复合材料
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什么是复合材料初中化学复合材料是指由两种或两种以上不同的材料组合而成的新型材料,其性能比单一材料更加优异。
以下是有关复合材料的初中化学知识,分为以下几个部分:1. 复合材料的定义复合材料是由两种或更多种不同的材料以一定方式组合而成的一种新型材料。
它们的性质比单一材料更加优异,如强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等等。
广泛应用于航空、汽车、建筑、电子等领域。
2. 复合材料的种类常见的复合材料包括:碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷复合材料、金属基复合材料、聚合物基复合材料等。
3. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂组成的。
碳纤维具有非常优秀的强度和刚度,在航空、汽车、体育器材等领域得到广泛应用。
但碳纤维本身脆性很大,易断裂,所以需要和树脂进行复合,提高其韧性。
4. 玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料由玻璃纤维和树脂组成,通常呈白色。
玻璃纤维具有极佳的拉伸强度和耐腐蚀性,广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。
但玻璃纤维本身脆性很大,需要和树脂进行复合,提高其韧性。
5. 陶瓷复合材料陶瓷复合材料由陶瓷颗粒和金属树脂等组成。
由于陶瓷具有优良的耐磨性、耐热性、抗氧化和硬度等特点,所以广泛应用于高温、高压、高速和腐蚀性强的环境中。
6. 金属基复合材料金属基复合材料通常由金属和非金属材料组成,如铜基复合材料、钛基复合材料等。
金属复合材料具有极高的强度、刚度和抗疲劳性,被广泛应用于汽车、航空、航天等领域。
7. 聚合物基复合材料聚合物基复合材料是由聚合物和玻璃纤维、碳纤维等增强材料组成的。
它具有优异的韧性、强度和耐腐蚀性,广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。
以上就是有关复合材料的初中化学知识。
通过学习,我们可以了解到不同种类的复合材料及其优点,这将有助于我们在未来的工作中选择适当的材料来满足需求。
复合材料的定义复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,其性能优于单一材料。
复合材料通常由增强材料和基体材料组成,增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等,而基体材料则通常是树脂、金属、陶瓷等。
复合材料的定义并不局限于特定的材料组合方式,而是强调了不同材料组合后所呈现出的卓越性能。
复合材料的优势在于其综合性能的提升。
通过合理地组合不同的材料,复合材料可以充分发挥各种材料的优点,弥补各种材料的缺点,从而达到性能的整体提升。
例如,玻璃纤维增强树脂复合材料具有较高的强度和刚度,而同时又具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能,因此在航空航天、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
另外,复合材料的设计灵活性也是其优势之一。
通过调整不同材料的比例和布局,可以获得不同性能的复合材料,从而满足不同工程领域的需求。
同时,复合材料还可以通过改变增强材料的类型和形状,以及基体材料的种类和性能,来实现对复合材料性能的调控和优化。
复合材料的定义还强调了其在工程领域中的重要性。
复合材料具有优异的力学性能、热学性能、电学性能等,因此在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域得到了广泛的应用。
与传统材料相比,复合材料具有更高的强度、更低的密度、更好的耐腐蚀性能,因此可以大幅度减轻结构重量、延长使用寿命、提高工程效率。
在未来,随着科学技术的不断进步,复合材料的应用领域将会不断扩大,其在航空航天、汽车、能源、环保等领域的应用将会更加广泛。
同时,复合材料的设计与制造技术也将会不断提升,为复合材料的性能提升和成本降低提供更为可靠的技术支持。
总之,复合材料的定义是指由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,其性能优于单一材料。
