复材材料考点总结(江西理工大学09级)
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复合材料原理考试总结整理复合材料原理第一章1.聚合物基复合材料的性能特点是什么?(1) 密度低;(2) 耐腐蚀;(3) 易氧化、老化;(4) 聚合物的耐热性通常较差;(5) 易燃;(6) 低的摩擦系数;(7) 低的导热性和高的热膨胀性;(8) 极佳的电绝缘性和静电积累;(9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。
(10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
2.复合材料区别于单一材料的主要特点是什么?1、不仅保持原组分的部分优点,而且具有原组分不具备的特性2、区别于单一材料的另一显著特性是材料的可设计性3、材料与结构的一致性3.增强体和功能体在复合材料中代表性的作用是什么?(1)填充,用廉价的增强体,特别是颗粒状填料可降低成本。
(2)增强,纤维状或片状增强体可提高聚合物基复合材料的力学性能和热性能。
其效果在很大程度上取决于增强体本身的力学性能和形态等。
(3)赋予功能,功能体可赋予聚合物基体本身所没有的特殊功能。
功能体的这种作用主要取决于它的化学组成和结构第二章1.复合效应特点?1.线性效应:平均效应平行效应互补效应相抵效应2.非线性效应:相乘效应诱导效应共振效应系统效应线性效应:线性指量与量之间成正比关系。
非线性效应:非线性指量与量之间成曲线关系。
1.平均效应:是复合材料所显示的最典型的一种复合效应。
2.平行效应:增强体(如纤维)与基体界面结合很弱的复合材料所显示的复合效应,可以看作是平行效应。
3.相补效应:组成复合材料的基体与增强体,在性能上能互补,从而提高了综合性能,则显示出相补效应。
4.相抵效应:基体与增强体组成复合材料时,若组分间性能相互制约,限制了整体性能提高,则复合后显示出相抵效应。
1.相乘效应:两种具有转换效应的材料复合在一起,有可能发生相乘效应。
2.诱导效应:在一定条件下,复合材料中的一组分材料可以通过诱导作用使另一组分材料的结构改变而改变整体性能或产生新的效应。
3.共振效应:两相邻的材料在一定条件下,会产生机械的或电、磁的共振。
复合材料考试重点1、复合材料的概念: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。
a.性能—取长补短,协同作用;b.基体—连续相2、聚合物基复合材料:1)、热固性聚合物基复合材料性能特点:(1)比强度、比模量高。
(2)加工性能好(流动性好),可采用手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等。
(3)过载安全性好:过载而有少数纤维断裂时,载荷迅速重,新分配到未破坏的纤维上。
(4)可具有多种功能性:耐烧蚀性、摩擦学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、特殊的光、电、磁学性能。
2)、热塑性聚合物基复合材料性能特点:断裂韧性好;可重复再加工。
3、金属基复合材料特点:导电、导热、耐高温、抗老化好。
4、无机非金属基复合材料特点:耐高温(>1000℃),耐磨,强度高,硬度大,抗氧化,耐化学腐蚀,热膨胀系数小,但是脆性大。
5、复合材料的增强材料分类:纤维及其织物、晶须、颗粒。
特点:提高抗张强度和刚度、减少收缩,提高热变形温度和低温冲击强度等。
6、芳纶纤维(PPT A:聚芳酰胺纤维)-----聚对苯二甲酰对苯二胺,通过液晶纺丝方法制成,分子链伸直平行排列结且晶度很高。
性能特点:1)、芳纶纤维的力学性能:拉伸强度高,冲击性能好,弹性模量高,断裂伸长高,密度小,有高的比强度与比模量;2)、热稳定性: 180℃下可长期使用;低温下(-60℃)不发生脆化亦不降解, T>487℃时,不熔化,但开始碳化→高温下直至分解也不变形;3)、化学性能:耐介质性良好,但易受酸碱侵蚀,耐水性不好。
7、聚乙烯纤维(Polyethylene, PE)优点:高比强度、高比模量以及耐冲击、耐耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。
缺点:熔点低、易蠕变。
8、高强高模PE纤维:又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。
与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。
性能特点:强度更高;质量更轻,密度只有0.97g/cm ;化学稳定性更好;具有很好的耐候性;耐低温性好,使用温度可以低至-150℃。
材料导论期末考点总结材料导论是一门综合性的学科,广泛涉及材料科学、材料工程以及相关学科的知识体系。
期末考试是对学生对所学知识的综合应用能力的考察,理解和掌握期末考点对于顺利通过考试至关重要。
本文将对材料导论期末考点进行总结,以便学生在复习时有针对性地了解和把握重点内容。
一、晶体和晶体缺陷1.晶体的结构和性质:晶格、晶体结构类型、晶体的性质与晶格结构之间的关系。
2.晶体缺陷的分类和特点:点缺陷、线缺陷、面缺陷的具体分类和特点。
3.晶体缺陷的原因和形成机制:热原子运动、拉伸和压缩等外力、辐射等原因引起晶体缺陷形成的机制。
4.晶体缺陷对材料性能的影响:晶体缺陷对导电性、导热性、塑性、疲劳性等材料性能的影响。
二、金属材料的结构和性能1.金属晶体结构:简单立方、面心立方、体心立方晶体结构的特点和性质。
