前生产玻璃纤维最多的方法有坩埚拉丝法（玻 璃球法）和池窑拉丝法（直接熔融法） 4.玻璃纤维的力学特性： 1）玻璃纤维的拉伸应力--应变关系：玻璃纤维直到拉断前其应力-应变关系为一条直线，无明显的屈服、塑性阶段，呈脆性材料特征 2）玻璃纤维的拉伸强度较高，但模量较低；解释： （1）Griffith微裂纹理论： 玻璃在制造过程中引入许多微裂纹，受力后裂纹尖端应力集中。当应力达到一定值时，裂纹扩展，材料破坏。所以，缺陷尺寸越大，越多，应力集中越严重，导致强度越低 （2）分子取向理论： 玻纤在制备过程中，受到定向牵引力作用，分子排列更规整，所以玻纤强度更大。 3）玻璃纤维强度特点：单丝直径越小，拉伸强度σb越高；试样测试段长度L越大，拉伸强度σb越低。这两点结果被称为玻璃纤维强度的尺寸效应和体积效应，即体积或尺寸越大，测试的强度越低 4）缺点：①强度分散性大，生产工艺影响②强度受湿度影响，吸水后，湿态强度下降③拉伸模量较低（70GPa），断裂伸长率约为2.6% 5.玻璃纤维纱的常用术语、参数：（填空） 1）原纱：指玻璃纤维制造过程中的单丝经集束后的单股纱 2）表示纤维粗细的指标：①支数β：指1g原纱的长度(m)，支数越大表示原纱越细②特(tex)：指1000m长原纱的质量(g)，tex数越大，纱越粗③旦、袋(den)：指9000m长原纱的质量(g)，den 数越大纱越粗 3）捻度：表示纱的加捻程度，指每米长原纱的加捻数，即捻/m。S：右捻，Z：左捻。增加抱合力 4）股数N：指由几根原纱合股组成。纱的合股数指以一根原纱为一股，几根原纱合并起来的原纱根数即为合股纱的合股数N。玻璃纱的公称支数为原纱支数除以股数（β=β0/N） 6.预氧化阶段施加张力的目的，是使纤维中形成的梯形结构取向。热定型后的聚丙烯纤维在温度高于玻璃化温度后，在纤维长轴方向上会发生收缩。预氧化过程前期为物理收缩，表现为取向度
【高中化学】高中化学知识点：复合材料 复合材料： 是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。 形形色色的复合材料： (1)生产、生活中常用的复合材料 复合材料 玻璃钢 碳纤维增强复合材料 组成 基体 合成树脂 合成树脂 增强体 玻璃纤维 碳纤维 特性 密度小，质量轻，耐水，耐磨，耐撞，耐腐蚀，良好的绝缘性和机械加工性能 韧性好、强度高、质量轻 合成方法 把玻璃纤维制成纱或织物或切成短纤维加到合成树脂中形成的 合成树脂中加入碳纤维而形成 用途 大量用于制造游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅、地下废水管道等
高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、滑雪板和冲浪板等体育用品 (2)航空、航天领域中常用的复合材料 材料名称 基体 增强体 主要优点 主要用途 碳纤维增强金属基复合材料 金属 碳纤维 耐高温，强度高，导电、导热性好，不吸湿，不易老化等 飞机、火箭的机冀和机身，导弹的壳体、尾翼 隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷) 陶瓷 碳纤维 耐高温、有韧性 航天飞机机身 无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较： 无机非金属材料、金属材料、复合材料是三种类型的材料，各自具有其独特的性能。 无机非金属材料 金属材料 复合材料 制法 传统无机非金属材料是 以含硅物质为原料经高
温烧制而成的 (1)纯金属材料可由金属单质经 过形状改变或表面处理而成的 (2)合金是由两种或两种以上的 金属(或金属跟非金属)熔合而成的 将两种或两种以上性质不 同的材料经特殊加工而制 成的材料，由基体和增强体组成 性能 (1)传统无机非金属材料大多 具有稳定性强、硬度大、熔点 高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀 等特点，但质脆，抗冲击性差 (2)新型无机非金属材料能承受 高温，高强度；具有电学特性、 光学特性、生物功能等特性 (1)纯金属具有良好的可塑性，较好的导电性和导热性，抗腐蚀性能差 (2)合金具有良好的物理、化学或机械性能，在许多方面优于其成分金属 既保持了原材料的特点，又使各组分之间协同作用，其性质优于原材料。不同原材料常表现出不同的性能 实例 (1)传统无机非金属材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等 (2)新型无机非金属材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等 (1)金、银、铜、钛等 (2)铝合金、钢铁、不锈钢等
