第二章-复合材料的基体材料

复合材料中的基体材料复合材料是由两种或更多种不同材料组成的材料，其中一种材料称为基体材料。

基体材料在复合材料中起到支撑和固定增强材料（通常是纤维或颗粒）的作用。

基体材料的选择对复合材料的性能和应用起着至关重要的作用。

下面将介绍一些常见的基体材料及其特点。

1.金属基体材料：金属基体材料主要是指铝、镁、钛等金属材料。

金属基复合材料具有高强度、高刚度、优良的导热性、良好的耐腐蚀性和可加工性等优点。

金属基复合材料广泛应用于航空航天、汽车工业、船舶制造和建筑等领域。

2.高分子基体材料：高分子基体材料主要是指树脂类材料，如环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺等。

高分子基复合材料具有重量轻、绝缘性能好、抗腐蚀性能好等特点。

高分子基复合材料广泛应用于航空航天、汽车工业、电子电器等领域。

3.陶瓷基体材料：陶瓷基体材料主要是指氧化铝、氧化硅、碳化硅等无机材料。

陶瓷基复合材料具有高硬度、高耐磨性、抗高温等特点。

陶瓷基复合材料广泛应用于制造耐火材料、摩擦材料和高温结构材料等领域。

4.碳基体材料：碳基体材料主要是指碳纤维、炭黑等碳材料。

碳基复合材料具有重量轻、高强度、高刚度、耐高温、导电性能好等特点。

碳基复合材料广泛应用于航空航天、汽车工业、体育器材等领域。

5.纳米基体材料：纳米基体材料主要是指纳米颗粒、纳米管、纳米片等纳米材料。

纳米基复合材料具有独特的物理、化学和力学性能，如高强度、高硬度、低摩擦系数等。

纳米基复合材料在材料科学领域具有重要的应用前景。

总之，基体材料是复合材料中重要的组成部分，其种类和性能直接影响着复合材料的性能和应用范围。

随着科技的发展，不断有新型的基体材料涌现，为复合材料的开发和应用带来了新的可能性。

复合材料
第二章复合材料的复合原理及界面
1、弥散增强和颗粒增强的原理
1）弥散增强：复合材料是由弥散颗粒与基体复合而成，荷载主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动，微粒阻碍基体位错运动能力越大，增强效果愈大，微粒尺寸越小，体积分数越高，强化效果越好。

2）颗粒增强：复合材料是由尺寸较大（直径大于1 m）颗粒与基体复合而成，载荷主要由基体承担，但增强颗粒也承受载荷并约束基体的变形，颗粒阻止基体位错运动的能力越大，增强效果越好；颗粒尺寸越小，体积分数越高，颗粒对复合材料的增强效果越好。

2、什么是混合法则，其反映什么规律
混合法则（复合材料力学性能同组分之间的关系）：σc=σf V f+σm V m，E c=E f V f+E m V m式中σ为应力，E为弹性模量，V 为体积百分比，c、m和f 分别代表复合材料、基体和纤维；反映的规律：纤维基体对复合材料平均性能的贡献正比于它们各自的体积分数。

3、金属基复合材料界面及改性方法有哪些
金属基复合材料界面结合方式：
①化学结合
②物理结合
③扩散结合
④机械结合。

界面改性方法：
①纤维表面改性及涂层处理；
②金属基体合金化；
③优化制备工艺方法和参数。

4、界面反应对金属基复合材料有什么影响
界面反应和反应程度（弱界面反应、中等程度界面反应、强界面反应）决定了界面的结构和性能，其主要行为有：
①增强了金属基体与增强体界面的结合强度；
②产生脆性的界面反应产物；
③造成增强体损伤和改变基体成分。

第二章聚合物基复合材料的基体1．聚合物基体的作用复合材料＝基体+增强剂（填充剂）复合材料的原材料包括基体材料和增强材料聚合物基体是FRP的一个必需组分。

在复合材料成型过程中，基体经过复杂的物理、化学变化过程，与增强纤维复合成具有一定形状的整体，因而整体性能直接影响复合材料性能。

基体的作用主要包括以下四个部分①将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维间传递载荷，并使载荷均衡；②基体决定复合材料的一些性能。

耐热性、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水、耐化学品性能)等；③基体决定复合材料成型工艺方法以及工艺参数选择等。

④基体保护纤维免受各种损伤。

此外，基体对复合材料的另外一些性能也有重要影响，如纵向拉伸、尤其是压缩性能，疲劳性能，断裂韧性等。

2．聚合物基体材料的分类用于复合材料的聚合物基体有多种分类方法，如按树脂热行为可分为热固性及热塑性两类。

热塑性基体如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮等，它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工成型而无任何化学变化。

热固性基体如环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂、不饱和聚酯等，它们在制成最终产品前，通常为分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生化学反应固化后，形成不溶不熔的三维网状高分子，这类基体通常是无定形的。

聚合物基体按树脂特性及用途分为：一般用途树脂、耐热性树脂、耐候性树脂、阻燃树脂等。

按成型工艺分为：手糊用树脂、喷射用树脂、胶衣用树脂、缠绕用树脂、拉挤用树脂等。

不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及被称为三大通用型热固性树脂。

它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。

3．聚合物基体的选择对聚合物基体的选择应遵循下列原则：（１）能够满足产品的使用需要；如使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。

