复合材料概念
复合材料概念
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1 总论
1）复合材料概念、命名、分类及其基本性能。
概念：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。
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，再加上“复合材料”。基本性能：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。可按对材料性能的需要进行材料的设计和制备。可制成所需的任意形状的产品。性能的可设计性是复合材料的最大特点。
2）聚合物基复合材料的主要性能
比强度、比模量大；耐疲劳性能好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；有很好的加工工艺性。
3）金属基复合材料的主要性能
高比强度、高比模量；导热、导电性能好；热膨胀系数小、尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮、不老化、气密性好。
4）陶瓷基复合材料的主要性能
强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和相对密度较小
5）复合材料的三个结构层次
一次结构：由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组份材料的力学性能、相几何和界面区的性能。
二次结构：单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何。
三次结构：工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。6）复合材料设计的三个层次
单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能。
铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决定层合板的性能。
结构设计：确定产品结构的形状和尺寸。
2 基体材料
1）金属基体材料
选择基体的原则、金属基结构复合材料的基体、金属基功能复合材料的基体
原则：金属基复合材料的使用要求；金属基复合材料组成特点；集体金属与增强物的相容性。
结构复合材料的基体可大致分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
金属基功能复合材料的基体是纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等。
2）无机胶凝材料
主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。研究和应用最多的是纤维增强水泥基增强塑料
与树脂相比，水泥基体材料的特征
特征：
水泥基体为多孔体系，其孔隙尺寸可由十分之几纳米到数十纳米；
纤维与水泥的弹性模量比不大；
水泥基材的断裂延伸率较低；
水泥基材种含有粉末或颗粒状的物料，与纤维呈点接触，故纤维的掺量受到很大的限制。
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不利。
3）陶瓷材料
常用的陶瓷基体、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷种类
基体：玻璃，玻璃陶瓷，氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷。
氧化物陶瓷种类：
非氧化物陶瓷种类：不含氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物
3 增强材料
1）玻璃纤维分类（玻璃原料成分）
这种分类方法主要用于连续玻璃纤维，一般以不同的含碱量来区分。
无碱玻璃纤维，中碱玻璃纤维，有碱玻璃（A玻璃）纤维，特种玻璃纤维
2）玻璃结构两个假说
微晶结构假说认为，玻璃是由硅酸块和或二氧化硅的“微晶子”组成，在“微晶子”之间由硅酸块过冷溶液所填充。
网络结构假说认为，玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络间的空隙由Na,K,Ca,Mg等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃性能的基础，填充的Na,Ca等阳离子称为网络改性物。
3）玻璃纤维的化学组成
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝等。