复合材料具有优异的综合性能、设计灵活性和重要的工程应用价值,是当今工程材料领域中的重要组成部分。
随着科学技术的不断进步,复合材料的应用前景将会更加广阔,其在各个领域中的应用将会更加深入。
复合材料名词解释复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有合成材料和传统材料的特点和优势。
复合材料的优点主要包括轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等。
复合材料由两种或以上的材料组成,其中一种称为基体(matrix),另一种或其他几种材料则是增强体(reinforcement)或填充物。
基体材料的主要作用是提供整体结构的支撑和连续性,而增强体则起到增加复合材料强度和刚性的作用。
常用的基体材料有塑料、树脂、金属等,而增强体则包括纤维、颗粒、薄膜等。
复合材料的制备过程主要包括预制部分、成型部分和固化部分。
在预制部分,根据所需材料和形状,将基体材料和增强材料等按一定比例混合、搅拌、形成复合材料的原料。
在成型部分,将预制的原料放入模具中,常见的成型方式包括压力成型、注塑成型、挤出成型等。
在固化部分,通过热固化或化学反应等方式使复合材料成型,得到最终的复合材料制品。
复合材料具有许多优点。
首先,由于增强体的加入,复合材料具有很高的强度和刚性,远远超过单一材料的强度。
其次,复合材料的密度相对较低,可以做到轻质化,便于携带和使用。
再次,复合材料的导热性能好,具有较高的绝缘性能,可以用于电子、电气和航空航天等领域。
此外,复合材料的耐腐蚀性能好、耐磨损性能好,可以提高材料使用寿命。
最后,由于复合材料可以灵活设计,成型性好,可以根据需要制作出各种形状和尺寸的制品。
复合材料在许多领域有着广泛应用。
在航天航空领域,复合材料被用于飞机、火箭、导弹的制造,可以减轻重量、提高载荷能力和提高耐用性。
在汽车工业中,复合材料被用于汽车车身和零部件的制造,可以减轻整车重量,提高燃油经济性和安全性能。
在建筑领域,复合材料被用于建筑结构、钢材替代、建筑保温材料等,可以提高建筑品质和节能效果。
在体育用品领域,复合材料被用于制作高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等,可以提高运动器材的性能。
总之,复合材料是一种由两种或两种以上材料组合而成的材料,具有轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等优点。
复合材料的定义以及分类 1. 嘿,朋友!你知道复合材料是啥不?复合材料啊,就像是一个超级团队。它是由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的新材料呢。比如说吧,钢筋混凝土就是一种复合材料。混凝土就像软软的蛋糕,很容易就碎了或者变形,但是加上钢筋这个“硬汉”,就变得超级结实,可以用来盖大楼啦,厉害吧! 2. 复合材料呀,这可是个很有趣的东西呢。它的分类可不少。有一种叫纤维增强复合材料。想象一下,就像把好多超级强壮的小纤维战士放进一个材料里,让这个材料变得无敌。像碳纤维增强塑料,碳纤维就像是一群小超人,被放在塑料这个“城市”里,这个复合材料就变得又轻又结实,飞机翅膀很多就用这种材料,是不是很酷? 3. 我再给你讲讲颗粒增强复合材料吧。这就好比是在一碗粥里加了好多坚果粒。那些颗粒就像坚果一样,给整个材料增加了力量。比如说金属陶瓷,陶瓷就像粥,金属颗粒就像坚果,它们合在一起,既有陶瓷的耐高温,又有金属的韧性,用来做刀具可好用了呢,哎呀,真的是很奇妙的组合呀! 4. 还有层合复合材料哦。这就像做三明治一样,一层一层的。不同的材料就像三明治里的面包、火腿、蔬菜。比如说胶合板,一层一层的薄木板粘在一起,就变成了很结实的胶合板,可以用来做家具,你家的桌子说不定就是用这种复合材料做的呢,多神奇呀! 5. 复合材料的世界真的很有趣呢。夹层结构复合材料也很独特。你可以把它想象成一个有夹心的饼干。外面两层是一种材料,中间夹着另外一种材料。像一些航空航天用的结构件就是这样的复合材料。外层保护着里面的“小心肝”,就像饼干的外皮保护着美味的夹心一样,是不是很有趣的想法? 6. 混杂复合材料也是复合材料家族的一员呢。这就像把来自不同地方、有着不同本事的小伙伴聚在一起。比如说,既有玻璃纤维又有碳纤维的复合材料。玻璃纤维像温柔的小助手,碳纤维像大力士,它们在一起就能发挥出各种不同的作用,在汽车制造上就会用到,哇,感觉像魔法一样呢! 7. 