第一章概论物质与材料 材料：具有满意指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质人类（材料）进展的四大阶段：石器时代-►青铜时代T铁器时代T人工合成时代 1.1复合材料的定义与特点复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。 特点： ①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。 ②组分保存各自固有的物化特性③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关 ④组分间存在这明显的界面,并可在界面处发生反响形成过渡层,是一种多相材料简述复合材料的特点。 ①比强度、比模量大耐疲惫性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展, 破坏是渐渐进展的，破坏前有明显的预兆。 ②减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震力量,因而振动阻尼高。 ③耐烧蚀性能好,因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能汲取大量热能，是良好的耐烧蚀材料。 ④工艺性好，制造制品的工艺简洁，并且过载时平安性好。 4. 3. 2碳纤维CF具有沿纤维轴择优取向的同质多晶结构，使其与树脂的界面结合力不大，尤其是石墨碳纤维，外表处理方法有： 1）氧化法（气相、液相、阳极电解氧化）2）外表晶须化法（将CF在高温的晶须生长炉中外表沉积生长晶须，提高CF与基体的粘结力 3）蒸汽沉积法（高温裂解乙快或甲烷生成的碳沉积在CF上，沉积的碳活性大，增加界面结合力）4）电沉积法（电化学法使聚合物沉积在CF外表） 5）等离子体法4界面表征方法（表征界面的形态、成分、结构、剩余应力、结合强度）
界面形态的表征.透射电镜TEM 是把经加速和聚集的电子束（波长很短）投射到特别薄的样品（nm级别）上，电子与样品中的原子碰撞而转变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与柱品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的衬度，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。TEM的区分力可达0.2nm。 衬度：两像点间的明暗差异（质厚衬度、相位衬度、衍射衬度）.扫描电镜SEM （界面形貌和界面层断裂面观看） 扫描电镜从原理上讲就是采用聚焦得特别细的高熊曳土兔在试样上扫描，激发出各种物理信息（二次电子）。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样外表形貌的观看。二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。 界面微观结构的表征：指界面区域的结晶学结构和其他聚集态结构界面微观结构：拉曼光谱、ATM;结晶学结构：TEM,HRTEM ATM原子力显微镜：当针尖与样品充分接近相互之间存在相互斥力时，检测该斥力可获得外表物质的组分分布和外表结构，一般状况下区分率也在纳米级水平界面成分的表征：化学元素的组成（TEM和SEM,XRD） 还有俄歇能谱AES, X光电子能谱XPS第五章聚合物基复材 5.1. 1分类增加体：晶须、颗粒、纤维（BF,GF,CF芳纶纤维增加聚合物基复材）按基体分：热固性树脂基（环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺），热塑性树脂基（聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚烯烬）1.2特点 优点：高比强度比模量（机械强度超过金属）抗疲惫性能好（纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展，破坏有征兆 减振性能好高的自振频率避开早期破坏，界面吸振力量耐烧蚀性卓越，比热容大，高温下汲取大量热
第一章复合材料 1-1复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料。 1-2复合材料的特征： 可设计性；由基体组元与增强体或功能组元所组成； 非均相材料。组分材料间有明显的界面； 有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）； 组分材料性能差异很大 组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能. 1-3复合材料的分类。 按性能高低分类：先进复合材料（玻璃纤维增强体复合材料）和先进复合材料（以碳，芳纶，陶瓷的纤维和晶须等高性能增强体与耐高温的高聚物，金属，石墨，陶瓷等构成的复合材料）按增强体种类分类：纤维增强体复合材料;晶须增强体复合材料；颗粒增强体复合材料；板式增强体复合材料。 1-4复合材料的命名 复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名，通常将增强材料放在前面，基体材料放在后面，再加上“复合材料”而构成。 1-5复合材料的结构设计层次。 一次结构：单层设计--- 微观力学方法二次结构：层合体设计--- 宏观力学方法三次结构：产品结构设计--- 结构力学方法 单层材料的性能取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等。设计内容包括正确选择原料的种类和配比。 