第七章聚合物基复合材料PPT课件
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纤维增强的聚合物基复合材料一、复合材料1、定义复合材料是一种多相的复合体系,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,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料。
2、分类根据组成复合材料的不同物质在复合材料中的形态,可将它们分为基体材料和分散材料。
复合材料按分散材料形式不同可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料、晶须增强复合材料等;按基体材料不同可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。
二、纤维增强聚合物基复合材料聚合物基复合材料是以高分子聚合物为基体,添加增强纤维制得的一种复合材料。
它有许多优异的性能:(1)质轻高强。
若按比强度计算(强度与密度的比值),玻璃纤维增强的聚合物基复合材料不仅大大超过碳钢,而且可超过某些特殊合金钢。
特别是有机纤维、碳纤维复合材料有更低的密度和更高的强度。
(2)耐疲劳性能好。
聚合物复合材料中的纤维与基体的界面能阻止裂纹的发展,金属的疲劳强度是其拉伸强度的30~50%,碳纤维/不饱和聚酯复合材料是70~80%。
(3)耐热性强。
虽然聚合物基复合材料的耐热性不及金属基和陶瓷基复合材料,但随着高性能树脂和高性能增强材料的发展,它的耐热性也达到很优异的效果。
甲基二苯乙炔基硅烷树脂为基体的复合材料在500℃下仍能保持较好的力学性能。
(4)介电性能好。
通过选择树脂基体和增强纤维可制备低介电损耗角正切(小于0.005)的复合材料.如,热固性丁苯树脂基、聚酰亚胺树脂基复合材料。
1、聚合物基体目前可供选择的树脂主要有两类:一类为热固性树脂,其中包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂等,另一类为热塑性树脂,如尼龙、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺等。
聚合物的选择应考虑:A、基体材料能在结构使用温度范围内正常使用;B、基体材料具有一定的力学性能;C、要求基体材料的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率,以确保充分发挥纤维的增强作用;D、要求具有一定的工艺性。
聚合物基复合材料聚合物基复合材料是一种由聚合物基体和强化材料组成的复合材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
聚合物基复合材料的研究和应用已经成为材料科学领域的热点之一。
首先,聚合物基复合材料的基本组成是聚合物基体和强化材料。
聚合物基体通常采用树脂类材料,如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等,而强化材料则可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
这些强化材料可以有效地提高复合材料的强度和刚度,使其具有优异的力学性能。
其次,聚合物基复合材料具有许多优越的性能。
首先是轻质性能,由于聚合物基体的密度较低,加上强化材料的高强度,使得复合材料具有很高的比强度和比刚度。
其次是耐腐蚀性能,聚合物基复合材料在恶劣环境下具有良好的耐腐蚀性能,可以替代传统的金属材料。
此外,聚合物基复合材料还具有良好的设计自由度,可以根据实际需求进行定制加工,满足不同领域的应用需求。
再次,聚合物基复合材料的制备工艺多样。
常见的制备工艺包括手工层叠、注塑成型、压缩成型等,其中注塑成型是目前应用最广泛的工艺之一。
通过不同的制备工艺,可以得到不同性能的聚合物基复合材料,满足不同领域的需求。
最后,聚合物基复合材料的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,聚合物基复合材料被广泛应用于飞机机身、发动机零部件等;在汽车制造领域,聚合物基复合材料被应用于车身结构、内饰件等;在建筑材料领域,聚合物基复合材料被应用于地板、墙板、梁柱等。
可以说,聚合物基复合材料已经成为现代工程领域不可或缺的材料之一。
综上所述,聚合物基复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,具有广阔的应用前景。
随着材料科学的不断发展,相信聚合物基复合材料将会在更多领域展现其无穷魅力。