复合材料重点
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第一章总论尖端科学技术对材料要求:减轻重量、提高强度、降低成本玻璃钢(GFRP)玻璃纤维增强树脂基复合材料基体材料:UP(不饱和聚酯)、EP(环氧树脂)、PF(酚醛树脂)主要缺点:模量小,温度低复合材料定义: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目的:通过复合产生单一材料所不具有的新性能CM组成:基体(连续相);界面相;增强材料(分散相)纤维、颗粒状、片状命名原则:增强材料+基体材料+复合材料分类按性能高低,通用、先进按增强材料形态,连续纤维、短纤维、粒状或碎片状、编织材料作用,结构(作为承力结构,主要使用其力学性能的复合材料)功能(除力学性能外还提供其它物理性能的复合材料)基体材料聚合物基复合材料(热固性树脂、热塑性树脂、橡胶)金属基复合材料(铝基、钛基、镁基、铁基)无机非金属基复合材料(陶瓷、玻璃、水泥)碳基复合材料CM优点1叠加效应,最佳结构设计—增强体与基体性能的叠加互补—新的独特的多种性能材料(最大特点)2 性能具有可设计性改变材料的组分、结构、工艺方法、工艺参数等调节材料的性能3 材料与构件制造的一致性——意义:减少零件数目,避免接头过多,降低应力集中;减轻质量,减少制造工序和加工量,降低成本一次成型:根据构件形状设计模具,再根据铺层设计铺设增强体,使基体材料与增强体组合、固结后获得复合材料构件的制造过程。
二次加工:构件的连接;机械切削加工及坯件的进一步塑性变形CM不足:(1)增强体和基体可供选择的范围有限;(2)工艺比较复杂,质量重复性不能完全保证;(3)成本较高PMC(聚合物基)优点(1)比强度、比模量大(纤维增强树脂基复合材料(2)耐疲劳性能好————————(基体强韧性降低裂纹扩展速度(纤维对裂纹阻隔作用,使裂纹尖端变纯或改变方向(3)减振性能好原因:1自振频率高,不容易出现因共振而快速脆断的现象;2 振动阻尼性强-非均质多相体系-纤维与基体界面-反射、吸收振动能量-振动很快衰减(4)过载安全性好纤维复合材料中,有大量独立纤维。
高一化学复合材料知识点复合材料是一种由两种或两种以上的不同物质组成的材料,其中它们各自保持其特点,并且相互作用之后呈现出更好的综合性能。
在现代工业中,复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
本文将介绍一些高一化学学习课程中涉及的关于复合材料的基本知识。
一、复合材料的分类复合材料根据其组成和结构的不同可以分为以下几种类型:1. 纤维增强复合材料:以纤维为增强体,树脂等为基体,通过层叠或编织形成的材料。
纤维增强复合材料具有高强度、高模量、轻质等优点,因此在航空航天等领域得到广泛应用。
2. 颗粒增强复合材料:以颗粒为增强体,树脂等为基体,混合后形成的材料。
颗粒增强复合材料具有良好的耐磨性、耐蚀性等特点,常用于建筑材料中。
3. 片层材料:由多个层状片材通过胶合等方式连接而成的材料。
片层材料常用于电子元器件中,可以提供较好的绝缘性能和导热性能。
二、复合材料的制备方法复合材料的制备方法多种多样,常见的有以下几种:1. 手工层压:将纤维和树脂依次叠放在模具中,利用手工操作使其完全贴合,并经过高温高压处理,最终形成复合材料。
2. 注塑成型:将树脂熔融后注入模具中,并加压使其充分填充纤维空隙,待冷却固化后取出模具即可得到复合材料。
3. 熔融法:将纤维和树脂混合后加热熔融,然后通过喷射或挤出成型的方法得到复合材料。
三、复合材料的应用领域复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在许多领域中得到了广泛应用。
1. 航空航天领域:航空器的结构件和发动机零部件中经常使用复合材料,可以减轻重量,提高飞行速度和燃油利用率。
2. 汽车制造:复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛,例如车身和发动机盖等部位常使用复合材料,可以降低车辆重量,提高燃油经济性。
3. 建筑材料:复合材料可以制成各种形状的板材,用于墙体、屋面等建筑结构中,具有良好的隔热、隔音和耐候性能。
4. 体育用品:高档的运动装备和器械,如高尔夫球杆、网球拍等常使用复合材料制作,以提高其性能和使用寿命。
初中化学知识点:复合材料1.什么是复合材料?复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的材料。