层合体的性能：取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）。设计内容包括：对铺层方案作出合理的安排。 产品结构性能：取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。 设计内容：最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。 第二章增强体 2-1增强体的定义 增强体是结构复合材料中能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。 2-2增强体的特征 能明显提高材料的一种或几种性能；具有良好的化学稳定性；具有良好的润湿性 2-3几种典型的纤维及其特征 无机非金属类(共价键)（玻璃纤维，陶瓷纤维，硼纤维，氧化铝纤维氮化硼纤维硅酸铝纤维）有机聚合物类(共价键、高分子链)（芳纶纤维） 金属类(金属键)。2-4 PAN法制备碳纤维的步骤及作用 1）稳定化处理： 又称不溶化处理或预氧化处理，目的是使原丝变成不溶不熔的，以防止在后来的高温处理中熔融或者粘连，通常在100 --300 C 范围内进行。 （2）碳化热处理： 有机化合物在惰性气氛中加热到1000-2000 C 时，非碳原子（氮、氢、氧等）将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，形成由小的
聚合物基复合材料复习要点 嘉兴学院高分子系-吴佰程整理^_^ 第一章、概论 复合材料的定义：复合材料是由两种或者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。 按增强材料形态：①连续纤维复合材料②短纤维复合材料③粒状填料复合材料④编织复合材料 按聚合物基体材料：环氧树脂基、酚醛树脂基、聚氨酯基、聚酰亚胺基、不饱和聚酯基以及其他树脂基复合材料 复合材料的分类按增强纤维种类：玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、玄武岩纤维有机纤维复合材料、金属纤维复合材料和陶瓷纤维复合材料 按材料作用：结构复合材料，用于制造受力构性的复合材料和功能复合材料，具有各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、耐摩擦、屏蔽）的复合材料 复合材料的基本性能：①综合发挥各组分材料优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能 ②按对材料性能的需要进行材料的设计和制造 ③可制成所需的任意形状的产品，避免多次加工工序 聚合物基复合材料的主要性能：①轻质高强②可设计性好③具有多种功能性④过载时安全性好⑤耐疲劳性能好⑥减震性好 复合材料设计可分为三个层次：①单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能 ②铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决定层合板的性能 ③结构设计：最后确定产品结构的形状和尺寸 这三个设计层次互为前提、互相影响、互相依赖。材料设计和结构设计必须同时进行，并在一个设计方案中同时考虑。 第二章、增强材料 增强材料按物理形态：①纤维状增强材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等②片状增强材料③颗粒状增强材料 玻璃结构比较靠谱的两种假说：①微晶结构假说②网络结构假说 ①微晶结构假说认为，玻璃是由硅酸盐或二氧化硅的“微晶子”所组成，这种“微晶子”在结构上是高度变形的晶体，在“微晶子”之间由无定形中间层隔离，即
第一章概论 1.1物质与材料 材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质 人类（材料）发展的四大阶段：石器时代→青铜时代→铁器时代→人工合成时代 1.2复合材料的定义与特点 复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。 特点： ①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。 ②组分保留各自固有的物化特性 ③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关 ④组分间存在这明显的界面，并可在界面处发生反应形成过渡层，是一种多相材料 简述复合材料的特点。 ①比强度、比模量大 ②耐疲劳性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展，破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的预兆。 ③减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震能力，因而振动阻尼高。 ④耐烧蚀性能好，因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀材料。 ⑤工艺性好，制造制品的工艺简单，并且过载时安全性好。 1.3组成与命名 以增强体和基体共同命名时：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料 p、w、f下标→颗粒、晶须、纤维 M MCs金属基复合材料，聚合物基复合材料PMCs, 陶瓷基复合材料CMCs 1.4分类
