复合材料的定义、命名与分类

复合材料的种类定义复合材料是由两种或多种不同性质的基材通过粘结、覆盖和混合等方法组合而成的新型材料。

它的优点是能够充分发挥各种基材的优势，综合性能更好，应用范围更广泛。

根据基材的不同，复合材料可以分为以下几种类型：纤维复合材料、颗粒复合材料、膜复合材料和箔复合材料。

1.纤维复合材料：纤维复合材料是指由纤维作为增强材料，与基体材料结合形成的材料。

纤维可以是无机纤维，如玻璃纤维和碳纤维；也可以是有机纤维，如聚酰胺纤维和聚酯纤维等。

基体材料可以是金属、树脂、陶瓷等。

纤维复合材料具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐高温等特点，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

2.颗粒复合材料：颗粒复合材料是由颗粒作为增强材料，与基体材料结合形成的材料。

常见的颗粒有金属、陶瓷、碳纳米管等。

基体材料可以是金属、塑料、陶瓷等。

颗粒复合材料具有重量轻、强度高、导热性好等特点，被广泛应用于制造汽车零部件、电子器件等。

3.膜复合材料：膜复合材料是由薄膜作为增强材料，与基体材料结合形成的材料。

薄膜可以是无机材料，如二氧化硅膜；也可以是有机材料，如聚酯膜或聚四氟乙烯膜。

基体材料可以是金属、塑料、陶瓷等。

膜复合材料具有高强度、高韧性、耐腐蚀、耐高温、阻隔性好等特点，广泛应用于包装行业、建筑行业等。

4.箔复合材料：箔复合材料是由箔片作为增强材料，与基体材料结合形成的材料。

箔片可以是金属箔片，如铝箔、铜箔；也可以是塑料薄膜，如聚酯薄膜。

基体材料可以是金属、塑料等。

箔复合材料具有轻、薄、柔韧性好、导电性好等特点，常用于电子元器件、食品包装等领域。

总之，复合材料具有结构轻、强度高、耐腐蚀、阻燃、导热、绝缘等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子、包装等各个领域，并在未来的发展中具有广阔的应用前景。

第一章复合材料的概念分类及其发展历程复合材料是由两种或两种以上不同的成分构成的材料体系。

它以其各成分的优点相互补充、相互作用，达到材料性能的综合优良，被广泛应用于各个领域。

复合材料的分类主要依据是其增强相的特征，一般可分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层状结构复合材料。

颗粒增强复合材料是将颗粒状的增强相与基体相结合而形成的材料。

增强相可以是金属颗粒、陶瓷颗粒、碳纳米管等。

颗粒增强复合材料具有良好的抗磨损性能、高硬度等特点，常用于制造耐磨材料、陶瓷刀具等。

纤维增强复合材料是以纤维为增强相的复合材料。

纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、腈纶纤维等。

纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

层状结构复合材料是通过将两种或两种以上的不同材料叠加起来形成的复合材料。

层状结构复合材料具有多种性能，如强度、刚度、导热性、耐磨性等，常用于制造电路板、涂层等。

复合材料的发展历程可以追溯到古代，但真正的发展始于20世纪。

20世纪50年代，随着塑料和树脂材料的应用，复合材料的发展进入了一个新阶段。

20世纪60年代，纤维增强塑料的出现推动了复合材料的应用。

20世纪70年代，碳纤维复合材料的出现使复合材料的强度和刚度得到了进一步提高。

20世纪90年代以后，复合材料的应用领域不断扩大，涉及到各个行业。

复合材料的发展主要受到科学技术的推动。

随着纳米技术、材料科学等领域的不断发展，复合材料的性能和应用范围将会有更大的突破。

预计未来的复合材料将更加轻量化、高强度、高性能，可以满足更多领域的需求。

综上所述，复合材料是由两种或两种以上不同的成分构成的材料体系，根据增强相的特征可分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层状结构复合材料。