它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。
2.复合材料的组成复合材料通常由两个主要组成部分构成:基体和增强材料。
基体是主要成分,起到固化增强材料的作用。
增强材料则提供了复合材料的特殊性能。
3.基体的种类基体可以是金属、陶瓷、聚合物等。
不同的基体材料具有不同的特性。
金属基体材料通常具有高强度和刚性,适用于需要承受高压和高温的应用。
陶瓷基体材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,适用于高温和化学环境下的应用。
聚合物基体材料具有轻质和良好的绝缘性能,适用于需要轻质和绝缘的应用。
4.增强材料的种类增强材料可以是纤维、颗粒、颗粒等。
纤维增强材料是最常见的类型,如碳纤维、玻璃纤维等。
纤维增强材料具有高强度和刚性,能够增加复合材料的强度和耐用性。
颗粒增强材料可以改善复合材料的耐磨性和耐腐蚀性能。
5.复合材料的制备方法制备复合材料的方法有很多种,其中最常见的是层压法和浸渍法。
层压法是将基体和增强材料层层叠加,并通过压力和温度使其固化在一起。
浸渍法是将基体浸入增强材料的浆料中,使其吸附增强材料,并通过固化使其固定在基体上。
6.复合材料的应用复合材料具有广泛的应用领域。
在航空航天领域,复合材料被广泛应用于飞机和宇航器的结构件,以提高其强度和轻量化。
在汽车制造领域,复合材料可以用于制造车身和零部件,以提高汽车的燃油效率和碰撞安全性。
此外,复合材料还可以应用于建筑、体育用品、电子设备等领域。
7.复合材料的优点和挑战复合材料相比传统材料具有许多优点,如高强度、轻质、耐腐蚀等。
然而,复合材料的制备过程较为复杂,成本较高,并且在环境和可持续性方面面临挑战。
因此,如何平衡复合材料的性能和成本,以及如何解决其可持续性问题,是复合材料研究的重要课题。
总结:复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的材料。
它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。
复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。
复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用。
本文将重点探讨复合材料的结构特点、设计要点以及成型方法。
一、复合材料的结构特点1.1 高强度:复合材料由于是由不同材料组合而成,可以充分发挥各种材料的优点,因此具有很高的强度。
比如碳纤维复合材料的强度是钢的几倍。
1.2 轻质:由于复合材料多为聚合物基体和增强材料组成,因此具有较低的密度,重量轻,适合用于要求重量轻的场合,比如航空航天领域。
1.3 耐腐蚀性好:复合材料多数是无机非金属材料与有机高分子材料的复合,因此具有良好的耐腐蚀性,可以在恶劣环境下长期使用。
1.4 难以加工:复合材料的工艺性和加工性较差,需要采用特殊的加工技术和工艺流程。
二、复合材料的设计要点2.1 结构设计:在设计复合材料结构时,需要充分考虑材料的性能和特点,合理设计结构,提高材料的使用效率。
2.2 成型工艺设计:不同的复合材料有不同的成型工艺,需要根据具体的材料性能和工艺流程来设计成型工艺,以保证产品质量。
2.3 自动化设计:现代复合材料加工已经向着自动化方向发展,因此设计时需要考虑如何实现自动化生产。
2.4 环境友好设计:在设计复合材料产品时,需要充分考虑材料的回收性和再利用性,采用环保的材料和工艺。
三、复合材料的成型方法3.1 手工层叠成型:手工层叠成型是一种常见的复合材料成型方法,通过人工将增强纤维层叠在一起,再浸渍树脂,最后经过固化得到成品。
3.2 压模成型:在压模成型中,复合材料预先放置于模具中,然后通过压力和温度的作用,使树脂固化,最终得到成品。
3.3 真空吸塑成型:真空吸塑成型是将复合材料覆盖在模具表面,然后利用真空负压使其贴紧模具表面,并通过加热固化得到成品。
3.4 自动化制备:随着自动化技术的发展,复合材料成型也越来越多地采用自动化制备技术,如自动化层叠机、自动化压模机等。
第一章总论一.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。