2.金属的力学性能:塑性和韧性的概念、强度、硬度、延性、弹性模量等力学性能的定义和计算方法。
3.金属的物理性能:导电性、导热性、合金化等物理性能的定义、计算和提高途径。
三、陶瓷材料的结构和性能1.陶瓷晶体结构:离子晶体结构的特点、堆垛方式、层间间隔和离子间离心距的关系。
2.陶瓷的物理性能:绝缘性、压电性、磁性、光学性质等物理性能的定义、计算和提高途径。
3.陶瓷的力学性能:脆性的概念、强度、硬度、韧性等力学性能的定义和计算方法。
四、高分子材料的结构和性能1.高分子链结构:线性链、支化链和交联链的结构特点和分子量对聚合物结构和性能的影响。
2.高分子的物理性能:热稳定性、熔融性、黏度、玻璃化转变温度等物理性能的定义和计算方法。
3.高分子的力学性能:强度、韧性、刚性、弹性恢复性等力学性能的定义和计算方法。
五、复合材料的结构和性能1.复合材料的组成和结构:基体材料、增强材料和界面相的特点和组成关系。
2.复合材料的力学性能:强度、韧性、疲劳性、层间剪切强度等力学性能的定义和计算方法。
3.复合材料的物理性能:导电性、导热性、热稳定性等物理性能的定义和计算方法。
一.名词解释1.复合材料:用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界限的、具有特殊性能的材料。
2.基体:复合材料结构中的连续相称之为基体。
基体的作用是将增强材料粘接成固态整体,保护增强材料,传递荷载,阻止裂纹扩展,如聚酯树脂、乙烯基树脂等。
3.增强体:以独立形态分布于基体中的分散相,由于其具有显著增强材料性能的特点,故称之为增强体。
如玻璃纤维、晶须等。
4.结构复合材料:结构复合材料主要是作为承力结构使用的复合材料,它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。
5.复合效应:复合效应实际上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。
它表现为复合材料的性能在其组分基础上的线性或非线性的综合。
6.非活性稀释剂:用于降低树脂黏度且不参与树脂固化反应,在树脂成型中挥发的物质。
7.活性稀释剂:用于降低树脂黏度且参与树脂固化反应,成为材料成分的物质。
8.环氧值:每100g环氧树脂中所含有的环氧基的摩尔数。
9.环氧当量:含有1mol环氧基团的树脂的质量。
10.双酚A型环氧树脂:双酚A型环氧树脂是二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的聚合物。
11.手糊成型工艺:手糊成型又称接触成型,采用手工方法将纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型、室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化,脱模成制品的工艺方法。
12.模压成型:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中,在温度和压力作用下,材料充满模腔,固化成型,脱模制得产品的方法。
13.喷射成型工艺:通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到模具表面,经棍压、固化制得复合材料制件的方法。
14.树脂传递模塑(RTM):通过压力将树脂注入密闭的模腔,浸润纤维织物毛坯,然后固化成型的方法。
15.增强材料:在复合材料中,能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。
第一章总论1、名词:复合材料基体增强体结构复合材料功能复合材料复合材料(Composite materials),是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。
包围增强相并且相对较软和韧的贯连材料,称为基体相。
细丝(连续的或短切的)、薄片或颗粒状,具有较高的强度、模量、硬度和脆性,在复合材料承受外加载荷时是主要承载相,称为增强相或增强体。
它们在复合材料中呈分散形式,被基体相隔离包围,因此也称作分散相。
结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料。
功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼,导电,导磁,换能,摩擦,屏蔽等)的复合材料。
2、在材料发展过程中,作为一名材料工作者的主要任务是什么?(1)发现新的物质,测试其结构和性能;(2)由已知的物质,通过新的制备工艺,改变其显微结构,改善材料的性能;(3)由已知的物质进行复合,制备出具有优良性能的复合材料。
3、简述现代复合材料发展的四个阶段。
第一代:1940-1960 玻璃纤维增强塑料第二代:1960-1980 先进复合材料的发展时期第三代:1980-2000 纤维增强金属基复合材料第四代:2000年至今多功能复合材料(功能梯度复合材料、智能复合材料)4、简述复合材料的命名和分类方法。
增强材料+(/)基体+复合材料按增强材料形态分:连续纤维复合材料,短纤维复合材料,粒状填料复合材料,编织复合材料;按增强纤维种类分类: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,混杂复合材料(复合材料的“复合材料”);按基体材料分类: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;按材料作用分类:结构复合材料,功能复合材料。
5、简述复合材料的共同性能特点。
