(完整版)复合材料期末复习
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复合材料-复习材料及答案复合材料第⼀章1、材料科技⼯作者的⼯作主要体现在哪些⽅⾯?(简答题)①发现新的物质,测试新物质的结构和性能;②由已知的物质,通过新的制备⼯艺,改善其微观结构,改善材料的性能;③由已知的物质进⾏复合,制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义(名词解释)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。
3、复合材料的分类(填空题)⑴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。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料:②颗粒增强复合材料;③⽚材增强复合材料;④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次(简答题)⑴⼀次结构:是指由基体和增强材料复合⽽成的单层复合材料,其⼒学性能取决于组分材料的⼒学性能,各相材料的形态、分布和含量及界⾯的性能;⑵⼆次结构:是指由单层材料层合⽽成的层合体,其⼒学性能取决于单层材料的⼒学性能和铺层⼏何(各单层的厚度、铺设⽅向、铺层序列);⑶三次结构:是指⼯程结构或产品结构,其⼒学性能取决于层合体的⼒学性能和结构⼏何。
5、复合材料设计分为三个层次:(填空题)①单层材料设计;②铺层设计;③结构设计。
第⼆章1、复合材料界⾯对其性能起很⼤影响,界⾯的机能可归纳为哪⼏种效应?(简答题)①传递效应:基体可通过界⾯将外⼒传递给增强物,起到基体与增强体之间的桥梁作⽤。
②阻断效应:适当的界⾯有阻⽌裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应⼒集中的作⽤。
③不连续效应:在界⾯上产⽣物理性能的不连续性和界⾯摩擦出现的现象。
④散热和吸收效应:光波、声波、热弹性波、冲击波等在界⾯产⽣散射和吸收。
⑤诱导效应:复合材料中的⼀种组元的表⾯结构使另⼀种与之接触的物质的结构由于诱导作⽤⽽发⽣变化。
2、对于聚合物基复合材料,其界⾯的形成是在材料的成型过程中,可分为两个阶段(填空题)①基体与增强体的接触与浸润;②聚合物的固化。
3、界⾯作⽤机理界⾯作⽤机理是指界⾯发挥作⽤的微观机理。
复合材料(composite materials):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,它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能复合材料的特征:▪可设计性:即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等,使原组分材料优点互补,因而呈现了出色的综合性能;▪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。
复合材料的分类:按基体材料分类①聚合物基复合材料:以有机聚合物(热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等)为基体;②金属基复合材料:以金属(铝、镁、钛等)为基体;③无机非金属基复合材料:包括陶瓷基、碳基和水泥基复合材料。
按增强材料形态分类:①纤维增强复合材料:a.连续纤维复合材料:作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的边界处;b.非连续纤维复合材料:短纤维、晶须无规则地分散在基体材料中;②颗粒增强复合材料:微小颗粒状增强材料分散在基体中;③板状增强体、编织复合材料:以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。
其他增强体:层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按用途分类①结构复合材料:用于制造受力构件;②功能复合材料:具备各种特殊性能(如阻尼、光、电、磁、摩擦、屏蔽等)③智能复合材料混杂复合材料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。