★二.复合材料的命名和分类★1.按增强材料形态分类(1)连续纤维复合材料:作为分散相的纤维,每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处;(2)短纤维复合材料:短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料;(3)粒状填料复合材料:微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料;(4)编织复合材料:以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。
2. 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(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料;(4)金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料;(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。
如果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3.按基体材料分类(1)聚合物基复合材料:以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料;(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料,如铝基复合材料、钛基复合材料等;(3)无机非金属基复合材料:以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。
4.按材料作用分类(1)结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料;(2)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。
三.复合材料是由多相材料复合而成,其共同的特点是:★(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。
(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。
四.影响复合材料性能的因素很多,主要取决于①增强材料的性能、含量及分布状况,②基体材料的性能、含量,以及③增强材料和基体材料之间的界面结合情况,作为产品还与④成型工艺和结构设计有关。
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℃。
先进结构与复合材料重点专项2023指南先进结构与复合材料重点专项2023指南一、项目背景为了推动中国先进结构与复合材料领域的发展,加强该领域的科学研究和技术创新,提升我国的综合国力和产业竞争力,特开展先进结构与复合材料重点专项。
该专项旨在支持具有前瞻性和战略性的先进结构与复合材料科技项目,促进关键技术的创新和应用,加速我国在该领域的突破和领先地位的巩固。
二、专项目标1. 推动先进结构与复合材料领域核心技术的突破,提升我国在该领域的科技水平和自主创新能力;2. 支持关键技术的研发与应用,培育和壮大先进结构与复合材料产业;3. 加强与相关领域的合作与交流,推动产学研深度融合,促进经济社会可持续发展。
三、项目范围1. 先进结构材料的研究与创新;2. 复合材料的设计与制备;3. 先进结构与复合材料的性能测试与评估;4. 先进结构与复合材料的应用与转化等领域。
四、申报条件1. 申报单位应为在中国境内注册的独立法人或事业单位,具备良好的科研基础和研发实力;2. 申报项目应具备前瞻性和创新性,具有明确的研究目标和技术路线;3. 申报单位应具备相关研发条件和设备,有能力承担项目研发任务。
五、申报程序1. 申报单位需按照指定格式填写申报书,并提供相关附件材料;2. 申报书需具备科研合理性、技术可行性和经济合理性,详细说明研究内容、目标和计划;3. 申报材料需经过内审和初审后,符合条件的项目将进行立项评审。
六、资金支持1. 子课题资助金额根据具体项目的科研任务和需求确定;2. 资金支持主要用于人员费用、材料采购、设备购置、测试与评估等项目支出;3. 资金拨付按照项目进展和经费使用情况进行,实行差额拨付原则。
七、项目管理1. 项目执行期限一般为3至5年,具体根据项目研发任务的复杂程度和实施进度确定;2. 项目执行过程中需要按照规定的管理要求和流程进行,提供定期研究报告和进展汇报;3. 专项的管理机构将组织专家组进行项目评估和验收,对成果进行评价和奖励。