(1)、综合发挥各组成材料的优点,一种材料具有多种性能;(2)、复合材料性能的可设计性;(3)、制成任意形状产品,避免多次加工工序。
6、简述聚合物基复合材料的主要性能特点。
江西省考研材料科学与工程复习资料材料力学重点整理材料加工工艺解析材料科学与工程是一门涉及材料结构、性能、制备和应用的学科。
作为其中的重要分支,材料力学和材料加工工艺是材料科学与工程领域中的核心内容。
本文将对江西省考研材料科学与工程相关的材料力学及材料加工工艺进行重点整理和解析。
一、材料力学材料力学是研究材料在力的作用下的力学行为及其规律的学科。
它主要涉及力、应力、应变、弹性、塑性、破裂等概念和理论。
在考研材料科学与工程中,材料力学是一个重要的考点。
1.1 应力与应变应力是指单位面积上的力的大小,应变是指物体在受力作用下发生的形变。
常见的应力包括拉应力、压应力、剪应力等。
在材料力学中,应力与应变之间存在一定的关系,常用的有胡克定律、泊松比等。
1.2 弹性力学弹性力学是研究材料在力的作用下具有弹性行为的学科。
在弹性力学中,主要关注材料的弹性恢复能力和材料的弹性模量。
常见的弹性力学模型有胡克弹性模型、刚性体模型等。
1.3 塑性力学塑性力学是研究材料在力的作用下具有塑性行为的学科。
塑性行为指的是材料在受力作用下发生的不可逆形变。
常见的塑性力学模型有本构模型、流动规律等。
1.4 破裂力学破裂力学是研究材料在外部力作用下发生断裂行为的学科。
破裂行为指的是材料在受到极限载荷时发生的断裂。
常见的破裂力学理论有线性弹性断裂力学、断裂能力实际理论等。
二、材料加工工艺材料加工工艺是指通过加工技术对材料进行外形、性能和纯度的改善,并制备成具有一定形状、尺寸和性能要求的制品的过程。
在考研材料科学与工程中,材料加工工艺也是一个重要的考点。
2.1 加工方法材料加工可以通过物理方法、化学方法或机械方法进行。
常见的加工方法包括压力加工、热加工、粉末冶金、表面处理等。
2.2 加工工艺材料加工工艺是指根据加工要求,采用一系列工艺操作进行材料加工的过程。
常见的加工工艺有锻造、轧制、挤压、铸造、焊接等。
2.3 加工参数材料加工中的参数对最终制品的性能和质量有很大影响。
复合材料考试复习资料1、复合材料的定义: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。
2、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.3、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无机非金屈基复合材料: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:乩连续纤维复合材料: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屮;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④混杂复合材料4、复合材料的命名:复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名,通常将增强材料放在前面,基体材料放在后面,再加上“复合材料”而构成。
5、复合材料的结构设计层次:一次结构:单层设计…微观力学方法:取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能,增强相的含量、分布方向等;二次结构:层合体设计…宏观力学方法:取决于单层材料的力学性能和铺层方法(厚度、纤维交叉方式、顺序等);三次结构:产品结构设计■-结构力学方法:取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式6、增强体的定义:增强体是结构复合材料屮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。
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。
填空1强度材料衣外力作用下抵抗永久形变或断裂的能力。
2比强度材料极限强度与密度的比值。
3模量材料在弹性变形阶段,应力与应变成正比例关系,比例系数为模量。
4比模量模量与密度的比值。
5复合后的产物为固体时才称为复合材料,若复合产物为液体或气体时就不称为复合材料。
6用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。
7按基体材料分类聚合物基复合材料金属基复合材料无机非金属皋复合材料8按材料作用分类结构复合材料功能复合材料9连续纤维增强金属基复合材料,在复合材料中纤维起着主要承载作用。
10水泥混凝土制品在床缩强度、热能等方面具有优异的性能,但抗拉伸强度低,破坏前的许用应变小,通过用钢筋增强后,一直作为常用的建筑材料。
11在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用应是以充分发挥增强纤维的性能为主。
12非连续增强金属基复合材料,基体是主要承载物,基体的强度对非连续增强金属基复合材料具有决定性的影响。
13铁、镰元素在高温时能有效地促使碳纤维石墨化,破坏了碳纤维的结构,使其丧失了原有的强度,做成的复合材料不可能具备高的性能。
14结构复合材料的慕体人致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
15连续纤维增强金屈基复合材料一般选用纯铝或含合金元索少得单相铝合金,而颗粒、晶须增强金属基复合材料则选择具有高强度的铝合金。
