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复合材料是什么意思
复合材料是指由两种以上的不同材料组合而成，其性能比单一材料好的一种新型材料。
根据组合方式的不同，可以分为层状复合材料、颗粒复合材料等。
复合材料结构复杂，可以根据需要进行设计和制造，具有很高的机械性能、物理性能、化学性能和耐腐蚀性能，同时还具有很好的导热、绝缘、声学、热学、光学等特性，是一种理想的结构材料。
复合材料的组成部分主要有增强体和基体。
增强体是指在复合材料中起增强作用的成分，如纤维、颗粒、片、膜等；基体是指增强体所嵌入的材料，如塑料、金属、陶瓷等。
增强体和基体的组合可以根据需要进行选择，以达到最佳的性能要求。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育用品、电子产品等领域。
在航空航天领域，复合材料因其轻质高强、耐腐蚀等优势被广泛应用于飞机、导弹等部件的制造；在汽车领域，复合材料可以减轻车重、提高燃油效率；在建筑领域，复合材料可以提供更好的保温、隔热等性能。
然而，与传统材料相比，复合材料的制造过程更加复杂，成本更高。
同时，复合材料也存在着可回收性、耐久性等方面的问题，需要进一步的研发和改进。
综上所述，复合材料是一种由两种以上不同材料组合而成的新
型材料。
其具备优异的性能和特性，广泛应用于各个领域，但也面临着一些挑战，需要不断地进行研究和改进。
复合材料名词解释复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有合成材料和传统材料的特点和优势。
复合材料的优点主要包括轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等。
复合材料由两种或以上的材料组成，其中一种称为基体（matrix），另一种或其他几种材料则是增强体（reinforcement）或填充物。
基体材料的主要作用是提供整体结构的支撑和连续性，而增强体则起到增加复合材料强度和刚性的作用。
常用的基体材料有塑料、树脂、金属等，而增强体则包括纤维、颗粒、薄膜等。
复合材料的制备过程主要包括预制部分、成型部分和固化部分。
在预制部分，根据所需材料和形状，将基体材料和增强材料等按一定比例混合、搅拌、形成复合材料的原料。
在成型部分，将预制的原料放入模具中，常见的成型方式包括压力成型、注塑成型、挤出成型等。
在固化部分，通过热固化或化学反应等方式使复合材料成型，得到最终的复合材料制品。
复合材料具有许多优点。
首先，由于增强体的加入，复合材料具有很高的强度和刚性，远远超过单一材料的强度。
其次，复合材料的密度相对较低，可以做到轻质化，便于携带和使用。
再次，复合材料的导热性能好，具有较高的绝缘性能，可以用于电子、电气和航空航天等领域。
此外，复合材料的耐腐蚀性能好、耐磨损性能好，可以提高材料使用寿命。
最后，由于复合材料可以灵活设计，成型性好，可以根据需要制作出各种形状和尺寸的制品。
复合材料在许多领域有着广泛应用。
在航天航空领域，复合材料被用于飞机、火箭、导弹的制造，可以减轻重量、提高载荷能力和提高耐用性。
在汽车工业中，复合材料被用于汽车车身和零部件的制造，可以减轻整车重量，提高燃油经济性和安全性能。
在建筑领域，复合材料被用于建筑结构、钢材替代、建筑保温材料等，可以提高建筑品质和节能效果。
在体育用品领域，复合材料被用于制作高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等，可以提高运动器材的性能。
总之，复合材料是一种由两种或两种以上材料组合而成的材料，具有轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等优点。