按基体：聚合物基，金属基，无机非金属基（陶瓷、玻璃、水泥、 石墨） 复合材料按纤维增强体种类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、陶瓷纤维按增强体形态：连续纤维，短纤维，颗粒，晶须增强 近代的复合材料以1942年制出的玻璃纤维增强塑料为起点 第二章增强体 2.1增强体（起到增韧、耐磨、耐热、耐蚀等提高和改善性能的作用） 纤维是具有较大长径比的材料，具有较高的强度，良好的柔曲性，高比强度，高比模量，与基体相容性好，成本低工艺学好 2.1.1玻璃纤维：非晶型无机纤维，二氧化硅（形成骨架，高熔点）和其他元素的碱金属氧化物（二氧化硅提高GF化学稳定性，碱金属降低熔点和稳定性，改善制备工艺） ①性能 →力学：无屈服无塑性，脆性特征，拉伸强度高，模量较低，直径越小，长度越短，含碱量越低，拉伸强度越高，与水作用强度降低 →热性能：耐热性较高，玻璃纤维热处理使微裂纹增加，强度降低 →电性能：电绝缘性能优，在纤维表面涂石墨或金属成为导电纤维 →玻璃耐酸碱、有机溶剂性能好，玻璃纤维耐蚀性能变差 E无碱玻璃纤维：绝缘，机械性能强，耐水性好 C中碱玻璃纤维：耐酸性好（酸与硅酸盐生成氧化硅保护膜），耐水性差， A有碱玻璃纤维 ②结构：微晶结构假说和网络结构假说，GF为无定形结构，三维网状结构，各向同性。直径在微米级别。 ③制备：坩埚法，池窑法（节能50%) 2.1.2硼纤维 半导体性质，硬度仅次于金刚石，在芯材（钨丝）上沉积不定型的原子硼，具有
复合材料知识点 南开大学2017年攻读博士学位研究生入学考试试题 知识点 考试科目：复合材料科目代码：3111 考试时间：月日 （注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！） ——————————————————————————————— 1 什么是复合材料，复合材料有哪些特点，并结合复合材料的特点说明其应用领域广泛的原因。答：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同作用，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足不同的要求。 复合材料的特点：A 典型的复合材料是在一个特定的基体中，填充有一种或多种填充体；B 既能保留原组分或材料的主要特色，并通过复合效应获得原组分所不具备的性能； C 可以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关联，从而获得新的优越性能 6 热塑性树脂基复合材料与热固性树脂基复合材料在性能和加工工艺上的区别是什么？答：热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物，热固性树脂是以不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等为主的高分子化合物。 性能上：热塑性树脂—柔韧性大，脆性低，加工性能好，但刚性、耐热性、尺寸稳定性差。热固性树脂—刚性大，耐腐蚀性、耐热性、尺寸稳定性好，不易变形，成型工艺复杂，加工较难 加工工艺上：热塑性树脂—受热软化或熔融，可进行各种线型加工，冷却后变得坚硬。再受热，又可进行熔融加工，具有可重复加工性。热固性树脂—受热熔融的同时发生固化反应，形成立体网状结构，冷却后再受热不熔融，在溶剂中不溶解，不具有重复加工性。
三、如何改善聚合物的耐热性能？ 产生交联结构（对于热固性树脂、有机硅树脂等，工艺条件影响聚合物的交联密度）。 增加高分子链的刚性（引进不饱和共价键或环状结构（脂环、芳环、杂环）、引入极性基团）。 提高聚合物分子链的键能，避免弱键的存在（例：以C-F键完全取代C-H键，可大大提高聚合物的热稳定性）。 形成结晶聚合物，结晶聚合物的熔融温度大大高于相应的非结晶聚合物。 四、简述不饱和聚酯树脂基体的组成、代表物质及作用。主要成分：不饱和聚酯树脂，按化学结构可分为顺酐型、丙烯酸型、丙烯酸环氧酯型聚酯树脂。 辅助材料：交联剂、引发剂和促进剂 交联剂：烯类单体，既是溶剂，又是交联剂。能溶解不饱和聚酯树脂，使其双键间发生共聚合反应，得到体型产物，以改善固化后树脂的性能。常用的交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、乙烯基甲苯等。引发剂：一般为有机过氧化物，在一定的温度下分解形成游离基，从而引发不饱和聚酯树脂的固化。常用的引发剂：过氧化二异丙苯C6H5C(CH3)2]2O2、过氧化二苯甲酰(C6H5CO)2O2。促进剂：把引发剂的分解温度降到室温以下。对过氧化物有效的促进剂：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等。 对氢过氧化物有效的促进剂：具有变价的金属钴：环烷酸钴、萘酸钴等。 五、简述不饱和聚酯树脂的固化特点。不饱和聚酯树脂的固化是放热反应，可分为三个阶段：胶凝阶段：从加入促进剂到不饱和聚酯树脂变成凝胶状态的时间，是固化过程最重要的阶段。影响胶凝时间的因素：阻聚剂、引发剂和促进剂的加入量，交联剂的蒸发损失，环境温度和湿度等。硬化阶段：从树脂开始胶凝到具有一定硬度，能把制品从模具上取下为止的时间。完全固化阶段：通常在室温下进行，可能需要几天至几星期。