16用于IOOO°C以上的高温金屈基复合材料的基体材料主要是银基、铁基耐热合金和金属间化合物,较成熟的是银基、铁基高温合金。
17无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。
18水泥基材呈碱性,对金属纤维可起保护作用,但对大多数矿物纤维是不利的。
19常川的陶瓷皐体主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。
20复合材料中的基体有三种主要的作用: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。
21降解指聚合物主链的断裂,它导致和対分子质量下降,使材料的物理力学性能变坏。
材料工程基础复习要点及知识点整理材料工程是一门研究材料的性能与结构、制备与应用的学科。
在进行材料工程的复习时,可以从以下几个方面进行重点整理:1.材料的分类与性质:了解材料的基本分类,包括金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料等。
每种材料都有其独特的性质和特点,例如金属具有高强度、导电性和塑性等特点;无机非金属材料具有高温性能和耐腐蚀性能等;有机材料具有低密度和良好的绝缘性能等。
2.材料的结构:掌握材料的晶体结构和非晶结构。
晶体结构可分为立方晶系、六方晶系、正交晶系等,不同结构对材料的性能有着重要影响。
非晶结构指材料的原子排列无规则,常见的非晶结构包括玻璃和塑料等。
3.材料的制备与工艺:了解常见的材料制备方法,包括熔融法、溶液法、气相法和固相法等。
掌握不同制备方法对材料性能的影响,以及材料的烧结、热处理、涂覆等工艺方法。
4.材料的物理性能:熟悉材料的物理性能,包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。
了解不同材料的硬度、强度、韧性、导热性、导电性和磁性等方面的性能。
5.材料的化学性能:了解材料与环境的相互作用,包括腐蚀、腐蚀疲劳、氧化、烧蚀等现象。
熟悉不同材料的耐蚀性,以及如何通过表面涂层和防护措施来改善材料的化学性能。
6.材料的性能测试与评价:了解材料性能的测试方法和评价标准,例如拉伸试验、硬度测试、电阻测试等。
熟悉不同测试方法的原理和应用,并能够分析测试结果。
7.材料的应用:掌握材料在各个领域的应用,例如航空航天、汽车工业、电子技术和生物医药等。
了解材料的选择原则和设计原则,以及如何根据具体应用要求选择合适的材料。
除了上述基本要点和知识点,还可以参考相关教材和课堂笔记,结合习题和案例进行练习和思考,加深对材料工程的理解和应用。
同时,关注国内外的最新研究进展和材料工程的新技术,及时了解和学习材料工程领域的前沿知识。
不断提升自己的综合素质,掌握科学研究和工程实践中的材料选择、设计和改性等技术能力。
材料工程基础复习要点及知识点整理全材料工程是工科的一个重要领域,它研究材料的特性、性能和结构,以及材料的制备、改性和应用。
在材料工程的学习和研究中,掌握基础的知识和复习要点是非常重要的。
本文将从材料的分类、性能和结构、制备方法以及常见材料的特点等方面进行全面的整理,帮助读者回顾和巩固材料工程的基础知识。
一、材料的分类材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
常见的材料分类有金属材料、非金属材料和复合材料。
1. 金属材料金属材料具有良好的导电性、导热性和可塑性。
常见的金属材料有铁、铜、铝等。
金属材料常用于制造机械、汽车等工业产品。
2. 非金属材料非金属材料分为有机材料和无机材料。
有机材料具有较高的灵活性和可塑性,如塑料、橡胶等;无机材料具有较高的硬度和稳定性,如陶瓷、玻璃等。
非金属材料广泛应用于建筑、电子等领域。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成,具有优异的综合性能。
常见的复合材料有纤维增强复合材料、层状复合材料等。
复合材料在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。
二、材料的性能和结构材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和热性能等。
1. 力学性能力学性能是材料的力学特征。
常见的力学性能有强度、韧性、硬度等。
强度表示材料抗拉、抗压、抗弯等载荷作用下的能力;韧性表示材料的抗断裂性能;硬度表示材料抵抗表面形变和划伤的能力。
2. 物理性能物理性能描述材料在物理方面的特性。
常见的物理性能有导电性、导热性、磁性等。
导电性表示材料传导电流的能力;导热性表示材料传导热量的能力;磁性表示材料受磁场作用的特性。
3. 化学性能化学性能是材料对外界化学物质的反应特性。
常见的化学性能有耐腐蚀性、稳定性等。
耐腐蚀性表示材料抵抗酸碱等侵蚀的能力;稳定性表示材料在不同条件下的性能变化情况。
4. 热性能热性能描述材料在温度变化下的特性。
常见的热性能有热导率、热膨胀系数等。
热导率表示材料传导热量的能力;热膨胀系数表示材料在温度变化下的膨胀程度。
材料工程基础复习要点及知识点整理全材料工程是化学、物理的交叉学科,它涉及到材料的物理、化学以及其结构等方面知识。
在学习材料工程基础时,我们需要掌握一些重要的复习要点和知识点,本文将对其进行系统的整理。
一、晶体结构与晶体缺陷晶体结构是材料工程基础的核心内容之一,其对材料的性质和应用有着非常重要的影响。