增强体的基本特征:❖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❖具有良好的润湿性碳纤维:由有机纤维如黏胶纤维、沥青纤维或聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)纤维在保护气氛(N2或Ar)下热处理碳化成含碳量90-99%的纤维。
碳纤维的性能➢最突出的特点是强度和模量高、密度小(1.5~2.0g/cm3), 因而比强度、比模量高。
1.复合材料的定义(任选一种)国际标准化组织:(广义)由两种或两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。
《材料大词典》:(狭义)根据应用进行设计,把两种以上的有机聚合物材料或无机非金属材料或金属材料组合在一起,使其性能互补,从而制成的一类新型材料。
《材料科学技术百科全书》:(狭义,更具体)复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
2.增强材料——分散相 (称被分散的物质为分散相,又称弥散相) ,也称为增强体、增强剂、增强相等3.草梗合泥筑墙:草茎增强,土坯做住房墙体材料4.简述一到两种复合材料的应用5.复合材料的命名:强调基体的名称(例如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等)强调增强体的名称(例如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等)基体名称和增强体名称并用(习惯把增强体的名称放在前面,基体的名称在后面,例如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,简化为玻璃纤维/环氧树脂(俗称玻璃钢);碳化硅颗粒增强基复合材料,简化为碳化硅/铝基(SiCp/Al),碳纤维增强基体复合材料称为碳/碳复合材料(Cf/C)复合材料的分类(按增强材料的形态)任选三种纤维增强复合材料颗粒增强复合材料板状增强体、编织复合材料叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按基体材料分类金属基复合材料陶瓷基复合材料聚合物基复合材料6. 混杂复合材料:两种或两种以上增强体与同一基体制成的复合材料可以看成是两种或多种单一纤维或颗粒复合材料的相互复合,即复合材料的“复合材料”。
7.复合材料产品只是固体,悬浮液、气溶胶、雾等含有气相或者液相的多相体系不能称之为复合材料。
8. 碳/碳复合材料:定义:以碳纤维(或石墨纤维)为骨架来增强以碳或石墨为基质而构成的复合材料。
9.复合材料的特点多相:至少两相独立性:相是独立的,组成和性能独立复合效益:具备不同于组成相的独特的性能或是效应固相:复合产物为固相可设计性:组成和性能可调10. 复合的目的:获得新组成的材料获得新形态的材料获得单一组分不具备的性质和功能,获得复合效应获得某种特定的性能和效益11.金属基复合材料正是为了满足高强度、重量轻的要求而诞生的。
复合材料复习题答案一、选择题1. 复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,其中一种材料通常具有()。
A. 良好的机械性能B. 高熔点C. 良好的化学稳定性D. 良好的电绝缘性答案:A2. 以下哪项不是复合材料的优点?A. 轻质B. 高强度C. 易加工D. 耐腐蚀答案:C3. 复合材料中增强材料的主要作用是()。
A. 提供形状B. 提供韧性C. 提供强度D. 提供耐腐蚀性答案:C4. 复合材料的界面相通常具有以下哪个特性?A. 良好的粘合性B. 良好的导电性C. 良好的导热性D. 良好的透光性答案:A5. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 碳纤维增强塑料B. 玻璃纤维增强塑料C. 铝合金D. 陶瓷基复合材料答案:C二、填空题6. 复合材料的分类方法很多,根据增强材料的不同,可以分为________、________和________等。
答案:纤维增强材料、颗粒增强材料、层状增强材料7. 复合材料的制备方法主要有________、________和________等。
答案:热压成型、树脂传递成型、拉挤成型8. 复合材料的界面相是复合材料中增强材料与基体材料之间的________,它对复合材料的性能有重要影响。
答案:过渡层9. 复合材料的力学性能主要取决于增强材料的________、________和________。
答案:类型、含量、排列方式10. 复合材料在航空航天领域的应用非常广泛,例如________、________和________等。