复合材料复习资料一简答证明题1复合材料的概念：复合材料是有两种或多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料。
2复合材料的种类：（1）颗粒复合材料，由颗粒增强材料和基本组成。
（2）纤维增强复合材料，由纤维和基本组成。
（3）层合复合材料，由多种片状材料层合而成。
3 复合材料的优缺点：优点：比强度高，比模量高，材料具有可设计性，制作工艺简单成本较低，某些复合材料的而稳定性好，高温性能好，各种复合材料还具有各种不同的优良性能，例如抗疲劳性，抗冲击性，透电磁波性，减振阻尼性和耐腐蚀性等。
缺点：材料各向异性严重，材料性能分散程度较大，材料成本较高，有些复合材料韧性较差，机械连接较困难。
4复合材料的应用：航空航天工程的应用，建筑工程中的应用，兵器工业中的应用，化学工程中的应用，车辆制造工业中的应用，电气设备中的应用，机械工程中的应用，体育器械中的应用，医学领域中的应用。
4 C ij对称性：由dW=C ijεj dεi对两边求偏导=C ij =C ji因应变势能密度W的微分与次序无关，所以有 C ij=C ji，即刚度系数矩阵C具有对称性。
5，独立常数对于正交各向异性材料，只有9个独立弹性数具有以下关系即（i,j=1.2.3,但i j）共有六个和E1，E2，E3ij二计算题1单层板任意方向应力---应变关系3-2已知玻璃/环氧单层材料的E 1=4.8MPa,E2=1.6 MPa,=0.27,G 12=0.80MPa,受有应力=100MPa,=-30MPa,=10MPa,求应变。
3-3已知单层板材料受应力=50MPa,=20Pa,=-30MPa，求角时的,,分量。
3-4已知玻璃/环氧单层材料的E 1=3.9MPa,E2=1.3 MPa,=0.25,G 12=0.42MPa,求S ij,Q ij2层合板刚度（层板理论） 90/05-2略5-6已知Q 11=5.50MPa,Q22=1.30MPa,Q12=0.50MPa,Q66=MPa,每层t=0.10cm,求90/090/0 4层层合板的所有刚度系数。
复合材料名词解释
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有优良的综合性能。
它通常由增强材料和基体材料组成，增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，而基体材料则通常是树脂、金属或陶瓷等。
复合材料因其轻质、高强度、耐腐蚀等特点，在航空航天、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。
首先，复合材料的增强材料通常是纤维状的，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
这些纤维具有高强度、高模量的特点，能够有效地增强复合材料的力学性能。
同时，纤维的方向性也使得复合材料具有各向异性，可以根据实际工程需求进行设计和制造。
其次，复合材料的基体材料通常是树脂、金属或陶瓷等。
树脂基复合材料具有
重量轻、成型性好、耐腐蚀等优点，适用于航空航天、汽车等领域；金属基复合材料具有高温强度高、导热性好等特点，适用于航空发动机、航天器结构等领域；陶瓷基复合材料具有高温、耐磨、耐腐蚀等特点，适用于热工器件、化工设备等领域。
最后，复合材料的制造工艺主要包括预浸料成型、手工层叠成型、自动层叠成型、注塑成型等。
预浸料成型是将预先浸渍好的增强材料与基体材料在模具中成型，适用于复杂结构的零件；手工层叠成型是通过手工将增强材料和基体材料一层一层地叠加在模具中，适用于小批量生产；自动层叠成型是通过自动化设备将增强材料和基体材料一层一层地叠加在模具中，适用于大批量生产；注塑成型是将熔融状态的基体材料注入到增强材料的模具中，适用于复杂结构的零件。