你看,复合材料的定义虽然简单,但是它的种类却这么多。那天然复合材料你听说过吗?就像我们的骨头,骨头可不是单一的材料哦,它是由有机物和无机物组成的,就像一个小小的自然创造的复合材料工厂。这就告诉我们,大自然也是个很厉害的工程师呢,是不是很令人惊叹? 8. 再来看看聚合物基复合材料吧。这个呀,就像是给聚合物这个“小姑娘”穿上了一层又一层的漂亮衣服。那些添加进去的材料就像衣服一样,改变了聚合物原本的性能。像玻璃钢,就是玻璃纤维给聚合物穿上了“结实的衣服”,被广泛应用在很多地方,从船只到游乐设施,真是无处不在呢,真的是很有用的东西呀! 9. 金属基复合材料也不容小觑哦。这就好比是一群金属士兵里混进了几个特殊的战士。这些特殊战士就是其他材料,它们让整个金属队伍变得更强大。比如说铝基复合材料,在铝这个“大部队”里加入一些陶瓷或者碳纤维之类的,这个金属就变得更耐热、更坚硬了,在航空发动机的部件制造上可少不了它,厉害得很呢! 10. 在我看来,复合材料就像是一个充满无限可能的魔法盒。不同的材料组合在一起就能创造出各种各样神奇的新材料。它的定义简单明了,就是多种材料组合成新的材料,而分类又如此多样。每一种复合材料都像是一个独特的小宇宙,有着自己独特的功能和应用。不管是在建筑、航空航天还是我们日常生活中,复合材料都发挥着不可替代的作用,真的是超级棒的材料呀!
复合材料的分类复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,具有明显的界面分界面和相互作用的材料。
根据其成分和结构的不同,复合材料可以分为多种类型,主要包括有机基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。
有机基复合材料是以有机高分子材料为基体,通过填料或增强材料的加入,形成了具有特定性能的材料。
根据增强材料的不同,有机基复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层叠复合材料。
颗粒增强复合材料是将颗粒状的增强材料分散在有机基体中,通过填充效应来增强材料的性能。
这种复合材料具有成本低、易加工、耐磨等特点,常用于制造轻型结构件和耐磨零部件。
纤维增强复合材料是将纤维状的增强材料与有机基体结合,通过纤维的高强度和刚度来增强材料的性能。
这种复合材料具有高强度、高模量、轻质等特点,常用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
层叠复合材料是将不同方向排列的纤维增强复合材料通过叠层、预应力等方式结合在一起,形成具有各向异性的复合材料。
这种复合材料具有优异的力学性能和设计自由度,常用于航空航天、船舶、建筑等领域。
金属基复合材料是以金属为基体,通过添加非金属增强材料或金属增强材料,形成了具有特定性能的材料。
根据增强材料的不同,金属基复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和夹层复合材料。
颗粒增强复合材料是将颗粒状的非金属增强材料分散在金属基体中,通过填充效应来增强材料的性能。
这种复合材料具有高温强度、耐磨性、耐蚀性等特点,常用于航空发动机、汽车发动机、石油化工等领域。
纤维增强复合材料是将纤维状的非金属或金属增强材料与金属基体结合,通过纤维的高强度和刚度来增强材料的性能。
这种复合材料具有高强度、高模量、热膨胀系数低等特点,常用于航空航天、汽车、船舶等领域。
夹层复合材料是将金属基复合材料与非金属基复合材料通过夹层结构相互叠加在一起,形成具有特定性能的复合材料。
这种复合材料具有优异的抗冲击性能、防弹性能、防爆性能等特点,常用于军工、安防、航空航天等领域。
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。
复合材料基本概念
复合材料是由两种或两种以上的成分组成的材料。
它们的成分可以是不同的材料,如金属和非金属,或者是相同的材料,但其结构或形式不同,如纤维增强树脂。
复合材料的基本概念包括以下几点:
1. 基体材料:复合材料中占主导地位的成分,决定了材料的整体性能。
例如,金属基质、陶瓷基质或聚合物基质等。
2. 增强材料:用来增加复合材料强度和刚度的成分。
常见的增强材料包括纤维、颗粒、片材等。
增强材料可以是连续的(如纤维增强材料)或离散的(如颗粒增强材料)。
3. 界面:基体材料和增强材料之间的接触面或过渡层。
界面的质量和结构对于复合材料的性能起着重要的影响。
4. 成份比例:复合材料中各成分的比例会直接影响到材料的性能。