4）玻璃纤维高强的原因及影响因素（*）
微裂纹假说认为，玻璃的理论强度取决于分子或原子间的引力，其理论强度很高，可达到2000~12000Mpa。
直径：直径变细，拉伸强度增加。
纤维的长度：长度增加，拉伸强度显着下降。
化学组成：含碱量越高，强度越低。
纤维的老化，纤维的疲劳
成型方法与成型条件：玻璃硬化速度越快，纤维强度越高。
5）影响玻璃纤维化学稳定性的因素有哪些
玻璃纤维的化学成分，纤维表面情况对化学稳定性的影响，侵蚀介质体积和温度对玻璃纤维化学稳定性的影响，玻璃纤维纱的规格及性能。
6）中碱玻璃纤维与无碱玻璃纤维耐酸性那个好，为何
中碱纤维含比无碱纤维高二十几倍，受酸作用后，首先从表面上，有较多的金属氧化物侵析出来，但主要是的离析、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，结果在玻璃表面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缓慢，使强度下降也缓慢。实践证明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。
7）玻璃纤维织物有哪些种类
玻璃纤维布：平纹布，斜纹布，缎纹布，方格布，单向布，无纺布
玻璃纤维毡：短切纤维毡，表面毡，连续纤维毡
玻璃纤维带
8）在制造玻璃纤维原丝的过程中为何要用浸润剂，浸润剂起到什么作用，常用的浸润剂有哪些
1.原丝中的纤维不散乱而能相互粘附在一起；
2.防止纤维间的磨损；
3.原丝相互间不粘结在一起；
4.便于纺织加工等。
石蜡乳剂和聚醋酸乙烯酯。
9）碳纤维概念、性能特点、制造方法、主要原料及其五个阶段。
碳纤维是由有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料
碳纤维性能优异，不仅重量轻，比强度大，模量高，而且耐热性好，化学稳定性好。其制品具有非常优良的X射线透过性，阻止中子透过性，还可赋予塑料以导电性和导热性。
制造方法：气相法、有机纤维碳化法。
原料：人造丝，PAN纤维，沥青
阶段：拉丝，牵伸，稳定，碳化，石墨化。
10）纤维的老化、疲劳
关于存放时间对纤维强度的影响，当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。
关于施加复核时间对纤维强度的影响，玻璃纤维的疲劳一般是指纤维强度随施加负荷时间的增加而降低的时间。
11）晶须为何具有高强度
主要是由于它的直径非常小，容纳不下能使晶体削弱的空隙、位错和不完整的等缺陷。晶须材料的内部结构完整，使它的强度不受表面完整性的严格限制。
第四章复合材料的界面
1）简述复合材料界面的定义、结构、特点、作用以及界面的结合方式。
复合材料的界面是指基体与增强体之间化学成分有显着变化的构成彼此结合的，能起载荷传递作用的微小区域。
界面的结构：由五个亚层组成：⑴树脂基体⑵基体表面⑶相互渗透区⑷增强剂表面区⑸增强剂及外力场
特点：界面虽然很小，但是它是有尺寸的，约几个纳米到几个微米，是一个区域或一个带，或一个层，厚度不均匀。它包含里基体和增强物的部分原始接触面。基体与增强物相互作用生成的反应产物，此产物与基体及增强物的接触面等。在化学成分上有基体等元素外还有其他杂质，因此界面上的化学成分和相结构是很复杂的。
作用：界面是复合材料的特征，可将界面的技能归纳为以下几种效应：⑴传递效应⑵阻断效应⑶不连续效应⑷散射和吸收效应⑸诱导效应
1、机械结合：基体与增强体材料之间不发生化学反应，借助增强纤维表面凹凸不平的形态而产生的机械铰合和基体与纤维之间的摩擦阻力形成。
2、溶解与浸润结合：基体润湿增强材料相互之间发生原子扩散和溶解形成结合。液态或是粘流态基体对增强纤维的侵润，而产生的作用力，作用范围只有若干原子间距大小。
3、反应结合：基体与增强体材料间发生化学反应，在界面上生成化合物，以化学键连接基体和增强体，是基体和增强材料结合在一起。基体与纤维之间形成界面反应层。
4、交换反应结合：基体与增强材料间发生化学反应，生成化合物，且还通过扩散发生元素交换，形成固溶体而使两者结合。
5、混合结合：上述几种形式的混合结合方式。
3）描述聚合物基复合材料界面的形成过程。简述聚合物基复合材料界面作用机理。
界面的形成可分为两个阶段：第一阶段是基体与增强纤维的接触与润湿过程。增强体对基体分子中不同基团或基体各组分的吸附能力不同；聚合物的界面结构与本体不同。这一阶段是界面形成与发展的关键阶段。
第二阶段是聚合物的固化阶段。聚合物通过物理或化学过程固化形成固定界面层。第一阶段与第二阶段往往是连续的，有时是同时进行的。
界面作用机理：
⑴浸润吸附理论：浸润是形成复合材料界面的基本条件之一，浸润不良会在界面上产生空隙，易因应力集中而开裂，完全浸润则将提高符合材料的强度