复合材料的发展历程起源于古代，但真正的发展始于20世纪，受到科学技术的不断推动。

未来的复合材料将更加轻量化、高强度、高性能，满足更多领域的需求。

克服“热障”
不锈钢：米格—25战斗机 钛合金：SR—71高空侦察机 复合材料：航天飞机、不重复使用的卫星 返回舱表面
降低飞机结构质量
为了减轻飞机结构 质量，20世纪七八 十年代，有时宁可 提高成本，并牺牲 某些技术保障性 （如检测性和修复 性）也要采用复合 材料结构。
X-29
降低飞机结构质量
现在的干线客机、小型公务机和运动飞机上大量 使用复合材料，有的复合材料用量占结构质量的 70%—80%
金属基复合物： 比强度、比模量大，高温下仍具有 很好的强度 较好的耐高温性、韧性、导热性
性能和应用
性能和应用
陶瓷基复合物： 耐高温、磨损腐蚀，抗氧化，硬度大 同时具有较好的韧性
复合材料的发展历程
20世纪40年代，因航空工 业的需要，发展了玻璃纤维 增强材料（俗称玻璃钢）， 从此出现了复合材料这一名 称。复合材料的早期发展是 伴随着航空航天工业的发展 而快速发展成为一种和铝合 金、钛合金、钢并驾齐驱的 飞机结构材料。并且以其明 显独特的优势在其他领域得 到广泛应用。
基体材料： 金属及金属合金、聚合物、陶瓷材料等
分类
按增强材料分： 碳纤维复合材料 玻璃纤维复合材料 硼纤维复合材料 有机纤维复合材料 混合纤维复合材料
分类
按基体材料分： 金属基复合材料 聚合物基复合材料 无机非金属基复合材料
性能和应用
聚合物基复合物： 比强度、比模量大 耐疲劳性能好 减震性好 性能可设计性 良好的加工工艺性
复合材料
复合材料
复合材的定义及组成分类
复合材料的性能和应用
复合材料发展历程
复合材料
定义：将两种或两种以上的不同材料，用 适
当的方法复合而成的一种新材料，其性能比单一 材料性能优越。

复合材料定义•广义定义：复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。

一般由基体组元与增强体或功能组元所组成。

复合材料（CompositeMaterials），以下简称CM。

•狭义定义：•（通常研究的内容）用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。

•基体相是一种连续相材料，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用；•增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。

复合材料既能保持原组成材料的重要特色，又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。

CM与化合材料、混合材料的区别：•:• 多相体系和复合效果是复合材料区别于传统的“混合材料”和“化合材料” 的两大特征。

・•• 举例：砂子与石子混合，合金或高分子聚合物•复合效应大致上可归结为两种类型：混合效应和协同效应•混合效应也称作平均效应，是组分材料性能取长补短共同作用的结果.它是组分材料性能比较稳定的总体反映.对局部的扰动反应并不敏感。

在复合材料力学中，它与刚度问题密切相关，表现为各种形式的混合律，而且已形成比较成熟的理论体系，薄弱环节、界面、工艺因素通常对混合效应没有明显的作用。

•协同效应反映的是组分材料的各种原位特性（in situ properties）o所谓的原位特性意味着各相组分材料在复合材料中表现出来的性能并不只是其单独存在时的性能，单独存在时的性能不能表征其复合后材料的性能。

协同效应变化万千，反应往往比混合效应剧烈，是复合材料的本质特征。

按基体类型分类：非金属复合材料：树脂基复合材料（玻璃钢），橡胶基复合材料（轮胎），陶瓷基复合材料（钢筋混凝土、纤维增强陶瓷）。

金属基复合材料：（纤维增强金属）淤按增强材料分类：纤维增强复合材料：纤维增强橡胶（轮胎）、纤维增强塑料（玻璃钢、碳纤维增强塑料）、纤维增强陶瓷、纤维增强金属（碳纤维/铝锡合金）等。

颗粒增强复合材料：陶瓷颗粒----金属基（硬质合金），金属颗粒----塑料基等。