答案:飞机结构、卫星结构、火箭结构三、简答题11. 简述复合材料的一般性能特点。
答案:复合材料通常具有轻质、高强度、高刚度、良好的疲劳性能和耐腐蚀性能等特点。
此外,复合材料的热膨胀系数较低,可以设计成具有特定性能的特定形状。
12. 描述复合材料的界面相在复合材料中的作用。
答案:界面相在复合材料中起着至关重要的作用。
它不仅影响增强材料与基体材料之间的粘合强度,还影响复合材料的整体性能。
复合材料复习资料1 ISO定义复合材料:是将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和固体材料。
2按照基体材料不同分类:金属基复合材料,无机非金属基复合材料,聚合物基复合材料。
按照材料作用分类:结构复合材料和功能复合材料。
3复合材料的基本性能:(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。
(2)n J*按对材料性能的需耍进行材料的设计和制造。
(3)nJ'制成所需任意形状的产品,可避免多次加工工序。
4复合材料的基本性能取决于:(1)增强材料的性能,含量及分布情况(2)基体材料的性能及含蜃(3)界面的结合情况力学性能主要取决于1, 2, 3 导热,电,燃烧,耐自然老化,耐腐蚀性能主要取决于2, 35热固性树脂:树脂加热后产生化学变化,逐渐硬化成型,再受热也不软化,也不能溶解。
热固性树脂其分了结构为体型,它包括大部分的缩合树脂,热固性树脂的优点是耐热性高, 受压不易变形。
其缺点是机械性能较差。
热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅瞇树脂等。
经常是一次成型加工。
热塑性树脂:可反复加热软化、冷却固化的一大类合成树脂(也包括常见的天然树脂)。
它可反复成型加工。
在反复受热过程中,分子结构基本上不发生变化,当温度过高、时间过长时,则会发生降解或分解。
这些都是与热固性树脂相区别的特征。
常用的热塑性树脂有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯讎。
6热塑性复合材料(FRTP)和热固性复合材料(FRP)注射成型工艺特点比较:(1)FRTP可以反复加热塑化,物料的熔融和硕化完全是物理变化;FRP加热固化后不能再塑化,加热过程为不可逆反应。
(2)FRTP受热时,物料由玻璃态变为熔融的粘流态,料筒温度要分段控制,其塑化温度应高于粘流温度,但低于分解温度;FRP在料筒加热时,树脂分了链发生运动,物料熔融,但接着发生化学反应,放热,加速化学反应过程。
复合材料期末试题及答案第一部分:选择题(共20小题,每小题1分,共20分)在每个问题的括号内选出一个最佳答案,并将其字母标号填入答题纸上的相应位置。
每个问题的答案只能选一个。
1. 复合材料的定义是指()。
A. 具有两种或两种以上不相容的材料组成的材料B. 具有两种或两种以上相容的材料组成的材料C. 具有两种或两种以上的同类材料组成的材料D. 由复材料制成的材料2. 复合材料的增强相和基体相分别是指()。
A. 纤维和树脂B. 树脂和纤维C. 纤维和金属D. 金属和纤维3. 复合材料的分类依据主要包括()。
A. 基体相种类和增强相类型B. 增强相种类和基体相类型C. 基体相和增强相的比例D. 复合材料制备工艺4. 碳纤维是一种()的增强相。
A. 无机材料B. 金属C. 有机材料D. 不锈钢5. 复合材料相较于金属材料具有的主要优势是()。
A. 导热性好B. 导电性好C. 高轻比和高强度D. 高密度6. 属于有机基体的复合材料中,树脂常用的有()。
A. 元素有机聚合物和非元素有机聚合物树脂B. 金属C. 陶瓷D. 碳纤维7. 属于无机基体的复合材料中,常用的基体有()。
A. 金属基体B. 聚合物基体C. 陶瓷基体D. 复合基体8. 制备复合材料的方法不包括()。
A. 预浸法B. 真空吸附法C. 压制法D. 喷涂法9. 最常用的增强相是()。
A. 纤维状增强相B. 颗粒状增强相C. 薄片状增强相D. 废料增强相10. 复合材料的制备主要包括()。
A. 增强相和基体相的设计B. 增强相和基体相的选择C. 增强相和基体相的配比D. 手工制备和自动化制备11. 复合材料在航空航天领域的应用主要体现在()。
A. 飞机机身和发动机B. 航天器C. 卫星D. 无人飞行器12. 复合材料在汽车制造领域的应用主要体现在()。
A. 车身结构B. 发动机零部件C. 汽车轮胎D. 座椅材料13. 复合材料在体育器械领域的应用主要体现在()。
一、复合材料为何具有可设计性?简述复合材料设计的意义。