晶体结构的种类包括金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等,每种结构都有其独特的特点和性质。
晶体缺陷是晶体中存在的缺陷或异质物,它对材料的性质和应用也有着重要的影响。
晶体缺陷包括点缺陷(空位、间隙、杂质)、线缺陷(位错、蚀刻通道)和面缺陷(晶界、界面)等。
二、材料的物理性质材料的物理性质包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数、磁性、光学性能等。
这些性质对于材料的性能和应用起着决定性的作用,因此学习和掌握这些物理性质是非常重要的。
三、材料的力学性质材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性、硬度等。
这些性质是衡量材料强度和耐久性的重要指标,对于材料的设计和应用也具有非常重要的作用。
四、材料的组织结构和相变材料的组织结构指的是材料内部的微观结构和相互之间的关系,包括晶体结构、晶粒大小、晶体缺陷、晶格畸变、相分布等。
了解和掌握材料的组织结构对于材料的性能和应用具有重要的意义。
材料的相变指的是材料在不同条件下发生的状态变化现象,包括固态相变、液态相变和气态相变等。
了解和掌握材料的相变规律可以为材料的制备和性能提高提供重要的理论依据和工程指导。
五、材料加工和处理材料加工和处理是将材料转变成所需的形态、结构和性能的过程。
常见的加工和处理方式包括热处理、冷加工、焊接、表面处理、涂层等。
了解和掌握这些加工和处理过程对于材料的制备和性能提高非常重要。
六、材料的应用材料的应用是材料工程学科的最终目的。
掌握材料的应用知识可以为实际工程和生产提供重要的理论基础和实践指导。
总之,材料工程基础涉及到的知识点非常丰富和复杂,需要我们通过多种途径进行学习和掌握。
一,名词解释(1)复合材料(2)结构复合材料:(3)玻纤无碱布:(4)玻纤膨体纱:(5)池窑拉丝法:(6碳纤维(7)聚苯硫醍纤维:(8)碳化硅纤维:(9)硼纤维:(10)晶须(11)环氧当量:(12)手糊成型工艺:(13)模压成型工艺:(14)喷射成型工艺(15)树脂传递模塑(RTM):(16)增强材料:(17)纺织型浸润剂:(18)增强型浸润剂:(19)基体(Matrix):(20)复合效应(21)湿法纺丝(22)干法纺丝(23)干湿法纺丝(24)PAN基CF预氧化(25)PAN基CF石墨化(26)UHMWPE凝胶纺丝法(27)UHMWPE冻胶纺丝法(28)PPS 纤维(29)玻纤捻度(30)玻纤拉挤纱填空题(1)复合材料的发展始于20世纪40年代,第二次世界大战中,复合材料被美国空军用于制造飞机构件开始,50年代得到了迅速发展。
1965年英国科学家研制出碳纤维;1971年美国杜邦公司开发出__________________ ;(2)增强材料是在复合材料中,能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。
在复合材料中,增强材料不仅能提高复合材料的,而且能降低收缩率,提高,并在热、电、磁等方面赋予复合材料新的性能(3)玻璃纤维的分类方法很多,一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观及纤维特性等方面进行分类,一般以不同的碱金属氧化物含量来区分。
无碱玻璃纤维(E玻璃纤维) ,碱金属氧化物含量____________________ ,中碱玻璃纤维(C玻璃纤维),碱金属氧化物含量11.5-12.5%,高碱玻璃纤维(A玻璃纤维),碱金属氧化物含量________________(4)单丝直径的不同,不仅纤维的性能有差异,而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。
一般纤维作为纺织制品用;的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。
(5)、等碱性氧化物为助熔氧化物,它可以降低玻璃的熔化温度和粘度,使玻璃溶液中的气泡容易排除,它主要通过破坏玻璃骨架,使结构疏松,从而达到助溶的目的。
材料专业的知识点总结一、材料分类1. 金属材料:金属材料是利用金属元素或者金属化合物制成的材料,具有导电、导热、韧性强等特点,广泛应用于工业制造、建筑、航空航天等领域。
2. 非金属材料:非金属材料包括塑料、陶瓷、纤维、橡胶等材料,具有轻质、耐腐蚀、绝缘等特点,应用于电子、医疗、化工等领域。
3. 复合材料:复合材料是由两种或两种以上不同类型的材料组合而成的新型材料,具有多种材料的优点,应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
二、材料性能1. 金属材料的性能:金属材料具有导电、导热、韧性、延展性、塑性等特点,不同种类的金属材料具有不同的硬度、强度、耐腐蚀性等性能。
2. 非金属材料的性能:非金属材料具有轻质、绝缘、耐腐蚀、耐磨损等性能,具体性能取决于材料的种类和组成。
3. 复合材料的性能:复合材料具有金属材料和非金属材料的优点,如具有金属的硬度和非金属的轻质、抗腐蚀性等性能,具体性能取决于复合材料的组成和结构。
三、材料加工与成型1. 金属材料的加工与成型:金属材料的加工与成型包括锻造、铸造、挤压、滚压、焊接、蚀刻等工艺,用于将金属材料加工成所需的形状和尺寸。
2. 非金属材料的加工与成型:非金属材料的加工与成型包括注塑、挤出、压缩成型、模压等工艺,用于将非金属材料加工成所需的形状和尺寸。
3. 复合材料的加工与成型:复合材料的加工与成型包括层压、模压、复合成型等工艺,用于将复合材料加工成所需的形状和尺寸。