填空1强度材料在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基复合材料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 水泥混凝土制品在压缩强度、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、镍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 结构复合材料的基体大致可分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
15 连续纤维增强金属基复合材料一般选用纯铝或含合金元素少得单相铝合金,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1000℃以上的高温金属基复合材料的基体材料主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物,较成熟的是镍基、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常用的陶瓷基体主要包括玻璃、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,它导致相对分子质量下降,使材料的物理力学性能变坏。
《复合材料》知识清单一、什么是复合材料在现代材料科学的领域中,复合材料是一种极其重要的存在。
简单来说,复合材料就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组合在一起,形成的一种新的材料。
它与单一材料的显著区别在于,其性能并非各组成材料性能的简单加和,而是通过协同作用,产生了比单一材料更优异的综合性能。
复合材料的组成部分通常包括基体和增强体。
基体就像是一个承载和传递载荷的基础框架,而增强体则赋予材料更高的强度、刚度等特殊性能。
二、复合材料的分类1、按基体材料分类金属基复合材料:以金属为基体,如铝基、钛基等,具有良好的高温性能和导电导热性。
陶瓷基复合材料:基体为陶瓷,具备耐高温、耐磨等特性。
聚合物基复合材料:常见的有树脂基复合材料,重量轻、耐腐蚀。
2、按增强体的形态分类纤维增强复合材料:其中的纤维可以是玻璃纤维、碳纤维等,具有高强度和高模量。
颗粒增强复合材料:如碳化硅颗粒增强铝基复合材料,能提高硬度和耐磨性。
层状复合材料:由不同材料的层片交替堆叠而成。
三、复合材料的性能特点1、高强度和高刚度由于增强体的存在,复合材料往往具有比传统单一材料更高的强度和刚度。
2、良好的耐疲劳性能能够承受多次循环载荷而不易发生疲劳破坏。
3、优异的耐腐蚀性能可以在恶劣的化学环境中保持稳定。
4、可设计性强通过选择不同的基体和增强体,以及调整它们的比例和分布,可以定制出满足特定需求的性能。
四、复合材料的制备方法1、手糊成型这是一种较为简单的方法,工人将基体材料和增强材料手工铺叠在模具上,然后固化成型。
但这种方法生产效率较低,且质量较难控制。
2、喷射成型将基体材料和短切纤维同时喷射到模具上,然后固化。
3、模压成型将预浸料放入模具中,加热加压使其成型。
4、缠绕成型主要用于制造圆柱体或管状构件,将纤维或带材连续缠绕在芯模上。
5、拉挤成型适用于制造等截面的长条状构件,将纤维通过树脂浸润后,经过模具拉挤固化成型。
五、复合材料的应用领域1、航空航天领域在飞机结构中,如机翼、机身等部位大量使用复合材料,以减轻重量、提高性能。
复合材料复习重点一、复合材料的定义,命名及分类1.什么是复合材料?特点?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。
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。
2.复合材料的分类、命名和各有什么特点?高性能复合材料按基体材料的性质分为两类:金属基复合材料〔metal matrix posite,MMC〕金属基复合材料相对于传统的金属材料来说,具有较高的比强度与比刚度;而与树脂基复合材料相比,它又具有优良的导电性与耐热性;与陶瓷基材料相比,它又具有高韧性和高冲击性能。
聚合物基复合材料(polymer matrix posite,PMC)1、具有较高的比强度和比模量〔刚度〕;2、耐疲劳性能好;3、减震性能好;4、过载时平安性好;5、高温性能好;6、可设计性强、成型工艺简单。
陶瓷基复合材料〔ceramic matrix posite,CMC〕3.复合材料开展经过了几代?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〕4.复合材料界面如何定义?界面特点?复合材料的界面是指基体与增强体之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。