综上所述，复合材料是一种具有优良综合性能的材料，由增强材料和基体材料
组合而成。
它的制造工艺多样，适用于航空航天、汽车、建筑等领域，具有广阔的应用前景。
1、复合材料的定义由两种或两种以上的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。
2、同质复合材料和异质材料增强材料和基体材料属于同种物质的复合材料为同质材料。
异质材料则是不同物质。
3、金属基复合材料的性能在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的纤维、晶须、颗粒等增强物，明显提高了复合材料的比强度和比模量。
4、树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料性能区别树脂基复合材料的使用温度一般为60℃~250℃，其导热性能为0.35~0.45W/m·K金属基复合材料为400~600℃，其导热性能为50~65W/m·K和陶瓷基复合材料性能为1000~1500℃，0.7~3.5W/m·K。
陶瓷基复合材料大于金属基复合材料的硬度，金属基复合材料大于树脂基复合材料的硬度。
5、复合材料结构的分类从固体力学角度，分为三个“结构层次”：一次结构、二次结构、三次结构。
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、相几何和界面区的性能；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；三次结构：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。
6、复合材料选择基体的原则①金属基复合材料的使用要求：高性能发动机要求有高强度比、比模量性能，要求具有优良的耐高温性能，能在高温、氧化性气氛中正常工作。
在汽车发动机中要求其零件耐热、耐磨、导热，一定的高温强度等，又要求成本低廉，适合批量生产。
②金属基复合材料组成特点：对于连续纤维增强金属基复合材料，纤维是主要承载物体，纤维本身具有很高的强度和模量。
对于非连续增强金属基复合材料，基体是主要承载物，基体的强度对非连续增强基复合材料具有决定性的影响。
③基体金属与增强物的相容性。
7、与树脂相比水泥基体的特征①水泥基体为多孔体系；②纤维与水泥的弹性模量比不大；③水泥基材的断裂延伸率较低，仅是树脂基体的1/10~1/20；④水泥基材中含有粉末或颗粒状的物料，与纤维呈点接触，故纤维的掺量受到很大限制；⑤水泥基材呈碱性，对金属纤维可起保护作用，但对大多数矿物纤维是不利的。
复合材料有哪些复合材料是由两种或两种以上的成分组成的材料，其性能优于单一成分的材料。
它们可以根据其组成和性能分为多个类别。
以下是一些常见的复合材料。
1. 纤维增强复合材料：这种复合材料由纤维和基体组成。
纤维通常是高强度材料，如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，而基体可以是塑料、金属或陶瓷。
纤维增强复合材料具有良好的强度和刚度，重量轻，抗腐蚀性能好，广泛应用于航空航天、汽车、船舶和建筑等领域。
2. 钢筋混凝土：钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的复合材料。
钢筋提供了材料的强度和刚度，而混凝土则提供了压缩性能。
钢筋混凝土广泛应用于建筑、桥梁和基础结构等领域，具有较高的承载能力和耐久性。
3. 多层板：多层板是由多层薄木片通过胶合剂粘合而成的复合材料。
它具有较高的强度和稳定性，广泛应用于家具、地板和建筑结构等领域。
4. 陶瓷基复合材料：陶瓷基复合材料由陶瓷基体和增强相（如纤维或颗粒）组成。
