第四章 复合材料结构与性能
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复合材料原理第二版课后答案复合材料原理第二版课后答案第一章:绪论1.什么是复合材料?复合材料是由两种或两种以上的材料组成的各司其职、相互补充的一种材料。
2.复合材料的特点有哪些?复合材料具有强度高、刚度大、重量轻、抗腐蚀性强、无疲劳断裂、易成型等特点。
3.复合材料的分类有哪些?按矩阵分类有无机复合材料和有机复合材料;按增强材料分类有无定向增强和定向增强。
第二章:基础知识1.复合材料的加工方式有哪些?常用的复合材料加工方式有手工层压法、自动层压法(RTM、RTM-L、VARTM等)、注塑法、卷制法、旋转成型法等。
2.复合材料中的力学基础知识有哪些?复合材料中的力学基础知识包括应力、应变、应力应变关系、拉伸和压缩、剪切和弯曲等。
3.复合材料中的热力学基础知识有哪些?复合材料中的热力学基础知识包括热膨胀、热导率、热扩散系数等。
第三章:复合材料的基本组成1.复合材料的基本组成是什么?复合材料的基本组成是增强材料和矩阵材料。
2.复合材料的增强材料有哪些?复合材料的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、金属纤维等。
3.复合材料的矩阵材料有哪些?复合材料的矩阵材料主要有四类,即金属基矩阵材料、有机高分子基矩阵材料、无机非金属基矩阵材料、无机金属基矩阵材料。
第四章:复合材料的制备过程1.复合材料的制备过程有哪些?复合材料的制备过程一般包括预处理、增强体制备、矩阵制备、复合成型和后处理等步骤。
2.复合材料的预处理有哪些?复合材料的预处理包括增强体表面处理、矩阵材料预处理、增强体和矩阵的匹配等。
3.如何选择复合材料的制备方法?选择复合材料的制备方法需要考虑到其应用环境和性能要求。
第五章:复合材料的性能和应用1.复合材料的性能有哪些?复合材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等。
2.复合材料的应用领域有哪些?复合材料的应用领域包括航空航天、轨道交通、建筑结构、汽车制造、石油化工等领域。
3.复合材料的未来发展趋势是什么?未来复合材料的发展趋势是多材料复合、纳米复合、生物仿生等方向的综合发展。
氧化铝复合材料的结构与性能分析第一章引言氧化铝复合材料是由氧化铝和其它材料经过特定工艺进行结合制备而成的一种新型材料。
在材料科学领域有广泛的应用,特别是在航空、航天、电子、包装等领域有着广泛的应用前景。
本文将对氧化铝复合材料的结构与性能进行分析。
第二章氧化铝复合材料的结构氧化铝复合材料的结构可以根据加入的复合材料类型而分为氧化铝基体和复合材料增强层两部分。
其中,氧化铝基体是氧化铝的基本材料,增强层则可以是纤维增强材料、陶瓷增强材料或金属增强材料等。
2.1 氧化铝基体氧化铝基体是氧化铝复合材料中占比最大的部分,其对整个复合材料结构和性能的影响很大。
从微观结构上看,氧化铝基体由高纯度的氧化铝纳米颗粒组成,粒径分布在10~200 nm之间。
因为粒度较小,氧化铝基体的晶粒间界面面积较大,界面活性较强,从而增强了氧化铝基体的韧性和强度。
2.2 增强层氧化铝复合材料的增强层可以是纤维增强材料、陶瓷增强材料或金属增强材料等。
纤维增强材料主要包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
陶瓷增强材料主要包括碳化硅、氮化硅、碳化硼等。
金属增强材料主要包括钎料、钢网等。
增强层的选择应该根据氧化铝复合材料的使用环境和工作条件来确定。
第三章氧化铝复合材料的性能氧化铝复合材料的性能主要包括力学性能、热物性能、化学性能和耐磨性能等。
3.1 力学性能氧化铝复合材料的力学性能可以通过强度、硬度、韧性等指标来评价。
氧化铝复合材料的强度和硬度主要取决于氧化铝基体的性质和增强层的选择。
一般来说,采用陶瓷增强材料或金属增强材料的氧化铝复合材料具有较高的强度和硬度。
而对于韧性指标,则可以通过检测氧化铝复合材料的断裂韧度、冲击韧性等指标来评价。
3.2 热物性能氧化铝复合材料在高温和低温下的性能是制约其应用的重要因素之一。
热物性能主要包括热膨胀系数、热导率和热稳定性等指标。
由于氧化铝基体具有较好的高温稳定性和抗热震性能,因此氧化铝复合材料通常具有较好的高温性能。
复合材料概论第一章总论1.复合材料的定义答:用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的不同性能、不同形态的组分(或称组元)材料通过人工复合组合而成的多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。
它既保持了原组分的主要特点,又显示了原组分材料所没有的新性能。
2.复合材料的发展进程(四代的发展)答:第一代复合材料(玻璃纤维增强塑料)第二代复合材料(碳纤维增强塑料)第三代复合材料(纤维增强金属基复合材料)第四代复合材料(多功能复合材料)3.复合材料的特点答:a.复合材料的组分和相对含量是由人工选择和设计的b.复合材料是以人工制造而非天然形成的(区别于具有某些复合材料形态特征的天然物质)c.组成复合材料的某些组分在复合后仍然保持其固有的物理和化学性质(区别于化合物和合金).d.复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料e.复合材料的性能取决于各组成相性能的协同。
复合材料具有新的、独特的和可用的性能,这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的。