【初中化学】初中化学知识点：复合材料 定义： 人们将两种或两种以上的不同材料复合起来，使各种材料在性能上取长补短，制成了 比原来单一材料的性能优越得多的复合材料。如钢筋混凝土、玻璃钢。 优点： 复合材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。复合材料既能充分利用资源，又能节约能源。如钢筋混凝土就是钢筋和混凝土的复合材料，机动车的轮胎是用合金 钢与橡胶的复合材料制成的，快艇的船身、餐厅的桌椅是由塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻 璃纤维增强塑料(玻璃钢)制作的，飞机的机翼、火箭的发动机壳体是用碳纤维复合材料制 成的。因此复合材料成为大有发展前途的一类新型材料。 复合材料的应用前景： 由于复合材料一般具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上 超过了单一材料，因此宇航工业就成了复合材料的重要应用领域。我们知道，质量对飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的冈素。例如：有的导弹的质量每 减少1kg，它的射程就可以增加几千米。航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧 烈变化等特殊条件的考验，所以，复合材料就成为理想的宇航材料，它的发展趋势从小部 件扩大到大部件，从简单部件扩大到复杂部件，成为宇宙航空业发展的关键所在。另外， 复合材料在机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔。 复合材料的类别： (1)聚合物复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使 复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球杆和雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤 维与聚酯的复合体，可以用于制作结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材 料和船体等，其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于制作汽车的塑料发动机， 使发动机质量减小，节约燃料。 (2)陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性，将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制成的 复合材料有一定的韧性，不易碎裂。而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料 有望成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为防 弹衣的材料。 (3)金属基复合材料在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内衬可制作化学反应釜；金属表面镀 铬可使表面光亮；金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性，可作为抗气蚀材料用于水轮
1、名词解释： 单体、单体是可与同种或他种分子通过共价键连接生成聚合物的小分子。 聚合度、大分子链上的结构单元的数目n 结构单元、构成大分子链的基本结构单元称为结构单元或重复单元。链段、链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。构象、由单键的内旋转而引起的分子在空间上表现的不同形态。构象是由分子内部热运动而产生的，是一种物理结构。 塑料、塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上也包括塑料的半成品。 橡胶、橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度（-50~150℃）范围内具有优异的弹性，所以又称为弹性体。 硫化剂、在一定条件下能使橡胶产生交联的物质，也叫交联剂。 胶粘剂、胶粘剂又称为粘合剂、粘接剂，简称为胶。是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质。 2、写出下列聚合物的结构式： 聚丙烯、(C3H6)n pp 聚氯乙烯、：[ ―CH2 ―CHCl―]n。pvc 聚苯乙烯、-[-CH—CH2-]-n ps 尼龙-66、pa66 聚甲醛、pom