⑵化学键理论：该理论认为基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能其化学反应，在界面形成共价键结合
⑶物理吸附理论：也称机械作用理论：认为增强纤维与树脂基体之间的结合属于机械铰合和基于次价键作用的物理吸附
⑷过渡层理论：为消除内应力，界面区应存在一个过渡层，起到应力松弛作用
⑸拘束层理论：该理论也认为在基体和增强体之间存在一个松弛应力的过渡层，但是该过渡层并非柔性的变形层
⑹扩散层理论：这种物理结合是指复合材料的增强体和基体的原子或分子越过两组成物的边界相互扩散而形成的界面结合
⑺减弱界面局部应力作用理论：认为处于基体与增强体界面间的偶联剂提供了一种“自愈能力”的化学键，这种化学键在外载荷作用下处于不断形成和断裂的动态平衡状态
⑻静电吸引理论：合适的偶联剂使复合材料的基体和增强体的表面带有异性电荷，引起相互吸引，从而形成界面结合力，静电引力引起的界面强度取决于电荷密度。
4）简述金属基复合材料界面的类型、结合形式、影响其界面稳定性的因素以及界面控制方法。
Ⅰ类界面（纤维与基体互不反应亦不溶解）是平整的，厚度为分子层的程度，除原组分外，界面不含其他物质。
Ⅱ类界面（纤维与基体不反应，但相互溶解）是由原组分构成的犬牙交错的溶解扩散型界面Ⅲ类界面（纤维与基体相互反应形成界面反映层）含有亚微级左右的界面反应物质（界面反应层）
结合方式：物理结合：指借助材料表面的粗糙形态而产生的机械绞合，以及借助基体收缩盈利包紧纤维时产生的摩擦结合溶解和浸润结合：纤维与基体的相互作用力是极短程的，只有若干原子间距反应结合：特征是在纤维与基体之间形成新的化合物层，即界面反应层
影响界面的稳定因素：包括物理和化学两个方面。物理方面的不稳定因素主要指在高温条件下增强纤维与基体间的熔融。化学方面的不稳定因素主要与复合材料在加工和使用过程中发生的界面化学作用有关，包括连续界面反应，交换式界面反应和暂稳态界面变化等几种现象。
界面控制方法：增强体表面涂层处理，金属基体合金化，优化制备方法和工艺参数。5）玻璃纤维的表面处理剂种类用表面处理剂处理玻璃纤维的方法目前主要有哪三种试简述之。
有机络合物类表面处理剂，是有机酸与氯化铬的络合物，该类处理剂在无水条件下结构式为A。有机铬络合物的品种较多，其中以甲基丙烯酸氯化铬配合物应用最为广泛，其结构式为B。
前处理法：用既能满足抽丝和纺织工艺要求，又能促使纤维和树脂浸润与粘接的处理剂代替纺织型浸润剂，在玻璃纤维抽丝过程中，涂覆到玻璃纤维上。
后处理法：先除去抽丝过程涂覆在玻璃纤维表面的纺织浸润剂，纤维经处理剂浸渍、水洗、烘干，使玻璃纤维表面上覆上一层处理剂。
迁移法：将化学处理剂加入到树脂胶粘剂中，在纤维浸胶过程中，处理剂与经过热处理后的纤维接触，当树脂固化后产生偶联作用。
7）对碳纤维进行表面处理的方法有哪些
氧化法、沉积、电聚合、电沉积、等离子体处理
第五章聚合物基复合材料
1 什么是聚合物什么是聚合物基复合材料
聚合物是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
聚合物基复合材料是以邮寄聚合物为载体，连续纤维为增强材料组合而成的
2 聚合物基复合材料中聚合物基体的选择原则是什么
良好的综合性能，对增强材料具有较大的粘附力，良好的工艺性，低毒性，低刺激性，价格合理
3 聚合物基复合材料的基本性能有哪些
较高的比强度和比模量，抗疲劳性能好，减振性能好，高温性能好，安全性好，可设计性强、成型工艺简单。
4 聚合物基复合材料喷射成型对原材料有哪些要求喷射成型的特点是什么
在树脂体系的粘度应适中，容易喷射物化、脱除气泡和浸润纤维，以及不带静电等。
可以成型比较复杂形状的制品，但其厚度和纤维含量都较难精确控制，树脂含量一般在60%以上，孔隙率较高，制品强度较低，施工现场污染和浪费较大。
5 聚合物基复合材料成型加工技术有哪些
手糊成型—湿法铺层成型，真空袋压法成型，压力袋成型，树脂注射和树脂传递成型，喷射成型，真空辅助树脂注射成型，夹层结构成型，模压成型，注射成型，挤出成型，纤维缠绕成型，拉挤成型，连续板材成型，层压或卷制成型，热塑性片状模塑料热冲压成型，离心浇铸成型。
6 简述模压成型工艺的具体工艺过程。
将定量的模数量或颗粒状树脂与短纤维的混合物放入敞开的金属对模中，闭模后加热使其融化，并在压力作用下充满模腔，形成与模腔相同形状的模制物，再经加热使树脂进一步发生交联反应而固化，或者冷却使热塑性树脂固化，脱模后得到复合材料制品。
7 连续缠绕成型工艺对树脂基体及模芯材料有什么要求并简述其具体工艺过程。
将纤维或带状织物浸渍树脂后缠绕在芯模上，或者先将纤维或带状织物缠好后再浸渍树脂。目前普遍采用前者。缠绕机类似一部机床、纤维通过树脂槽后，用轧辊除去纤维中多余的树脂。