4.复合材料结构及分类答:(1)复合材料是由基体相、增强相和界面组成。
这三相的结构与性质、它们的配置方式和相互作用以及相对含量决定了复合材料的性能。
(2)5.相关符号的代表意义答:MMC(Metal Matrix Composite)表示金属基复合材料,FRP(Fiber Reinforced Plastics)表示纤维增强塑料GF/Epoxy, 或G/Ep(G-Ep) 表示玻璃纤维/环氧第二章1.复合材料中基体的作用答:1.将纤维粘合为整体并使纤维固定,在纤维间传递载荷,并是载荷均衡;2.决定复合材料的一些性能,如高温使用性能、层间剪切性能、耐介质性能(耐水、耐化学性能)等;3.决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择;4.保护纤维免受各种损伤。
2.金属基体选择遵循原则答:(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3.常见金属基体的类型答:(1)结构用金属基复合材料的基体a.用于450 ︒C以下的轻金属基体b.用于450-700 ︒C的复合材料的金属基体c.用于1000 ︒C以上的高温复合材料的金属基体(2)功能用金属基复合材料的基体。
4-3.复合材料【教学目标】1.了解常见的复合材料及其用途【引入】1.前面我们学习了金属材料、无机非金属材料、有机合成材料,请指出我们日常生活用品分别用什么材料制造的?2.那么这些材料是否已能完全满足人们生活的需要呢?3.运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性,这三种材料能满足要求吗?4.“神州五号”载人飞船穿过大气层时,外壳和大气层摩擦产生几千摄氏度的高温,这些材料又能否经受这种考验而使飞船安然无恙?一、认识复合材料1、传统无机非金属材料的基本特征_________、_________、___________,新型无机非金属材料则具有_______._________。
金属材料分为__________.______________两大类。
复合材料1、定义:复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。
一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能,在综合性能上超过了单一材料。
2、组成:复合材料有两部分组成,一部分为起黏结作用;另一部分称为,起骨架作用。
二、形形色色的复合材料1、复合材料的分类按基体分类:树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料按增强体形状分类:颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料、纤维增强复合材料2、几种复合材料的比较复合材料基体增强体主要性质玻璃钢合成树脂玻璃纤维强度高,密度小,耐化学腐蚀,绝缘性和机械加工性能好碳纤维增强复合材料合成树脂碳纤维韧性好,强度高,质轻航空复合材料金属最广泛的是碳纤维,还有硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐高温,强度高,导电性好,不吸湿和不易老化航天复合材料陶瓷多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维耐高温,韧性强例1:复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高,其主要原因在于()A、复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化B、复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C、复合材料的使用可以使导弹承受超强度的改变D、复合材料的使用可以使导弹承受温度剧烈变化例2、复合材料的优点是()①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀A、仅①④B、仅②③C、除③外D、①②③④例3、高温结构陶瓷优于金属材料的主要之点是()A、耐高温、耐腐蚀,不怕氧化B、密度小,硬度大C、韧性好,易于切削、锻打、拉伸D、良好的传热导电性【巩固练习】1、在自然界中以游离态存在的金属是()A.铁B.金C.钠D.铝2、下列金属中属于黑色金属的是()A.铁B.金C.银D.铜3、下列金属中不属于货币金属的是()A.铁B.金C.银D.铜4、下列说法不正确的是()A.大量使用的不是纯金属而是它们的合金B.目前已制得的纯金属只有90多种,但制得的合金已达几千种C.钢是最纯的铁D.废弃铝质包装既浪费金属材料又造成环境污染5、关于合金性质的说法中,错误的是()A.多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B.多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C.合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同D.合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同6、下列关于合金的叙述中,不正确的是()A.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低B.合金的硬度一般比它的各成分金属的大C.合金的性质一般是各成分金属性质的总和D.铝合金在工业上的用途比纯铝更广7、现代建筑的门窗框架,常用电解加工成古铜色的硬铝制造。