聚对苯二甲酸乙二醇酯、 天然橡胶、 丁苯橡胶 3、聚合物的结构。 （1）大分子链的近程结构，（2）大分子链的远程结构，（3）聚合物聚集状态结构。 4、试述非晶态聚合物的力学三态。 玻璃态 高弹态 黏流态 5、试述聚合物的性能特点？ (1)强度：大分子链的主价力、分子间的力、大分子的柔韧性、聚合度、结晶度、取向情况、添加填料等。 高弹性：处于高弹态的聚合物表现出高弹性能。 粘弹性：聚合物的粘弹性是指聚合物既有粘性又有弹性的性质。 电阻率：聚合物是电阻率非常高的绝缘体。 介电常数：聚合物的介电常数一般1～10之间。 介电强度：聚合物处于高电压下，每单位厚度能承受到被击穿时的电压称为介电强度。 静电现象：聚合物的高电阻率容易积累大量静电荷。形成较高的静电压,造成灰尘及其他污物吸附、产生静电放电与电击现象。 (2)耐热性：高聚物的软化，高聚物的热裂解
初中化学知识点：复合材料 1.什么是复合材料？复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的 材料。它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。 2.复合材料的组成复合材料通常由两个主要组成部分构成：基体和增 强材料。基体是主要成分，起到固化增强材料的作用。增强材料则提供了复合材料的特殊性能。 3.基体的种类基体可以是金属、陶瓷、聚合物等。不同的基体材料具 有不同的特性。金属基体材料通常具有高强度和刚性，适用于需要承受高压和高温的应用。陶瓷基体材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于高温和化学环境下的应用。聚合物基体材料具有轻质和良好的绝缘性能，适用于需要轻质和绝缘的应用。 4.增强材料的种类增强材料可以是纤维、颗粒、颗粒等。纤维增强材 料是最常见的类型，如碳纤维、玻璃纤维等。纤维增强材料具有高强度和刚性，能够增加复合材料的强度和耐用性。颗粒增强材料可以改善复合材料的耐磨性和耐腐蚀性能。 5.复合材料的制备方法制备复合材料的方法有很多种，其中最常见的 是层压法和浸渍法。层压法是将基体和增强材料层层叠加，并通过压力和温度使其固化在一起。浸渍法是将基体浸入增强材料的浆料中，使其吸附增强材料，并通过固化使其固定在基体上。 6.复合材料的应用复合材料具有广泛的应用领域。在航空航天领域， 复合材料被广泛应用于飞机和宇航器的结构件，以提高其强度和轻量化。在汽车制造领域，复合材料可以用于制造车身和零部件，以提高汽车的燃油效率和碰撞安全性。此外，复合材料还可以应用于建筑、体育用品、电子设备等领域。 7.复合材料的优点和挑战复合材料相比传统材料具有许多优点，如高 强度、轻质、耐腐蚀等。然而，复合材料的制备过程较为复杂，成本较高，并且在环境和可持续性方面面临挑战。因此，如何平衡复合材料的性能和成本，以及如何解决其可持续性问题，是复合材料研究的重要课题。 总结：复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的材料。它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。复合材料由基体和增强材料组成，基体可以是金属、陶瓷、聚合物等，而增强材料可以是纤维、颗粒等。复合材料具有广泛的应用领域，但也面临成本和可持续性等挑战。因此，进一步研究复合材料的制备方法和性能优化是非常重要的。
高一化学复合材料知识点 复合材料是一种由两种或两种以上的不同物质组成的材料，其 中它们各自保持其特点，并且相互作用之后呈现出更好的综合性能。在现代工业中，复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、 建筑材料等领域。本文将介绍一些高一化学学习课程中涉及的关 于复合材料的基本知识。 一、复合材料的分类 复合材料根据其组成和结构的不同可以分为以下几种类型： 1. 纤维增强复合材料：以纤维为增强体，树脂等为基体，通过 层叠或编织形成的材料。纤维增强复合材料具有高强度、高模量、轻质等优点，因此在航空航天等领域得到广泛应用。 2. 颗粒增强复合材料：以颗粒为增强体，树脂等为基体，混合 后形成的材料。颗粒增强复合材料具有良好的耐磨性、耐蚀性等 特点，常用于建筑材料中。
3. 片层材料：由多个层状片材通过胶合等方式连接而成的材料。片层材料常用于电子元器件中，可以提供较好的绝缘性能和导热 性能。 二、复合材料的制备方法 复合材料的制备方法多种多样，常见的有以下几种： 1. 手工层压：将纤维和树脂依次叠放在模具中，利用手工操作 使其完全贴合，并经过高温高压处理，最终形成复合材料。 2. 注塑成型：将树脂熔融后注入模具中，并加压使其充分填充 纤维空隙，待冷却固化后取出模具即可得到复合材料。 3. 熔融法：将纤维和树脂混合后加热熔融，然后通过喷射或挤 出成型的方法得到复合材料。 三、复合材料的应用领域
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在许多领域中得 到了广泛应用。 1. 航空航天领域：航空器的结构件和发动机零部件中经常使用 复合材料，可以减轻重量，提高飞行速度和燃油利用率。 2. 汽车制造：复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛，例如 车身和发动机盖等部位常使用复合材料，可以降低车辆重量，提 高燃油经济性。 3. 建筑材料：复合材料可以制成各种形状的板材，用于墙体、 屋面等建筑结构中，具有良好的隔热、隔音和耐候性能。 4. 体育用品：高档的运动装备和器械，如高尔夫球杆、网球拍 等常使用复合材料制作，以提高其性能和使用寿命。 如此，我们可以看到，复合材料在现代工业中的应用日益广泛，给我们的生活带来了诸多便利。高一化学课程中学习复合材料的 基本知识，不仅可以扩展我们的知识面，还有助于我们对材料科 学的深入理解。希望通过这篇文章对高一化学学习者们有所帮助。