调整增强材料和基体材料的比例可以改变复合材料的硬度、强度、刚度等性能。
5. 加工方法:复合材料的加工方法与成分有关,例如纤维增强材料可以通过布层和浸渍进行成型,而颗粒增强材料可以通过混合、压制等方法进行加工。
复合材料的基本概念可以帮助我们理解和设计复合材料的性能和制备方法。
复合材料在航空航天、汽车、建筑、电子等领域具有广泛的应用。
复合材料的原理
复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,以达到优化特定性能的目的。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 分散增强原理:通过将纤维、颗粒或片材等增强材料分散在基体材料中,使增强材料能够有效地分担载荷并提高强度和刚度。
增强材料的分散能够有效地抵抗裂纹扩展,提高材料的断裂韧性。
2. 耦合增强原理:当不同材料的力学性能和热胀系数等性质相近时,通过耦合增强的原理,可以使各种组分之间紧密结合,共同发挥作用。
这种耦合增强既提高了材料的强度和刚度,又提高了材料的耐热性和耐磨性等性能。
3. 界面改性原理:在复合材料的界面处,通过改性处理,能够提高不同材料之间的结合强度和界面性能。
界面改性既可以通过化学方法,如表面处理、涂覆等手段实现,也可以通过物理方法,如填充剂、粘接剂等手段实现。
4. 各向异性设计原理:复合材料的各向异性是指在不同方向上具有不同的力学性能。
通过设计合适的纤维布局、层序和材料配比等参数,可以实现复合材料在不同方向上的性能优化,使其在特定方向上具有较高的强度和刚度,从而提高材料的应用性能。
通过以上原理的综合应用,复合材料可以具有较高的强度、刚
度、韧性、耐热性和耐腐蚀性等优良性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
作 业(第一章) 一 概念 比强度:材料的抗拉强度与材料的密度之比称为比强度 比模量:材料的弹性模量与材料的密度之比称为比模量 刚度(性):刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。 二 试从使用温度、性能和生产成本方面比较树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。 (1)使用温度: 树脂基复合材料:60~250 ℃; 金属基复合材料:400~600℃; 陶瓷基复合材料:1000~1500℃ (2)硬度: 陶瓷基>金属基>树脂基(取决基体) (3)耐自然老化性能: 陶瓷基>金属基>树脂基 (取决于基体材料性能和与增强材料的界面粘接) 三 何谓复合材料?如何命名(试举例说明)? 根据增强材料与基体材料的名称来命名。将增强材料的名称放在前面,基体材料的名称放在后面。 四 复合材料的共同特点是什么? (1)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。 玻璃/环氧树脂复合材料具有钢的强度,又具有塑料的介电性能和耐腐蚀性能 (2)可按对材料的性能要求进行材料的设计和制造。 针对某种介质耐腐蚀性能的设计 (3)可制成所需的任意形状的产品,可避免多次加工工序。 可避免金属产品的铸模、切削、磨光等工序 五 按增强纤维成分分类复合材料可分为哪几种? (1)玻璃纤维复合材料 (2)碳纤维复合材料 (3)有机纤维(芳香族聚酰亚胺树脂、芳香族聚脂纤维、高强度聚烯烃 纤维)复合材料 (4)金属纤维(如钨丝,不锈钢丝)复合材料 (5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维)复合材料 作 业(第二章) 一 概念: 蠕变:材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。 塑性变形:材料的塑性变形是微观结构的相邻部分产生永久性位移,并不引起材料破裂的现象。 水泥:凡细磨成粉末状,加入适量水成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料的通称。 水玻璃:水玻璃为硅酸钠溶液状态,南方多称水玻璃,北方多称泡花碱。 反玻璃化:许多无机玻璃可以通过适当的热处理使其由非晶态转变为晶态,这一过程称为反玻璃化(加入成核剂,如TiO2)。具有热膨胀系数小,力学性能好和导热系数大等特点。 二 金属基复合材料基体选择的原则是什么? (1)金属基复合材料的使用要求 (2)金属基复合材料的组成特点 (3)基体金属与增强物的相容性 三 功能用金属基复合材料的增强物和基体可有哪些选择?
