复合材料第二章1

复合材料手册复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的一种新型材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。

本手册旨在介绍复合材料的基本知识、制造工艺、应用领域以及未来发展趋势，希望能够帮助读者更好地了解和应用复合材料。

一、复合材料的基本知识。

复合材料由增强材料和基体材料组成，增强材料通常是纤维或颗粒，基体材料则是粘合剂或树脂。

常见的增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，而基体材料则有环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。

复合材料的制造工艺包括手工层叠、自动纺织、注塑成型等，不同的制造工艺会影响复合材料的性能和成本。

二、复合材料的制造工艺。

复合材料的制造工艺包括预浸料成型、热压成型、注塑成型等。

预浸料成型是将增强材料浸渍在树脂中，然后通过模具成型，这种工艺适用于复杂形状的零件制造。

热压成型是将预先浸渍好的增强材料放入模具中，在高温高压下进行成型，适用于大批量生产。

注塑成型则是将树脂和增强材料混合后注入模具中，适用于复杂形状的零件制造。

三、复合材料的应用领域。

复合材料在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用。

在航空航天领域，复合材料可以减轻飞机的重量，提高燃油效率，延长使用寿命。

在汽车制造领域，复合材料可以提高汽车的安全性能，减少燃油消耗，降低排放。

在建筑领域，复合材料可以制造出轻质、高强度的建筑材料，提高建筑物的抗风抗震能力。

四、复合材料的未来发展趋势。

随着科技的不断进步，复合材料的应用领域将会不断扩大。

未来，复合材料有望在医疗器械、体育用品、能源领域等方面得到更广泛的应用。

同时，随着制造工艺的不断改进，复合材料的成本将会逐渐降低，使得其在更多领域得到应用。

综上所述，复合材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景。

通过本手册的介绍，相信读者对复合材料有了更深入的了解，希望能够在实际应用中发挥其优势，推动相关领域的发展。

同时，也希望本手册能够成为复合材料领域的一本实用参考书，为相关从业人员提供帮助。

第一章 绪论复合材料的定义： 复合材料(Composite materials)，是由界面分明、物理化学性质不同的组分材料，通过物理或化学的方法构成的性能优越的多相材料。

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而满足各种不同的要求。

复合材料应具有以下三个特点：(1)复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料，组元之间存在着明显的界面。

(2)复合材料中各组元不但保持各自的固有特性而且可最大限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不具备的优良持殊性能。

(3)复合材料具有可设计性。

复合材料的发展现状（1）玻璃钢和树脂基复合材料 非常成熟 广泛的应用（2）金属基复合材料 开发阶段 某些结构件的关键部位（3）陶瓷基复合材料及功能复合材料等 尚处于研究阶段 有不少科学技术问题有待解决 复合材料的组成结构特点和分类*细观复合：一种或几种制成细微形状的材料均匀分散于另一种连续材料中宏观复合：两层以上不同材料的叠合,层合复合材料可以是几种单成分材料,也可以细观复合材料细观复合材料的组成结构特点：1基体相（连续相）：Co 包围增强相并相对较软和韧的贯连材料，作用是粘结保护分散相材料和传递应力2界面：位于增强相和基体相之间并使两相彼此相连的、化学成分和力学性质与相邻两相有明显区别、能够在相邻两相间起传递载荷作用的区域3增强相（分散相）：被基体相包裹分隔，具有比基体相高的模量和强度，起到抵抗变形和破坏的作用 细观复合材料的分类细观复合材料的分类 （按分散相分类)1纤维增强复合材料 (包括连续纤维增强：“纤维的两端达到制成的复合材料构件的边界” 和 短纤维增强："将长纤维或纤维束切断分散于基体中"）2 颗粒增强复合材料 3晶须增强复合材料按连续相分类 非金属基复合材料 金属基复合材料 聚合物基复合材料碳基复合材料 陶瓷基复合材料 热固性树脂 热塑性树脂第二章复合材料增强体(1.纤维2.颗粒3.晶须)一纤维增强纤维的分类:有机纤维：芳纶纤维聚乙烯纤维尼龙纤维无机纤维：玻璃纤维碳纤维硼纤维氧化铝纤维碳化硅纤维氮化硼纤维纤维增强体的形态复合材料中的纤维连续是合成纤维，是上万跟纤维组成的基本无捻的长丝束/纱，称为粗纱。

复合材料（第二版）知识点复习第一章概论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CMCs1.4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。

第一章总论1.复合材料：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。

2.在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。

分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的，两相之间存在着相界面。

分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。

3.复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。

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”。

4.简述复合材料的分类：⑪按增强材料形态分类：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。

⑫按增强纤维种类分类：①玻璃纤维复合材料；②碳纤维复合材料；③有机纤维复合材料；④金属纤维复合材料；⑤陶瓷纤维复合材料。

⑬按基体材料分类：①聚合物基复合材料；②金属基复合材料；③无机非金属基复合材料。

⑭按材料作用分类：①结构复合材料；②功能复合材料。

5.论述复合材料的共同特点，并举例说明。

复合材料是由多相材料复合而成，其共同特点是：①可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。

例如，玻璃纤维增强环氧基复合材料，既具有类似钢材的强度，又具有塑料的介电性能和耐腐蚀性能。

②可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。

例如，针对方向性材料强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。

、③可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。

例如，可避免金属产品的铸模、切削、磨光等工序。

④性能的可设计性是复合材料的最大特点。

第二章复合材料的基体材料1.简述选择基体的原则：①金属基复合材料的使用要求；②金属基复合材料组成特点；③基体金属与增强物的相容性。

2.聚合物基体的种类：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物。

3.聚合物基体的作用：把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。

4.不饱和聚酯树脂：是指有线型结构的，主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。