材料力学层合材料知识点总结材料力学是研究材料内部的力学行为、结构和性能之间的关系的学科。而层合材料则是由两个或多个材料层通过粘结在一起而形成的复合材料。本文将对材料力学层合材料的基本知识点进行总结。 一、层合材料的构成与分类 层合材料由两个或多个层（称为层片）组成，每个层片都具有不同的材料和物理性质。根据层片的类型，层合材料可以分为金属层合材料、聚合物层合材料以及陶瓷层合材料。 金属层合材料：由两个或多个金属层通过粘结或焊接在一起形成。其中，常见的金属层合材料有铝层合板和钛-铝层合板等。 聚合物层合材料：由两个或多个聚合物层粘结在一起，形成具有不同性能和用途的复合材料。例如，碳纤维增强聚酰胺层合材料被广泛应用于航空航天和汽车工业领域。 陶瓷层合材料：由两个或多个陶瓷层粘结在一起形成的复合材料。陶瓷层合材料通常具有高的耐磨性和耐高温性能，因此在高温环境下的应用非常广泛。 二、层合材料的力学性能 1. 强度和刚度：层合材料的强度和刚度取决于组成层片的材料的性能、厚度和层合材料的结构。例如，使用高强度的纤维增强材料作为强化层片，可以提高层合材料的强度和刚度。
2. 破坏行为：层合材料的破坏行为可以分为层间剪切破坏、层内剪切破坏和层间拉伸破坏等。在设计和使用层合材料时，需要考虑不同破坏模式的发生条件和预测方法。 3. 界面性能：由于层合材料是由粘结材料将层片连接在一起，界面的粘结性能对层合材料的性能具有重要影响。强化界面的方法包括化学处理、增加粘结剂以及使用中间层等。 4. 热膨胀性：由于不同材料的热膨胀系数不同，层合材料在温度变化时会发生热应力。合理设计层合材料的结构，可以减小热应力对材料性能的影响。 三、层合材料的应用领域 1. 航空航天领域：由于层合材料具有优异的比强度和比刚度，可以用来制造飞机和航天器的结构件，如机翼、尾翼和机身等。 2. 汽车工业：层合材料可以用于制造汽车车身、车门和引擎罩等部件，以减轻重量、提高燃油效率和碰撞安全性。 3. 建筑领域：层合材料可以用于建筑结构中的隔热和增强材料，以提高建筑物的节能性能和抗震能力。 4. 体育用品：许多体育用品，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等，都采用层合材料制造，以提高材料的强度和刚度。 结论
复合材料结构及其力学复习要点 考试要求 1、考试要求：笔试，主要包括概念、主要公式及推导、原理图和计算题等形式问题；可带计算器，计算和推导要求有必要的过程； 2、看清题的每个问题，概念要清晰、计算 要准确； 3、请给助教留好联系方式，以便通知考试时间和地点。 复习要点 一、基本概念和理论 1、非均匀性、各向异性以及正交各向异性的含义。P6 2、复合材料层合板的典型力学特点，能否举例说明，复合材料的高比强度、高比刚 度的优势。 3、掌握几种典型纤维的力学性能。 玻璃纤维：密度大、高强低模、高伸长率、低线膨胀系数、低热导率碳纤维：高密度、高比强度、高比模量、高耐热 纤维：高拉伸强度、高模量、低密度、吸能性和减震性能好 4、用工程常数表示正交各向异性材料的柔度矩阵。P22 ?1?E?1?v12??E?1?v13???E1??S??ij???0???0???0???v21E2??v31E3v32E30001G230000 001G310????0???0??，v???j ij??i0???0??1??G12??01E2?000v23E2 1E30005、简单层板在任意方向上的应力-应变关系。P31 6、正交各向异性简单层板的最大应力P45、最大应变P4 7、蔡-希尔P4 8、霍夫曼准则等强度理论表达式及其特点。 7、等强度纤维模型（强度-纤维体积分数示意图、公式及相应的解释）。P48 8、经典层合理论的基本假设及其A、B、D刚度矩阵表达式。P93 9、层合板强度分析 程序的主要步骤。P114 10、层间应力产生的原因及危害。P125 11、复合材料层合板的弯曲、屈曲和振动问题主要解决什么，哪些问题值得关注。 12、Halpin-Tsai计算公式及特点。P70 二、重点复习题
复合材料知识点 一、绪论 1、复合材料定义：①ISO:有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。②GB两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 2、复合材料组成：复合材料由基体和增强材料组成。增强材料是复合材料的主要承力部分，特别是拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能主要由增强材料承担，基体的作用是将增强材料粘合成一个整体，起到均衡应力和传递应力的作用，使增强材料的性能得到充分的发挥，从而产生一种复合效应，使复合材料的性能大大优于单一材料的性能。 