它们具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能，适用于高温、高压和耐磨领域，如发动机部件和刀具。
5. 金属基复合材料：金属基复合材料由金属基体和强化相（如纤维或颗粒）组成。
它们具有较高的强度和韧性，同时保持金属的导电性和导热性。
金属基复合材料广泛应用于航空航天和汽车等领域。
6. 高分子基复合材料：高分子基复合材料由高分子基体和增强相（如纤维、颗粒或填充剂）组成。
它们具有较高的可塑性和耐腐蚀性，广泛应用于塑料制品、包装材料和纤维制品等领域。
7. 碳纳米管增强复合材料：碳纳米管增强复合材料由碳纳米管和基体材料组成。
碳纳米管具有很高的强度和弹性模量，可以显著提高复合材料的力学性能。
碳纳米管增强复合材料在航空航天、汽车和电子等高性能领域有广泛的应用。
总体来说，复合材料在各个领域中都有广泛的应用。
其优越的性能使得复合材料能够满足不同领域对材料性能的要求，推动了相关产业的发展。
功能与复合材料论碳／碳复合材料导热性能的研究姓名：李泽地学号：3009208097碳／碳复合材料导热性能的研究碳/碳复合材料是指以碳纤维作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料。
作为增强体的碳纤维可用多种形式和种类，既可以用短切纤维，也可以用连续长纤维及编织物。
各种类型的碳纤维都可用于碳／碳复合材料的增强体。
碳基体可以是通过化学气相沉积制备的热解碳，也可以是高分子材料热斛形成的固体碳。
碳/碳复合材料作为碳纤维复合材料家族的一个重要成员，具有密度低、高比强度比模量、高热传导性、低热膨胀系数、断裂韧性好、耐磨、耐烧蚀特点，尤其是其强度随着温度的升高，不仅不会降低反而还可能升高，它是所有已知材料中耐高温性最好的材料。
因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。
一C／C复合材料导热系数影响因素的研究碳纤维增强复合材料不仅具有高比强、高比模等突出的结构材料特征，而且其优良的摩擦磨损及热物理性能，能够很好地满足高速喷气飞机对刹车材料的要求。
碳／碳复合材料已成为新一代航空材料的发展方向。
航空刹车用碳／碳复合材料在显微结构上是一种多相非均质混合物，这种材料的力学性能、摩擦磨损性能及热物理性能与材料的微观结构密切相关。
而作为1种摩擦制动材料，碳／碳复合材料的热性能是至关重要的。
材料在制动过程中必须具有吸收和传递走大量热量，保证不熔化刹车装置的能力，从而延长刹车副的使用寿命。
这种能力要比材料的摩擦性能更重要。
因此，碳／碳复合材料高的热焓和好的导热系数是用于航空刹车时第一重要的性能。
本试验通过对碳／碳复合材料导热性能的测试，研究了不同纤维取向、不同热处理温度以及不同CVD热解碳的微观结构对碳／碳复合材料导热性能的影响。
1 实验方法1.1 试样制备试样采用长纤维增强乱短纤维层压作为毡体，长纤维沿x—y平面分层铺开，长纤维之间是随机分布的乱短纤维层。
将毡体裁切成外径为146 mm，内径为43 mm，纤维体积含量在30％的圆盘，在CVD炉中，以丙烯为主要碳源气，9o0cI=以上沉积至最终密度1．75 g／cm 一1．80 g／cm 左右。
1．2 显微结构分析以环氧树脂为主要镶嵌料，样件镶样后在MEF3A金相显微镜下观察。
1．3 石墨化度的测量与表征CVD热解碳是属于乱层堆积的六方晶碳型，经适当的处理，其内部可产生1种石墨晶体结构。
描述热解碳从乱层结构到单晶结构的结晶度标尺所处位置的1个参数就是石墨化度(g)。
石墨化度是在Franklint 模型的基础上，由Mering和Mairet引公式计算，其简化形式为：g=(0．344 0一d0002)×100％／(0．344 0—0．335 4)d0002的计算根据布拉格公式算出：2d0002Sinθ=λ，式中θ由XRD 法在日本理学30l4X射线衍射仪上测出。