四、材料的表面处理1. 金属材料的表面处理:金属材料的表面处理包括镀层、喷涂、抛光、氧化等工艺,用于改善金属材料的耐腐蚀性、耐磨损性、外观光洁度等性能。
2. 非金属材料的表面处理:非金属材料的表面处理包括涂装、印刷、喷砂、电镀等工艺,用于改善非金属材料的外观、耐磨损性、耐腐蚀性等性能。
3. 复合材料的表面处理:复合材料的表面处理包括涂覆、研磨、光面处理等工艺,用于改善复合材料的表面光洁度、耐磨损性、耐腐蚀性等性能。
江西省考研材料科学与工程复习资料材料力学重点知识总结江西省考研材料科学与工程复习资料——材料力学重点知识总结材料力学是材料科学与工程中的基础学科之一,它主要研究材料的结构、性能以及其在外力作用下的力学行为。
合理掌握材料力学的理论知识对于工程材料的设计、制备以及工程结构的性能评估至关重要。
本文将对江西省考研材料科学与工程复习中的材料力学重点知识进行总结,帮助考生提高复习效果。
1. 弹性力学基础弹性力学是材料力学的基础,它研究材料在外力作用下的弹性变形和应力分布规律。
了解杨氏模量、泊松比以及材料的弹性极限等参数对于分析工程结构的强度和变形具有重要意义。
2. 完全弹性理论完全弹性理论是弹性力学研究的核心内容,它假设材料在任何应力水平下均能保持弹性行为。
考生需要了解材料的弹性应变能和弹性应力应变关系,并掌握常见材料的弹性参数计算方法。
3. 硬化与塑性力学硬化与塑性力学是研究材料在外力作用下的塑性变形和应力分布规律的学科。
考生需要了解材料的屈服强度、延伸率以及宏观应力应变曲线等参数,并掌握常见材料的硬化和塑性形变机制。
4. 蠕变与疲劳力学蠕变与疲劳力学是研究材料在长期作用下的变形和破坏行为的学科。
考生需要了解材料的蠕变性能、疲劳极限以及蠕变与疲劳的失效机制,并能够分析工程结构在长期使用过程中的蠕变和疲劳风险。
5. 断裂力学断裂力学是研究材料在外界应力作用下的破坏行为及其机理的学科。
考生需要了解材料的断裂韧性、断裂韧度以及断裂形态等参数,并掌握常见材料的断裂失效分析方法。
6. 微观力学微观力学是研究材料力学行为与材料内部微观结构之间的关系的学科。
考生需要了解材料的晶体结构、缺陷与强化机制等基本概念,并能够通过微观力学理论分析材料的力学行为。
本文对江西省考研材料科学与工程复习中的材料力学重点知识进行了简要总结,希望能够帮助考生抓住重点,加深对材料力学的理解。
当然,除了掌握以上理论知识,考生还应结合练习题和实验数据进行综合训练,提高问题解决的能力和实践能力。
复合材料:复合材料是有两种异质,异性,异性的材料复合而成的新型材料。
复合材料界面的定义: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,结构随基体和增强体而异的,与基体和增强体有明显差别的新相—界面相。
玻璃纤维主要生产方法有玻璃球法,主要生产工艺有制球,拉丝和纺织两部分;直接熔融法是连续玻璃纤维生产的一种新型工艺,是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。
池窑拉丝与坩埚拉丝相比较,具有如下优点:1、省去制球工艺,简化工艺流程,效率高;2、池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板,熔量大,生产能力高;3、易实现自动化;4、适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维;5、生产的废纱便于回炉。
纤维的老化:玻璃纤维存放一段时间后,会出现强度下降的现象,称为纤维的老化。
玻璃纤维的表面处理方法有前处理,后处理和迁移法三种。
碳纤维:有机纤维在惰性气氛中经高温碳化而成的纤维状化合物。
炭化过程是在高纯氮气中缓慢升温(1000到1500摄氏度),使纤维进行热分解,逐渐形成近似石墨的片层结构,使大部分非碳原子以分解物的形式被排除,所获得的碳纤维含量在百分之90以上。
聚合物基复合材料:聚合物基复合材料是由一种或多种微米级或纳米级的增强材料,分散于聚合物基体中,并通过适当的制造工艺工程制备的复合材料。
环氧树脂:是一种分子中还有两个或两个以上活性氧基团的低聚物。
改善聚合物基复合材料界面的原则:1 改善树脂基体对增强体的浸润程度;2 适度的界面黏结 3 减少复合材料成型中形成的残余应力4 调节界面内应力,减缓应力集中。
为什么要对聚合物基复合材料进行纤维增强及主要途径。
(1) 为了充分发挥纤维的承载能力,减少纤维和基体性质差异,以及成型时温度效应对纤维-基体界面的影响,需要对界面进行改性处理。
(2)纤维界面偶联剂改性,在纤维上涂覆界面层,增强体表面改性,挤压成型主要步骤:纤维输送,纤维浸渍,成型与固化,夹持,拉拔和切割。
*强度概念:材料在外力作用下对变形与断裂的抵抗能力。
主要指标:屈服强度R el:材料发生微量塑性变形时的应力值。
条件屈服强度R P0.2:残余变形量为0.2%时的应力值。
抗拉强度R m:材料断裂前所承受的最大应力值。
*塑性概念:材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力主要指标:伸长率 A、断面收缩率Z②用断面收缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。
② > 时,无颈缩,为脆性材料表征;< 时,有颈缩,为塑性材料表征。
*韧性材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力。
指标为:冲击韧度ak,冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能。
冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向,是反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,可通过冲击实验测得。
*疲劳概念:材料在交变应力作用经长时间工作而发生断裂的现象。
指标:材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限,用表示。
通过改善材料形状结构、减少表面缺陷、提高表面光洁度、表面强化等方法可提高材料疲劳极限。
*硬度:材料抵抗表面局部塑性变形的能力。
布氏硬度的优点:测量误差小,数据稳定。
缺点:压痕大,不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火钢、正火钢、调质钢、铸铁、有色金属的硬度(硬度少于450HB)。
压头为钢球时,布氏硬度用符号HBS表示,适用于布氏硬度值在450以下的材料。
压头为硬质合金球时,用符号HBW表示,适用于布氏硬度在650以下的材料。
符号HBS或HBW前的数字表示硬度值,之后的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。
如 120HBS10/1000/30表示直径为 10mm 的钢球在1000kgf(9.807kN)载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
根据压头类型和主载荷不同,分为九个标尺,常用的标尺为A、B、C。
HRA 用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
复合材料:复合材料是有两种异质,异性,异性的材料复合而成的新型材料。
复合材料界面的定义: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,结构随基体和增强体而异的,与基体和增强体有明显差别的新相—界面
相。
玻璃纤维主要生产方法有玻璃球法,主要生产工艺有制球,拉丝和纺织两部分;直接熔融法是连续玻璃纤维生产的一种新型工艺,是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。
池窑拉丝与坩埚拉丝相比较,具有如下优点:
1、省去制球工艺,简化工艺流程,效率高;
2、池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板,熔量大,生产能
力高;
3、易实现自动化;
4、适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维;
5、生产的废纱便于回炉。
纤维的老化:玻璃纤维存放一段时间后,会出现强度下降的现象,称为纤维的老化。
玻璃纤维的表面处理方法有前处理,后处理和迁移法三种。
碳纤维:有机纤维在惰性气氛中经高温碳化而成的纤维状化合物。
炭化过程是在高纯氮气中缓慢升温(1000到1500摄氏度),使纤维进行热分解,逐渐形成近似石墨的片层结构,使大部分非碳原子以分解物的形式被排除,所获得的碳纤维含量在百分之90以上。
聚合物基复合材料:聚合物基复合材料是由一种或多种微米级或纳米级的增强材料,分散于聚合物基体中,并通过适当的制造工艺工程制备的复合材料。
环氧树脂:是一种分子中还有两个或两个以上活性氧基团的低聚物。
改善聚合物基复合材料界面的原则:1 改善树脂基体对增强体的浸润程度;2 适度的界面黏结 3 减少复合材料成型中形成的残余应力4 调节界面内应力,减缓应力集中。
为什么要对聚合物基复合材料进行纤维增强及主要途径。
(1) 为了充分发挥纤维的承载能力,减少纤维和基体性质差异,以及成型时温度效应对纤维-基体界面的影响,需要对界面进行改性处理。
(2)纤维界面偶联剂改性,在纤维上涂覆界面层,增强体表面改性,
挤压成型主要步骤:纤维输送,纤维浸渍,成型与固化,夹持,拉拔和切割。
该工艺具有设备造价低,生产效率高,可连续生产任意长度的各种异型制品,原料利用率高的优点,但是制品方向性强,剪切强度低。
RTM(树脂传递模型)工艺与其他工艺相比,具有以下特点
(1)所需操作空间小,原材料利用率高:
(2)制品表面光洁度好,尺寸精确,孔隙率低;
(3)可使用多种形式的增强材料,如不定向材料,纤维和编织物,纤维含量可达百分之50到60,特别适合厚度较大的三位织物增强的聚合物基复合材料。
(4)制品设计自由度较大,可采用计算机辅助设计,大大缩短制造周期。
(5)成型过程杂密闭条件下进行,可减少有害挥发物质的排放。
制造金属基复合材料过程中应注意哪些关键技术和主要措施是什么?
(1)加工温度高,在高温下易发生不利的化学反应; 解决的方法是:①尽量缩短高温加工时间,使增强材料与基体界面反应时间降低至最低程度;②通过提高工作压力使增强材料与基体浸润速度加快
③采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。
(2)增强材料与基体浸润性差; 解决的方法是:
①加入合金元素,优化基体组分,改善基体对增强材料的浸润性,常用的合金元素有:钛、锆,铌、铈等;
②对增强材料进行表面处理,涂敷一层可抑制界面反应的涂层,可有效改善其浸润性,表面涂层涂覆方法较多,如化学气相沉积,物理气相沉积,溶胶-凝胶和电镀或化学镀等。
(3)增强材料在基体中的分布解决的方法是:
①对增强体进行适当的表面处理,使其浸渍基体速度加快;
②加入适当的合金元素改善基体的分散性;
③施加适当的压力,使其分散性增大。
④施加外场(磁场,超声场等)
热压扩散结合法定义及其简要工艺流程?