四 无机胶凝材料主要包括哪几种? 无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土(MgO)和水玻璃等。 五 聚合物基复合材料中常用的聚合物基体有哪几种?聚合物基体的作用是什么?
聚合物基体的作用 三种作用: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。基体的力学性能明显影响纤维的工作方式和效率。 作 业(第三章) 一 概念 : 捻度:单位长度内纤维与纤维之间所加的转数,以捻/米为单位。 焙烧:对矿物等施以灼热,以驱除其中的挥发性组分即把物料(如矿石)加热而不使熔化,以改变其化学组成或物理性质。 晶 须:晶须是指在人工控制条件下以单晶形式生长成的一种纤维,其直径非常小(微米数量级),不含有通常材料中存在的缺陷(晶界、位错、空穴等),其原子排列高度有序,因而其强度接近于完整晶体的理论值。 二 玻璃纤维的性能特点? (1)玻璃纤维的弹性与塑性 (2)导热性 (3)耐热性(取决于化学成分) 三 有哪几种特种玻璃纤维? (1)高强度玻璃纤维(镁铝硅酸盐和硼硅酸盐两种) (2)高模量玻璃纤维(SiO2、CaO、MgO、BeO、ZrO2、TiO2、Li2O、Fe2O3以一定比例组成。) (3)耐高温玻璃纤维(石英纤维;高硅氧玻璃纤维;铝硅酸盐玻璃纤维) (4)空心玻璃纤维(铝硼硅酸盐)空心玻璃纤维质轻、刚性好、电性能好、导热系数低,但脆性大。 四 碳纤维的性能特点? 1)力学性能 断裂伸长小,不发生屈服。轴向分子间的结合力比石墨大,抗张强度(即抗拉强度) 和模量都明显高于石墨,径向分子间作用力弱,抗压性能较差,轴向抗压强度仅为抗张强度的10~30%。 2)物理性能 比重1.5~2.5; 热膨胀系数具有各向异性,平行纤维方向是负值,垂直纤维方向是正值; 导热率有方向性,平行于纤维轴方向是0.04卡/秒·厘米·度,垂直于纤维轴方向为0.002卡/秒·厘米·度。导热率随温度升高而下降。 碳纤维的比电阻与纤维的类型有关。 (3)化学性能 除能被强氧化剂氧化外,对一般酸碱是惰性的。 在不接触空气或氧化气氛时,具有突出的耐热性,在高于1500 ℃强度才开始下降。 良好的耐低温性能 如在液氮温度下也不脆化,还耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等。 五 叙述芳纶纤维的性能特点? (1)力学性能 纵向强度高,横向强度低,压缩及剪切性能差。单丝拉伸强度达3773MPa,254mm长的纤维束拉伸强度为2744MPa,大约为铝的5倍。冲击性能好:约为石墨的6倍,为玻璃纤维的0.8倍。弹性模量高:比玻璃纤维高1倍,为碳纤维的0.8倍。断裂伸长率:3%左右,接近玻璃纤维,高于其它纤维。比重:1.44~1.45,铝的一半,具有高比强度、比模量。 (2)热稳定性好良好的热稳定性,耐火而不熔,温度达487℃时不熔化,但开始碳化。高温下直至分解不发生变形。低温不发生脆化,亦不发生降解。热膨胀系数和碳纤维一样,各向异性,纵向是负值,横向是正值。 (3)化学稳定性良好的耐介质性能。对中性化学药品的抵抗能力很强,但易受各种酸碱侵蚀,尤其是强酸;耐水性也不好。 作 业(第四章) 一 概念 : 烧蚀性 自熄性:撤除火焰后,材料自行停止燃烧的能力,即在空气中点燃后能自动熄灭。 阻燃性:阻燃性也称抗火性,是材料所具有的减慢、终止或防止有焰燃烧的特性. 耐候性: 材料如涂料、建筑用塑料、橡胶制品等,应用于室外经受气候的考验,如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏,其耐受能力叫耐候性. 