组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能,赋予复合材料的可设计性。
意义:①每种组分只贡献自己的优点,避开自己的缺点。
②由一组分的优点补偿另一组分的缺点,做到性能互补。
③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能(叠加效应)。
优胜劣汰、性能互补、推陈出新。
四、在聚合物基复合材料屮,为什么必须有适度的界面粘结?答:界面粘结的好坏直接影响增强体与基体之间的应力传递效果,从而影响复合材料的宏观力学性能。
界面粘结太弱,复合材料在应力作用下容易发生界面脱粘破坏,纤维不能充分发挥增强作用。
若对增强材料表面采用适当改性处理,不但可以提高复合材料的层间剪切强度, 而且拉伸强度及模量也会得到改善。
但同时会导致材料冲击韧性下降,因为在聚合物基复合材料川,冲击能量的耗散是通过增强体与基体Z间界面脱粘、纤维拔出、增强树料与基体Z 间的摩擦运动及界面层可塑性变形来实现的。
若界面粘结太强,在应力作用下,材料破坏过程中正在增长的裂纹容易扩散到界面,直接冲击增强材料而呈现脆性破坏。
适当调整界面粘结强度,使复合材料的裂纹沿界面扩展,形成曲折的路径,耗散较多的能量,则能提高复合材料的韧性。
因此,不能为提高复合材料的拉伸强度或抗弯强度而片面提高复合材料的界面粘结强度,要从复合树料的综合力学性能出发,根掘具体要求设计适度的界面粘结,即进行界向优化设计。
四、叙述金属基复合材料基体选择的原则。
答:(1)金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。
(2)由于增强体的性质和增强机理不同,在基体材料的选择上有很大差别。
(3)选择金属基体时要充分考虑基体与增强体的相容性和物理性能匹配。
尽量避免增强体与基体合金之间有界面反应,界面润湿性良好。
八、根据下图,讨论为什么在相同体积含量下,SiC晶须增强MMC强度(抗拉与屈服强度)均高于颗粒增强MMC,而这两者的弹性模量相差不大。
复合材料复习资料1复合材料的定义?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。
复合后的产物为固体时才称为复合材料,若为气体或液体,就不能成为复合材料。
2复合材料的分类:1)按基体材料类型分为:聚合物基复合材料;金属基复合材料;无机非金属基复合材料。
(始终有基字)2)按增强材料分为:玻璃纤维复合材料;碳纤维复合材料;有机纤维复合材料;金属纤维复合材料;陶瓷纤维复合材料(始终有纤维二字)3)按用途分为:功能复合材料和结构复合材料。
(两种的区别)结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构,要求它质量轻、强度和刚度高,且能承受一定温度。
功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料,即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
3复合材料的基体:金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构,要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好,选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。
对于高性能发动机,要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能,同时能在高温、氧化环境中正常工作,可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料;对于汽车发动机,选用铝合金基体材料;对于电子集成电路,选用银铜铝等金属为基体。
轻金属基体—铝基、镁基,使用温度在450℃左右或以下使用,用于航天及汽车零部件。
连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金,颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。
钛基,使用温度在650℃(450-700),用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物,使用温度在1200℃(1000℃以上),耐高温4聚合物基体一)简答题(各自优缺点)聚合物基复合材料的聚合物基主要有:不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