高拉伸(或剪切)模量、高拉伸强度、高断裂韧性的基体有利于提高FRP力学性能。

(2)对纤维具有良好的浸润性和粘接力；(3)容易操作，如要求胶液具有足够长的适用期、预浸料具有足够长的贮存期、固化收缩小等。

复合材料的基体材料
复合材料的基体材料是复合材料的核心，包括基体材料和纤维材料，
是支撑和固定复合材料结构的主要材料。

市场上主要的基体材料有：金属
材料、陶瓷材料、树脂材料、橡胶材料等，其中，金属材料主要是钢材、
铝材、铜材等，陶瓷材料主要是碳化硅等陶瓷，树脂材料主要是玻璃树脂、聚氨酯树脂等，橡胶材料主要是聚氯乙烯橡胶、氯丁橡胶等。

金属材料是复合材料中最常用的基体材料，因其强度高、韧性好、耐
磨性好等特点，被广泛应用于航空航天、舰船、汽车、机械制造等领域。

除了可以直接作为复合材料的基体材料外，金属材料还可以作为复合材料
的抗剥裂固化剂和增强剂，为复合材料的抗剥裂性能和强度增加提供有效
支撑。

陶瓷材料是复合材料中热强度高、导热性好的基体材料，主要用于抗
高温高压腐蚀等领域。

陶瓷材料具有良好的耐寒性、耐热性和耐腐蚀性，
能够在极端的温度和压力条件下发挥出良好的性能。

树脂材料是复合材料中最常用的基体材料，可以提供轻量、柔韧、隔
热和耐腐蚀的性能，主要用于制造复合材料工件。

复合材料基体
复合材料基体是指在复合材料中起支撑、传递载荷和保护纤维的主要成分，是
复合材料的基础结构。

复合材料基体的选择对于复合材料的性能具有至关重要的影响，因此，对于复合材料基体的研究和选用具有重要意义。

首先，复合材料基体的选择应考虑到其与纤维的粘结性能。

粘结性能直接影响
着复合材料的强度和韧性。

若基体与纤维的粘结性能不佳，容易导致复合材料的层间剥离和断裂，从而降低了复合材料的整体性能。

因此，选择具有良好粘结性能的基体材料是十分重要的。

其次，复合材料基体的力学性能也是需要考虑的重要因素。

基体材料应具有较
高的强度和刚度，以保证复合材料在受力时能够有效地传递载荷。

同时，基体材料的韧性也是需要考虑的因素之一，良好的韧性可以有效地提高复合材料的抗冲击性能，延缓疲劳破坏的发生。

另外，复合材料基体的耐腐蚀性能也是需要重视的。

在实际应用中，复合材料
往往需要在恶劣的环境条件下工作，因此基体材料应具有良好的耐腐蚀性能，以保证复合材料的使用寿命和可靠性。

此外，基体材料的加工性和成本也是需要考虑的因素。

良好的加工性能可以降
低复合材料的制造成本，提高生产效率，而低成本的基体材料可以降低复合材料的整体成本，提高其在市场上的竞争力。

总的来说，复合材料基体的选择应综合考虑粘结性能、力学性能、耐腐蚀性能、加工性和成本等因素，以确保复合材料具有良好的整体性能和经济性。

在实际应用中，需要根据具体的工程要求和环境条件，选择合适的基体材料，并通过合理的设计和制造工艺，充分发挥复合材料的优势，满足工程应用的需求。

《复合材料概论》心得与总结卫琦 1306030118通过学习《复合材料概论》，我了解了复合材料的命名、分类以及复合材料的基本性能。

复合材料的基体材料有四种：金属材料、无机胶凝材料、陶瓷材料、聚合物材料。

了解了碳纤维的优点以及碳纤维在生活中被广泛的应用。

以及对聚合物基复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料的了解。

以下是我对一些知识点的总结。

第一章总论一、复合材料定义：复合材料是由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；在复合材料中通常有一个相为连续相，称为基体，另一相为分散相，称为增强材料。

二、复合材料的分类1．按增强材料形态分类（连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合）2．按增强材料纤维种类分类（玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合）3．按基体材料分类（聚合物基、金属基、无机非金属基）4．按材料作用分类（结构复合材料、功能复合材料）三、复合材料的基本性能1．可综合发挥各组成材料的优点2．可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造（最大特点！）3．可制成所需的任意形状的产品四、复合材料结构设计的三个结构层次①：一次结构：指由基体和增强材料复合而成的单层材料②：二次结构：指由单层材料层合而成的层合体③：三次结构：指通常所说的工程结构或者产品结构第二章复合材料的基体材料复合材料的基体材料有以下四种：①：金属材料主要包括铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等陶瓷材料主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷聚合物材料主要包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热固性/热塑性聚合物。

第三章复合材料的增强材料一、增强材料的定义：在复合材料中，凡事能基体材料力学性能的物质，均称为增强材料。

二、玻璃纤维的分类：1．以玻璃原料成分分类：无碱玻璃纤维（E玻纤）；中碱玻璃纤维；有机玻璃纤维（A玻璃）；特种玻璃纤维。