热压扩散结合法是一种在加压状态下,通过固态焊接工艺,使同类或不同类的金属基体在高温条件相互扩山黏结在一起的方法。
扩散粘接过程可分为三个阶段:
①粘接表面之间的最初接触,由于加热和加压使表面发生变形、移动、表面膜(通常是氧化膜)破坏。
②随着时间的进行发生界面扩散和体扩散,使接触面粘接;
③由于热扩散结合界面最终消失,粘接过程完成。
粉末冶金法制备金属基复合基复合材料的固化技术有如下几种?
1 热压
2 热等静压与准等静压
3 粉末热挤压及喷雾沉积
4 烧结和反应烧结
5 机械合金化和反应球磨
6 注模成型
7 粉末布轧制法(详见课本P102)
残余应力场增韧定义及主要机理?
陶瓷材料可以通过引入残余压应力达到强韧化的目的。
控制含弥散四方ZrO2 颗粒的陶瓷在表层发生t→m 相变,引起表面体积膨胀而获得表面残余压应力。
由于陶瓷断裂往往起始于表面裂纹,表面残余压应力有利于阻止表面裂纹的扩展,从而起到了增强增韧的作用。
当晶粒直径在dc<d<dm之间时,虽然冷却到室温已发生了t→m相变,但由于其粒径较小,积累膨胀较小,所以不能诱发显微裂纹。
但在这部分m相周围存在着残余应力,当裂纹扩展入残余应力区时,残余应力释放,同时有闭合阻碍裂纹扩展的作用,从而产生残余应力韧化作用。
ZrO2相变增韧:
ZrO2相变增韧陶瓷是一种有发展前途的新型结构陶瓷,它主要是利用相变特性来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具有优良的力学性能、低的热导率和良好的抗热性。
这是复合材料和复合陶瓷中重要的增韧方式之一。
微裂纹增韧:
部分稳定ZrO2 陶瓷在烧结冷却过程中,存在较粗四方相向单斜相的转变,引起体积膨胀,在基体中产生弥散分布的裂纹或者主裂纹,扩展过程中在其尖端过程区内形成的应力诱发相变导致的微裂纹,这些尺寸很小的微裂纹在主裂纹尖端扩展过程中会导致主裂纹分叉或改变方向,增加了主裂纹扩展过程中的有效表面能,此外裂纹尖端应力集中区内微裂纹本身的扩展也起着分散主裂纹尖端能量的作用,从而抑制了主裂纹的快速扩展,提高了材料的韧性,
这种机制称作微裂纹增韧。
先驱体转化法原理和特点:
1先驱体转化法制备陶瓷基复合材料是新近发展的新工艺和新技术。
其基本原理是:合成先驱体聚合物,接着将纤维预制浸渍,然后在一定温度下热解转化为无机陶瓷。
2 (1)、有机先驱体聚合物具有可设计性,能够对先驱体聚合物的组成、结构进行优化和设计,从而实现对陶瓷基复合材料的可设计性。
(2)、可对复合材料的增强体和基本实现理想的复合。
(3)、良好的工艺.
(4)、烧结温度低。
(详见P152)。
仿生结构陶瓷基复合材料设计思路与制备工艺。
仿照天然生物材料的结构特征,利用不同结构单元之间的相互作用和相互耦合,达到优势互补、提高材料的断裂韧性和抗破坏能力,从而提高材料的使用性能。
高韧性陶瓷材料的仿生结构设计思路有以下:
1、简单组成、复杂结构;
2、引入弱界面层,使得裂纹在弱界面层中反复偏折,消耗大量的断裂能;
3、非均匀设计、精细结构。
碳/碳复合材料制造工艺:
碳/碳复合材料特点:
(1)、整个系统由碳元素构成,由于碳原子彼此之间有极强的亲和力,使碳/碳复合材料无论在低温或高温下,都有很好的稳定性。
(2)、密度小,仅为镍基高温合金的1/4,陶瓷材料的1/2。
(3)、抗腐蚀性良好,烧蚀均匀。
(4)、耐摩擦、磨损性能优异,其摩擦系数小,性能稳定。
(5)、良好的生物相容性。
石墨化:利用热活化将热力学不稳定的炭原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化。
碳/碳复合材料的氧化:
碳/碳在空气中使用时,极易发生氧化反应O2+ C2=2CO。
Walker等人将碳/碳的氧化分为3个区 在温度较低的I区 氧化速度控制环节是氧与碳表面活性源发生的化学反应 在温
度较高的Ⅱ区 氧化速度控制环节是氧通过碳材料的扩散 在温度更高的Ⅲ区 氧化速度控制环节是氧通过碳材料表面边界层的扩。