各自优缺点:二)聚合物基体的作用选择题:a . 将纤维黏在一起;b.分配纤维间的载荷;c .保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点:比金属更高的熔点和硬度,化学性质非常稳定,耐热性、抗老化性好,但脆性大,韧性差。
需要加入第二相颗粒、晶须以及纤维进行增韧处理。
常用的陶瓷基主要包括玻璃(非晶态固体)、玻璃陶瓷(多晶固体)、氧化物陶瓷(Al2O3,MgO,SiO2,ZrO2,莫来石,熔点均在2000℃以上)、非氧化物陶瓷(氮化物,碳化物,硼化物,硅化物)、无机胶凝材料(水泥,石膏,菱苦土和水玻璃研究最多的是纤维增强水泥增强塑料)聚合物基复合材料:8界面的形成P14-15:聚合物基复合材料界面的形成分为两个阶段:第一阶段是基体与增强纤维的接触与浸润过程。
由于增强纤维对基体分子的各种基团或基体中各组分的吸附能力不起着同,它总是要吸附那些能够降低其表面能的物质,并优先吸附那些能较多降低表面能的物质,因此,界面聚合层在结构上与聚合物本体是不同的。
第二阶段是聚合物的固化阶段。
在此过程中聚合物通过物理的或化学的变化而固化,形成固定的界面层。
界面层的包括:界面的结合力、界面的厚度和界面的微观结构等几个方面。
9 界面作用机理?界面对复合材料特别是其力学性能起着极为重要的作用。
如果界面很脆及断裂应变很小而强度很大免责纤维的断裂可能引起裂纹沿垂直与纤维方向扩展,诱发相邻纤维相继断裂,这种复合材料的断裂韧性很差。
如果界面结合强度较低,则纤维断裂引起的裂纹可以改变方向而沿界面扩展,遇到纤维缺陷或薄弱环节时,裂纹再次跨越纤维,继续沿界面扩展,形成曲折的路径,需要较多的断裂功。
因此,如果界面和基体的断裂应变都较低时,从提高断裂韧性的角度出发,适当减弱界面强度和提高纤维延伸率是有利的。
10界面作用机理运用的理论(选择题):界面吸附理论、化学键理论、物理吸附理论、变形层理论、扩散层理论8什么是界面浸润理论,化学键理论,物理吸附理论界面浸润理论填充剂被液体树脂良好浸润是极其重要的,因浸润不良会在界面上产生空隙,易使应力集中而使复合材料发生开裂,如果完全浸润,则基体与填充剂间的粘结强度将大于基体的内聚强度。
化学键理论处理增强剂表面的偶联剂应既含有能与增强剂起化学作用的官能团,又含有能与树脂基体起化学作用的官能团,由此在界面上形成共价键结合。
物理吸附理论增强纤维与树脂基体之间的结合是属于机械铰合和基于次价键作用的物理吸附。
偶联剂的作用主要是促进基体与增强纤维表面完全浸润。
14 界面结合强度界面结合强度直接影响了复合材料的韧化机制和韧化效果。
界面强度过高,晶须将与基体一起断裂,限制了晶须的拔出,因而也就减小了晶须拔出机制对韧性的贡献。
但另一方面,界面强度的提高有利于载荷的转移,因而提高了强化效果。
界面强度过低,则使晶须的拔出功减小,这对韧化和强化都不利,因此界面强度存在一个最佳值。
金属基复合材料:12 比强度、比模量:比模量是材料的模量与密度之比,比强度是材料的强度与密度之比。
是度量材料承载能力的一个指标,比强度越高,同一零件的自重越小,比模量越大,零件的刚性越大。
第二章:复合材料的复合原理及界面1增强机理包括:颗粒增强原理、纤维增强原理、短纤维(晶须)增强原理颗粒增强原理根据增强粒子的尺寸大小分为:弥散增强原理和颗粒增强原理。
微粒尺寸越小,体积分数越高,弥散强化效果越好。
2混合法则的定义?Ec=Ef*Vf+Em*Vm,表明纤维、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 临界纤维长度的定义?Lc是载荷传递长度的最大值,称为临界纤维长度,在这个长度上纤维承载应力小于最大纤维强度。
当纤维长度小于临界长度时,,最大纤维应力小于纤维平均断裂强度,纤维不会断裂。
当纤维长度大于临界长度时,纤维应力可以达到平均强度,当纤维应力等于其强度是,纤维将发生断裂。
4界面相的定义?复合材料中增强体与基体接触构成的界面,是一层具有一定厚度(纳米以上)、结构随基体和增强体而异的、与基体有明显差别的新相——界面相(层)。
5 适当的界面结合强度。
(简答)————聚合物基复合材料增强体与聚合物基体之间形成较好的界面粘结,才能保证应力从基体传递到增强材料。
充分发挥数以万计单根纤维同时受力的作用。
界面黏合强度不仅与界面的形成过程有关,还取决于界面粘结形式(物理机械结合、化学结合)。
物理机械结合,即通过等离子体刻蚀或化学腐蚀使增强体表面凹凸不平,基体扩散嵌入到增强体表面的凹坑、缝隙和微孔中,增强材料则“锚固”在聚合物基体中;化学结合,即基体与增强体之间形成化学键,可以设法使增强体表面带有极性基团,使之与基体间产生化学键或其他相互作用力(如氢键)。