界面特点:i)非单分子层,其组成、构造形态、形貌十分复杂、形式多样界面区至少包括:(1)基体和增强体的局部原始接触面;(2)基体与增强体相互作用生成的反响产物,此产物与基体及增强体的接触面;(3)基体和增强体的互扩散层;(4)增强体上的外表涂层;(5)基体和增强体上的氧化物及它们的反响产物之间的接触面等。
ii)具有一定厚度的界面相〔层〕,其组成、构造、性能随厚度方向变化而变化,具有“梯度〞材料性能特征iii)界面的比外表积或界面相的体积分数很大〔尤其是纳米复合材料〕,界面效应显著:复合材料复合效应产生的根源。
5.界面强度对复合材料的影响?界面结合强度过高或过低都不利,适当的界面结合强度才能保证复合材料具有最正确的抗X强度。
一般情况下,界面结合强度越高,沿纤维方向的剪切强度越大:在交变载荷作用下,复合材料界面的松脱会导致纤维与基体之间摩擦生热加剧破坏过程:因此就改善复合材料的疲劳性能而言,界面结合强度稍强一些为好。
6.金属基复合材料的界面类型有哪些?二、基体材料及特点1.聚合物的玻璃化温度Tg怎么定义?低于或高于此温度对应什么状态?当一块玻璃冷却到熔点温度以下时,在某一温度范围内它仍是塑性的,但冷却到某个温度时,发生玻璃硬化,此温度即Tg.。
(1)玻璃态。
当温度较低时(<Tg),试样呈刚性固体状,在外力作用下只发生非常小的形变,此时分子的动能较小,整个大分子链或链段不能发生运动,分子被“冻结〞,称为玻璃态,此时只有比链段更小的构造单元如链节、侧基等能运动。
受外力作用时,只能使主链的键长和键角有微小的改变,外力除去后形变能立刻回复。
这是一种普弹性状态。
(2)高弹态。
随着温度的升高,当T>Tg时,分子的动能增加,使链段的自由旋转成为可能,此时试样的形变明显增加,在这一区域中,试样变成柔软的弹性体,称为高弹态。
高弹态时,弹性模量显著降低105Pa,外力除去后变形量可以回复,有明显的时间依赖性。
(3)黏流态。
温度高于Tf(黏流温度)后,在外力作用下极易发生分子链间的相对滑动,产生很大的不可逆形变,出现高分子的粘性流动,称为黏流态。
黏流态主要与大分子链的运动有关,分子链越长,分子间的滑动阻力越大,黏度越高,Tf也高。
2.热固性和热塑性树脂的区别?热固性树脂是指在热和化学固化剂等的作用下,能发生交联而变成不溶不熔状态的树脂。
由于成型时线型分子链间产生严重交联而形成了三维网状构造,因而具有较高的硬度和弹性模量,但弹性低,脆性大,材料不能进展塑性加工和反复使用。
热塑性聚合物是指具有线型或支链型构造的一类有机高分子化合物。
它可以反复受热软化〔或熔化)和冷却变硬。
热塑性聚合物在软化或熔化状态下能进展模塑加工,在冷却至软化点以下能保持模塑成型的形状。
3.金属基体分类〔1〕用于450℃以下的轻金属基体;〔2〕用于450-700℃的复合材料的金属基体;〔3〕用于1000℃以上的高温复合材料的金属基体。
三、增强体材料及特点1.玻璃纤维有哪些种类?玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制成,单丝直径为几微米到几十微米。
以玻璃原料的成分分类:无碱玻璃纤维(通称E玻纤)、中碱玻璃纤维、有碱玻璃〔A玻璃〕纤维、特种玻璃纤维。
2.玻璃纤维中不同碱金属含量使其耐酸、碱性有何差异?中碱玻璃纤维对酸的稳定性是较高的,但对水的稳定性是较差的;无碱玻璃纤维耐酶性较差,但耐水性较好;中碱玻璃纤维和无碱玻璃纤维,从弱碱液对玻璃纤维强度的影响看,二者的耐碱性相接近。
3.中碱、无碱玻璃纤维的耐酸性存在差异的原因?中碱纤维含Na20,K20比无碱纤维高二十多倍,受酸作用后,首先从外表上,有较多的金属氧化物侵析出来,但主要是Na20,K20的离析、溶解;另一方面酸与玻璃纤维中硅酸盐作用生成硅酸,而硅酸迅速聚合并凝成胶体,结果在玻璃外表上会形成一层极薄的氧化硅保护膜,这层膜使酸的侵析与离子交换过程迅速减缓,使强度下降也缓慢。
实践证明Na20,K20有利于这层保护膜的形成。
所以中碱纤维比无碱纤维的耐酸性好。
4.玻璃纤维的规格和性能如何定义?玻璃纤维纱可分无捻纱及有捻纱两种。
无捻纱一般用增强型浸润剂,由原纱直接并股、络纱制成。
有捻纱那么多用纺织型浸润剂,原纱经过退绕、加捻、并股、络纱而制成。
由于生产玻璃纤维纱的直径、支数及股数不同,使无捻纱和有捻纱的规格有许多种纤维支数有两种表示方法:1.重量法是用一克重原纱的长度来表示。
纤维支数=纤维长度/纤维重量例如:40支纱,就是指一克重的原纱长40m。