3、复合材料的分类：⑴按基体类型分类树脂基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料。⑵按增强材料类型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、陶瓷纤维复合材料。⑶按用途不同分类结构复合材料、功能复合材料 二、增强材料 1、增强材料作用：增强材料是复合材料的主要组成部分，它起着提高树脂基的强度、模量、耐热和耐磨等性能的作用，增强材料还有减小复合材料成型过程中的收缩率，提高制品硬度等作用。 2、作为树脂基复合材料的增强材料应具有的基本特征：⑴应具有能明显提高树脂基体某种所需特性的性能，如高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、低热膨胀性等，以便赋予树脂基体某种所需的特性和综合性能。⑵应具有良好的化学稳定性。⑶与树脂有良好的浸润性和适当的界面反应，使增强材料与基体树脂有良好的界面结合。⑷价廉。 3、微裂纹假说：玻璃的理论强度取决于分子或原子间的吸引力，其理论强度很 高，可以达到2000―― 12000MPa但强度的实际测试结果却低很多，这是因为玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等，尺寸不同的微裂纹，因而大大降低了其强度。微裂纹分布在玻璃或玻璃纤维的整个体积内，但以表面的微裂纹危害最大。由于微裂纹的存在，玻璃或玻璃纤维在外力的作用下，微裂纹处首先发生应力集中，首先发生破坏。玻璃纤维比玻璃的强度高很多，是因为玻璃纤维经高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少；另外，玻璃纤维的断面尺寸小，微裂纹存在的概率也小，故使纤维强度增高。 4、玻璃纤维的生产方法有坩埚法和池窑法两种，其中池窑拉丝的优点是省去了制球工艺。 5、浸润剂在玻璃纤维拉丝和纺织过程中的作用是：使纤维粘合集束，润滑耐磨，消除静电等，保证拉丝和纺织工序的顺利进行。浸润剂有两类，一类是纺织型浸润剂，主要满足纺织加工的需要，其主要成分有石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油、固色剂、表面活性剂和水。但不利于树脂和玻璃纤维的粘合，须经脱蜡处理。另一类是增强型浸润剂，是专门为增强用玻璃纤维发展起来的，除满足纤维生产工艺要求外，还要满足纤维制品加工以及玻璃纤维复合材料成型中的多方面要求，更主要是改善树脂对纤维浸润性，提高树脂与纤维的黏结力。主要成分有成膜剂、偶联剂、润滑剂、润湿剂、抗静电剂等。 三、复合材料基体
《复合材料》课程学习知识点 1、复合材料的概念与内涵？复合材料的分类及特点？ •1、什么是复合材料？ 复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。 例如： 分类及特点见P4-P6 2、玻璃纤维表面处理的作用（浸润剂、偶联剂）。 • 1. 浸润剂的作用 玻璃纤维突出的弱点：较脆而且不耐磨，纤维之间的摩擦系数大。在拉丝和纺织过程中，纤维就难免出现断裂现象，而且刚拉出的纤维容易受到空气中水蒸汽的侵蚀，使其强度下降。 浸润剂的作用：使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。 偶联剂是一种高分子化合物，这种化合物一般都含有两部分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维表面结合；另一种官能团能很好与合成树脂结合(产生共聚)。通过表面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统一的整体。因此，把表面处理剂叫“架桥剂”，也叫“偶联剂”。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。 3、玻璃纤维的拉丝方法。 坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝 坩埚法拉丝工艺 生产工艺由制球和拉丝两部分组成 整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的 2) 池窑漏板法拉丝工艺 池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑拉丝是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。 窑拉丝与坩埚拉丝相比较，具有如下优点： 1. 省去制球工艺，简化工艺流程，效率高； 2. 池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板，熔量大，生产能力高； 3. 易实现自动化； 4. 适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维； 5. 生产的废纱便于回炉。 4、玻纤的结构与组成？玻纤性能与块状玻璃性能差异原因？ 结构详见:P26-P27 微晶结构假说 玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子”组成，在“微晶子”之间由硅酸块过冷溶液所填充。 网络结构假说