界面粘结太弱,复合材料在应力作用下容易产生界面脱粘破坏,纤维不能充分发挥增强作用。
出现韧性断裂。
界面粘结太强,复合材料在应力作用下破裂产生的正在增长的裂纹容易扩散到界面,直接冲击增强材料而呈现脆性断裂。
金属基复合材料----连续纤维增强金属基复合材料,增强纤维具有很高的强度和模型,当复合材料中某一根纤维发生断裂产生的裂纹到达相邻纤维的表面时,裂纹尖端的应力作用在界面上,如果界面结合适中,则纤维与基体在界面处脱粘,裂纹沿界面发展,短话了裂纹尖端,当主裂纹越过纤维继续向前扩展时,纤维呈“桥接”现象。
当界面结合很强时,界面处不发生脱粘,裂纹继续发展穿过纤维,造成“脆断”。
第三章复合材料的增强材料---玻璃纤维增强材料2 玻璃纤维(非结晶型无机纤维)的化学组成:二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝。
Ps:碱性氧化物能够降低玻璃的熔化温度和熔融温度,排除玻璃液中的气泡,还有助熔作用。
3 玻璃纤维的拉伸强度与直径和长度有关,直径和长度越大,强度越小;含碱量越大,强度越小。
Ps:存放时间越长,强度越低。
拉伸强度:高强玻璃纤维>无间玻璃纤维>有碱玻璃纤维4玻璃纤维的制造方法:坩埚法和池窑拉丝法。
——填空5 浸润剂作用是:润滑作用,防止纤维间的磨损,使纤维得到保护;粘结作用,使单丝集束成原纱或丝束;纺织纤维表面聚集静电荷;使纤维获得能与基体材料良好粘结表面性质。
常用的润滑剂:石蜡乳液和聚酯酸乙烯酯。
石蜡乳液属纺织型,主要有石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油、固色剂、表面活性剂和水。
使用时要经过脱蜡处理。
而聚酯酸乙烯酯猪油有成膜剂、偶联剂、润滑剂、抗静电剂,易使玻璃纤维起毛。
6 玻璃纤维纱分为加捻纱和无捻纱。
Ps:加捻纱是通过退绕、加捻、并股、络纱而制成的玻璃纤维品纱。
无捻纱是不经退绕、加捻、直接并股、络纱而成。
有捻纱常用石蜡乳剂作为润滑剂;无捻纱用聚酯酸乙烯酯作润滑剂,成本低,但易磨损起毛。
碳纤维增强材料7 碳纤维的制造方法分为:气相法和有机纤维碳化法。
Ps:气相法只能制造晶须或短纤维,不能制造连续长丝。
而有机纤维碳化法适合制造连续长丝。
8 有机纤维碳化法工艺过程的目的?(简答)制备碳纤维的四个阶段及目的。
有机纤维碳化法是先将有机纤维经过稳定处理变成耐焰纤维,然后再在惰性气氛中,在高温下进行烘烧碳化,使有机纤维失去部分碳和其他非碳原子,形成以碳为主要成分的纤维状物。
制作碳纤维的主要原材料有三种:人造丝(粘胶纤维)、聚丙烯腈纤维、沥青基碳纤维。
Ps:沥青基碳纤维有高模量的各向异性。
制造高强度、高模量碳纤维多选用聚丙烯腈。
工艺过程包括:喷丝—预氧化处理—碳化处理—石墨化处理。
喷丝:可用湿法、干法或熔融状态三种,聚丙烯腈喷丝后得到的原纤维称为“先驱丝”。
预氧化处理:在氧化气氛中预氧化处理,使链状聚丙烯腈分子发生交联、环化、氧化、脱氢等化学反应,放出H2O,HCN、NH3和H2等分解产物,形成耐热的梯形结构。
碳化处理:在高纯氮气中慢速加温,以除去其中的非碳原子。
(ps:影响碳化质量的因素有:氮气纯度、碳化温度和碳化速率)石墨化处理:在高纯氩气保护下快速升温,,纤维中的碳发生石墨结晶,可以得到高强度的石墨纤维。
Ps:晶粒越小,强度越大。
碳化硅纤维9 制备方法分为两种:化学气相沉积法、先驱体转化法。
P64-65化学气相沉积法制备碳化硅纤维时,是在管式反应器中采用汞电极直接用直流电或射频加热,将钨丝或碳丝载体加热到1300℃作用,在氢气中清洁其表面,在进入圆柱形反应室,在反应室中通入氢气和氯硅烷气体混合物,在灼热的芯丝表面上反应生成碳化硅并沉积在芯丝表面。
结构由纤维中心向外依次为芯丝、富碳的碳化硅层、碳化硅层、外表面富硅涂层。
先驱体转化法制备碳化硅纤维时,将有机硅聚合物(聚二甲基硅烷)转化成可砂性的聚碳硅烷,经熔融纺丝或溶液纺丝制成先驱丝,用电子束照射等手段使之交联,最后在惰性气氛或真空中高温烧结成碳化硅纤维。
芳纶纤维主分?什么是?10 主分:聚合物大分子的主链有芳香环和酰胺键构成。
-C-Ph-C-N-Ph-N-?打不出,需手抄化学式代表:聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(PPTA)防弹衣。
晶须11 定义:晶须是以单晶结构生长的直径小于3μm的短纤维,其内部结构完整,原子排列高度有序,缺陷少,纤维中强度最高。