2.定长法是目前国际统一使用的方法,通称“TEX〞(公制称号),是指1000m长的原纱的克重量。
例如:4“TEX〞就是指1000m原纱重4g。
5.玻璃纤维的特点有哪些?玻璃纤维具有一系列优良性能,拉伸强度高,防火、防霉、防蛀、耐高温和电绝缘性能好等。
它的缺点是具有脆性,不耐腐,对人的皮肤有刺激性等。
6.提高碳纤维耐氧化性的方法?碳纤维在空气中,于200-290℃就开场发生氧化反响,当温度高于400℃,出现明显的氧化,生成CO和CO2。
高模量碳纤维的抗氧化性显著优于高强度型的。
假设用30%的H3P04处理后,可提高它的抗氧化性。
利用能被强氧化剂氧化(浓硫酸、浓硝酸、次氯酸、重铬酸),将外表碳氧化成含氧基团,从而提高碳纤维的外表黏结性能。
7.多相生长法生长碳纤维,Fe系、Ni系催化剂各产生什么效果?铁系催化剂生成直线形碳纤维;当基板上放置镍箔、镍颗粒为催化剂时,生成螺旋形VGCF。
8.可用作增强体的纤维有哪些,各种纤维的膨胀性质如何?玻璃纤维:热膨胀系数为4.8x10-6/℃碳纤维:具有各向异性,碳纤维的线膨胀系数沿纤维纵轴具有负的温度效应,即随温度的升高,碳纤维有收缩趋势,耐疲劳性能好。
碳纤维的线膨胀系数沿纤维纵轴为-0.9x10-6-0.72x10-6/;垂直纤维纵轴为22x10-6~32x10-6/。
芳纶纤维:芳纶纤维的热膨胀系数和碳纤维一样具有各向异性的特点。
纵向热膨胀系数在100℃时为-2x10-6/℃;在100-200℃时为-4x 10-6/℃。
横向热膨胀系数为59x10-6/ ℃。
碳化硅纤维:。
硼纤维:热膨胀系数4.68-5.04X10-6 / ℃。
氧化铝纤维:。
三、聚合物基复合材料1.聚合物复合材料的分类?热固性树脂基复合材料;热塑性树脂基复合材料;橡胶基复合材料。
2.聚合物复合材料中剩余应力的产生条件?对于高聚物基复合材料而言,界面剩余应力的产生,是由于树脂和产维热膨胀系数的不同所产生的热应力和固化过程树脂体积收缩产生的化学应力所致。
四、金属基复合材料1.金属基复合材料相比就其他材料的性能特点?金属基复合材料相对于传统的金属材料来说,具有较高的比强度与比刚度;而与树脂基复合材料相比,它又具有优良的导电性与耐热性;与陶瓷基材料相比,它又具有高韧性和高冲击性能。
2.金属基复合材料的分类及使用范围?1.按基体分类(1)铝基复合材料:用于450℃以下的轻金属基体;(2)镍基复合树树:用于1000℃以上的高温复合材料的金属基体;(3)钛基复合材料:用于450-700℃的复合材料的金属基体。
2. 按增强体分类(1)颗粒增强复合材料(2)层状复合材料(3)纤维增强复合材料3.金属基复合材料的制备方法有哪些?金属基复合材料的制造方法可以分为三种:(1)固态制造技术是指在制造金属基复合材料的过程中,基体处于固态制成复合材料体系的方法。
固态法包括粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、挤压和拉拔法、爆炸焊接法等(2)液态制造法是指在基体金属处于熔融状态下与增强体材料组成新的复合材料的方法。
它包括真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、热喷涂法等。
(3)新型制造技术包括原位自生成法、物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、化学镀和电沉积法、复合镀法等。
五、陶瓷基复合材料1.陶瓷基复合材料制备方法有哪些?首先将增强材料掺入未固结的(或粉末状的)基体材料中,然后使基体固结。
普遍采用的技术是料浆浸渍工艺,然后再热压烧结。
或者连续纤维编织制成预成型坯件,再进展化学气相沉积、化学气相渗透或直接氧化沉积,制成连续纤维增韧陶瓷基复合材料。
连续纤维增强陶瓷基复合材料的主要制造方法有料浆浸渍及热压烧结法、原位化学反响法、直接氧化沉积法、先驱体热解法、熔融浸溶法和反响烧结法。
晶须(短纤维)增强陶瓷基复合材料的制造方法是:先将晶须或短纤维在液体介质中经机械或超声分散,再与陶瓷基体粉末均匀混合,制成一定形状的坯件,烘干后热压或累等静压烧结。
此外,CVD、CVI、固相反响烧结、直接氧化沉积等工艺也适合于制备晶勿(短纤维)增强陶瓷基复合材料。
成型方法常采用加压渗滤法、高温致密化法、先驱饲热解法和化学气相沉积法等。
烧结方法那么采用热压烧结、反响烧结、热等静压(HIP)烧结、微波烧结。
颗粒增强陶瓷基复合材料采用传统的烧结工艺,即将不同的陶瓷材料粉体经机械混合或化学混合得到均匀的混合料,压制或注射成型后在进展常压烧结、热压烧结或热等静压烧结,得到致密的陶瓷基复合材料。