二 根据基体种类不同,可将玻璃钢分成哪三类? (1)玻璃纤维增强/环氧树脂是GFRP中综合性能最好的一种; (2)玻璃纤维增强/酚醛树脂耐热性最好。200℃长期使用,1000℃短期使用。 (3)玻璃纤维增强/聚脂树脂加工性能好,透光性好。 三 高强度高模量纤维增强塑料所形成的各种复合材料有何性能特点?其应用如何? 1)碳纤维增强塑料 强度、刚度、耐热性均好(12000℃ 经受10秒,不变化) ★ 用于制造火箭的壳体和人造卫星的机架、壳体。制造火箭的壳体比金属减重45%,射程由原1600Km 增加到4000Km。 ★制造宇宙飞船的部件,飞行器的外壳。表面温度达4000~6000℃,碳纤维增强酚醛塑料可胜任。 ★制造飞机发动机的零件:叶轮、定子叶片轴承等。波音747采用此材料。美国的洛克希德公司生产的飞机用该材料制造主翼、机身等,减重69%,提高飞行速度和使用寿命。 ★机械工业中:磨床的磨头和各种零件、轴承等(代替青铜和巴比特合金)。 不足之处: 碳纤维与塑料的粘接性差且各向异性,价格贵。使碳纤维氧化和晶须化来提高粘接性。 四 试画出聚合物基复合材料成型加工中的手糊成型工艺流程图(注意箭头) 五试画出聚合物基复合材料成型加工中的模压成型工艺流程图(注意箭头) 作 业(第五章) 一 常见的金属基复合材料有哪些?简要说明其性质和应用? (一) 按基体分类 (1)铝基复合材料(< 450℃) 具有良好的塑性和韧性,易加工性,价格低廉,应用最广。 (2)镍基复合材料(>1000℃) 制造高温下工作的零部件(燃气轮机叶片),因制造工艺和可靠性等问题尚未解决,还未取得满意结果。 (3)钛基复合材料(450-700℃) 钛比其它结构材料具有更高的比强度;在中温比铝合金能更好的保持其强度。 二)按增强体分类 (1)颗粒增强复合材料 增强相体积>20%,颗粒直径间距大于1μm。复合材料的强度取决于颗粒的直径、间距、体积比,但基体性能也很重要。材料的性能还对界面性能及颗粒排列的几何形状十分敏感。 (2)层状复合材料 在增强平面的各个方向上,薄片增强物对强度和模量都有增强效果,这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。 (3)纤维增强复合材料 长纤维、短纤维和晶须。 二 镍基复合材料的主要增强物是什么?它有哪些突出的优点? 高温合金大多数都是镍基的,增强物以单晶氧化铝(α-Al2O3蓝宝石)为主。 突出优点是:高弹性模量、低密度、纤维形态的高强度、高熔点、良好的高温强度和抗氧化性。 三 解释复合材料组分的相容性?解决钛基复合材料相容性的方法有哪些? (1)物理相容性 指基体应有足够的韧性和强度,从而能够将外部结构载荷均匀地传递到增强物上,而不会有明显的不连续现象。此外,由于裂纹或位错移动,在基体上产生的局部应力不应该在纤维上形成高的局部应力。基体和增强体的热膨胀系数相适应非常重要。 (2)化学相容性 (1)指纤维与基体的浸润和结合; (2)纤维与环境的化学反应; (3)纤维与基体的直接反应等。 对于高温复合材料,以下与化学相容性有关的问题十分重要: (1)两相反应的自由能; (2)化学势; (3)表面能; (4)晶界扩散系数; (5)其他的扩散效应。 解决其相容性 (1)减小反应的高速工艺 (2)减小反应的低温工艺 (3)研制低活性的基体 (4)研制减小反应的涂层 (5)选择具有较大反应容限的系列 (6)设计上尽量减小强度降低的影响。 四 钛基复合材料有哪些优缺点?