X射线衍射仪采用铜靶，工作电压为40 kV，工作电流为200 mA，λ铜=0．154 2 nm(波长)。
1．4 导热系数的测量与表征碳／碳复合材料的导热系数λ(w．M-1．K -1)计算形式为：λ=418．68×α×C p ×ρ。
式中α为样件热扩散率(cm2⋅S )，C p为样件比热(cal．g-1．K )，ρ为样件表观密度(g⋅cm-3)。
热扩散率α在JR-2激光导热仪上测出，其样件为Φl0 mm×4 mm的小圆柱。
2 实验结果与讨论2．1 碳纤维取向对碳／碳复合材料导热系数的影响由于碳／碳复合材料的热传导主要沿着基体表面发生，纤维取向对碳／碳复合材料的导热系数影响很大。
毛坯不同编织方式及纤维增强的方向与碳／碳复合材料的导热系数密切相关。
我们以薄毡叠层(A)和在Z向针刺整体毡(B)制成的毛坯件，在CVD炉中，以丙烯为碳源气，900℃以上沉积至最终密度为1．81 g／cm-3，经2 300℃热处理后，测试其导热系数，结果见表1。
由表1可知：A和B在平行方向的导热系数差别不大；但在垂直方向上，B的导热系数是A的2倍。
这主要是由于Z向针刺增加了垂直方向上的纤维体积含量，由此毛坯制成的碳刹车盘，在刹车系统制动时，能及时地将产生的热量传导出去，降低磨损量，延长刹车盘的使用寿命。
由此可知，碳／碳复合材料必须要获得较高的整体导热系数，合理选择坯体编织方式，加强Z向纤维体积含量。
2．2 CVD热解碳微观结构对导热系数的影响CVD热解碳从结构上可分为：光滑层(SL)，粗糙层(RL)和各向同性层(ISO)。
其中RL结构的密度及导热系数最高，SL结构次之，ISO 结构的密度及导热系数最低。
RL的密度高，导热系数高，这对于航空用碳刹车盘非常有利。
导热系数越高，刹车盘在制动过程中热迁移速度越快，不仅抗摩擦磨损性能越好，曲线越平稳，而且有效地延长了碳刹车盘的使用寿命。
所以，我们以追求碳／碳复合材料中的RL 为主要目标。
把3种具有相同纤维体积含量的毡体，在不同的工艺条件下，用CVD法将其沉积至最终密度为1.75g／cm-3的试样。
金相观察其微观结构，3种样件C，D，E的微观结构分别以RL，SL，RL—ISO 过渡层为主。
见图1。
由图1可以清楚地分辨出3种结构：在偏振光下，RL表现为具有不规则的消光十字架，生长表现粗糙；SL表现为具有规则的消光十字架，表面光滑，热处理后容易出现环形裂纹，表明这种结构硬而脆；RL—ISO表现为介于两者之间，有锥形碳结构生成。
导热系数与CVD热解碳的微观结构紧密相关。
在C，D，E样件的垂直、平行方向上分别取样，经2 300~C热处理后测试导热系数，结果见表2。
由表2可知，以RL为主的复合材料的导热系数，不论是垂直方向，还是平行方向，都远远大于以SL为主和以RL—ISO过渡层为主的碳／碳复合材料。
2．3 热处理对碳／碳复合材料导热系数的影响热处理对碳／碳复合材料的导热系数影响很大。
以粗糙层状沉积碳为例，沉积态与热处理后的导热系数比较见图2。
由图2可知，热处理后的样件在导热系数上比沉积态的有很大提高。
这是由于热处理过程中，一些如位错、交链、层面乱排、锥的边界等缺陷逐渐被去掉，使晶体结构更加完善的结果，因而提高了材料的导热系数。
一般而言，碳刹车盘多采用2 O00℃以上的温度进行热处理。
对同l类样件在2 400，2 500，2 600，2 700℃多个温度进行热处理后，对其导热系数进行了测试。
其试验结果表明：随着热处理温度的提高，碳／碳复合材料的平行方向和垂直方向的导热系数略有提高，但是其力学性能却有所下降。
因此，应考虑碳／碳复合材料的综合性能，合理选择热处理温度。
3 结论1)在碳／碳复合材料中，主要影响材料导热系数的是CVD热解碳。
在RL，SL，ISO结构的热解炭中，以RL结构为主的CVD热解碳，其密度和导热系数最高。
2)热处理温度对材料的石墨化度的影响不及CVD热解碳的微观结构对石墨化度的影响。
二碳／碳复合材料在不同温度下导热性能碳／碳复合材料是具有特殊性能的新型超高温材料，既有纤维增强复合材料优良的力学性能，又有碳材料优异的高温性能，特别是高温下优异的热物理性能。
碳／碳复合材料在2000 C的高温下不会熔化，不会发生粘结现象，也没有明显的翘曲变形，导热性能好，比热容大，热膨胀低。
碳／碳复合材料独特的性能能够满足高负荷飞机刹车时的苛刻要求。
所以被广泛地用于飞机刹车材料。
在飞机刹车制动的过程中产生大量的热，碳／碳复合材料高导热性能有助于加快热量从接触界面扩散的速度，降低摩擦面温度，改善摩擦磨损性能，吸收和传递大量的热能，从而延长了刹车材料的使用寿命。
碳／碳复合材料作为超高温热防护材料，宇宙飞船或导弹重返大气层时由于气动加热，产生高温，必须研究材料的导热性能，以导热系数为代表的热物性参数是超高温热防护材料设计中不可缺少的数据。
因此对碳／碳复合材料导热性能的研究具有十分重要的意义。
1 实验1．1 材料的制备采用针刺碳毡作预制体，天然气作前驱体，用热梯度化学气相沉积工艺制备碳／碳复合材料在900～1200℃的沉积温度下致密化到最终密度为1．75 g／cm-3试样制备好后，在氩气保护下进行高温石墨化处理。
1．2 热物理性能的测量采用圆柱体试样，尺寸为Φ l0× 4。
根据GJB1201．1-91的测试标准，采用TC一3000热常数测定仪；用激光脉冲法测定热扩散率、比热容，根据以下公式计算导热系数λ=418．68×α×C p×ρ式中：λ为导热系数(W ·m-1·K -1)；C p为比热容(J／(kg·K))；α为热扩散率(m2／s)；ρ为材料的密度(kg／m-3)。
2 结果与讨论2．1 碳／碳复合材料的导热机理所有物质的热传导，都是物质内部微观粒子相互作用碰撞的结果。
在液体和气体中，热量的传递通常是通过分子或原子间相互作用或碰撞来实现的，即分子或原子导热。
在无机非金属材料中，热量的传导是通过晶格或晶体点阵的振动来实现的。
晶格振动的能量是量子化的，晶格振动的量子称为声子，所以无机非金属材料的热传导是通过声子相互作用来实现的，即声子导热。
当然在高温时无机非金属材料中的电磁辐射传热的比重增大，也存在光子导热。
在金属中的电子不受束缚，所以电子问的相互作用或碰撞是金属材料导热的主要形式，即电子导热。
此外，由于金属是晶体，所以晶格或点阵的振动，即声子导热也有微小的贡献。
碳／碳复合材料属无机非金属材料，从宏观上考虑是一种多相非均质混合物，基本结构为乱层石墨结构或介于乱层石墨结构与晶体石墨结构之间的过渡形态。
但碳／碳复合材料的微观结构单元仍是石墨片层结构，石墨片层上存在可以运动的由共轭电子组成的高活性的离域大丌键，而石墨片层之间又是弱于非金属共价键的范德华作用力，物质的结构决定其性质，这些结构特点决定了碳／碳复合材料特殊的热物理性能。
所以对于碳／碳复合材料来说，导热机理应该是介于金属材料和非金属材料之间，既有声子导热，又有电子导热。
2．2 温度对碳／碳复合材料导热系数影响图1是碳／碳复合材料导热系数曲线，从图中可以看出在实验温度范围内无论导热方向与纤维叠层方向垂直还是与纤维叠层方向平行时，导热系数都随温度升高而增大，但增大的趋势逐渐减弱。
由热传导理论可知，随着温度的升高，声子运动加强，电子的运动也加速，所以导热系数增大，但这仅仅适于温度不太高的情况。
因为在高温时，声子振动加剧，声子间的相互作用或碰撞亦加强，对平衡位置的偏移加强，引起的散射加剧，从而使导热载体声子的平均自由程减小。
这是大部分非金属材料在高温下导热系数随温度升高而降低的主要原因。
对于电子导热，格点上原子的热运动以及由此而引起的偏离平衡位置的位移，是造成电子散射的主要原因，因此，当温度升高时，热运动加剧，原子对平衡位置的偏移也加强，电子的平均自由程减小。