纤维应具有较高的强度和模量，容易被树脂浸润，纤维纱的张力均匀和缠绕时不起毛、不断头。所使用的芯模应具有足够的强度和刚度，能够承受成型加工过程中各种载荷如缠绕张力、固化时的热应力、自重等。
第六章金属基复合材料
1 分类
按基体：铝基复合材料、镍基复合材料、钛基复合材料
按增强体：颗粒增强复合材料、层状复合材料、纤维增强复合材料
2简述金属基复合材料中纤维状增强体的共性
高强度，高模量，容易制造和价格低廉，化学稳定性好，纤维的尺寸和形状，性能的再现性与一致性，抗损伤或抗磨损性能
3简述铝基复合材料的制造及二次加工工艺
纤维排列、复合材料组分的组装压合和零件层压。
二次加工是指对基本的复合材料型件如平板、梁和管等所进行的加工、包括成型、连接机械加工和热处理等工艺过程。
第七章陶瓷基复合材料
1 陶瓷基复合材料的增强体也称为增韧体。从几何尺寸上可分为纤维、晶须和颗粒。
2 纤维增强陶瓷基复合材料分类及其增韧机理
按纤维排布方式的不同，可将其分为单向排布长纤维复合材料和多向排布纤维复合材料。
单向：当外加应力进一步提高时，由于基体与纤维间的界面的离解，同时又由于纤维的强度高于计提的强度，进而使纤维可以从基体中拔出。当拔出的长度达到某一临界值时，会使纤维发生断裂。因此裂纹的扩展必须克服由于纤维的加入而产生的拔出功和纤维断裂功，这使得材料的断裂更加困难，从而起到了增韧的作用。实际材料断裂过程中，纤维的断裂并非发生在同一裂纹平面，这样主裂纹还将沿纤维断裂位置的不同而发生裂纹转向。这也同样会使裂纹的扩展阻力增加，从而使韧性进一步提高。
多向：机理与单向排布纤维复合材料一样，主要靠纤维的拔出与裂纹转向机制，使其韧性及强度比基体材料大幅度提高。
3 纤维增强陶瓷基复合材料的成型方法
泥浆浇铸法：在陶瓷泥浆中把纤维分散，然后浇铸在石膏模型中。
热压烧结法：将长纤维切短，然后分散并与基体粉末混合，再用热压烧结的方法即可制得高性能的复合材料。
浸渍法：首先把纤维编织成所需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后再进行焙烧。
4晶粒和晶须增强陶瓷基复合材料的制造工艺流程。（*）
配料：湿法和干法。一般采用湿法，湿法主要采用水作溶剂，但在氮化硅、碳化硅等非氧化物系的原料混合时，为防止原料的氧化则使用有机溶剂。混合装置一般采用专用球磨机。
成型：金属模成型法和橡皮模成型法，注射成型法，挤压成型法。
烧结：从生胚中除去粘合剂后的陶瓷素坯固成致密制品的过程
精加工：提高烧成品的尺寸精度和表面平滑性
第八章水泥基复合材料
1 水泥的定义和分类
凡细磨成粉末状，加入适量水后称为塑性浆体，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，通称为水泥。按用途和性能可分为：通用水泥，专用水泥和特性水泥。
2 以标准水泥为例，简述水泥的原料组成、熟料中的物质组成；水泥强化方法
生产一吨标准水泥所需求的原料：
1149kg石灰石，233kg粘土，58kg硅石，29kg氧化铁原料，8kg其他，38kg石膏，110煤炭，103Kw·h电力。
物质组成：
强化方法：改善水泥浆自身的强度，强化骨料与界面的结合力，选择强度大的骨料，采取积极的填补空隙的方法。
3 混凝土的组成
水和水泥拌成的水泥浆是起胶结作用的组成部分。
4 简述影响纤维增强水泥基复合材料的因素
基体的性能，增强纤维与水泥基体间的相互作用，纤维与基体在热膨胀系数上的匹配，纤维与基体在弹性模量上的匹配，性能。
5 聚合物改性混凝土的分类及其定义
聚合物浸渍混凝土是把成型的混凝土的构件通过干燥及抽真空排除混凝土结构空隙中的水分及空气，然后把混凝土构件浸入聚合物单体溶液中，使得聚合物单体溶液进入结构孔隙中，通过加热或施加射线使得单体在混凝土结构孔隙中聚合而成聚合物结构。
聚合物混凝土是以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土。
聚合物水泥混凝土是在水泥混凝土成型过程中掺加一定量的聚合物，从而改善混凝土的性能，提高混凝土的使用品质使混凝土满足工程的特殊需要。
新型复合材料的种类有哪些
新型复合材料的种类有哪些 最佳答案 复合材料,是以一种材料为基体,另一种材料为增强体组合而成的材料. 复合材料的分类有很多种，常见的有以下几种： 1）按基体材料类型分类： 1.1）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。 1.2）金属的复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 1.3）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。 2）按增强材料种类分类： 2.1）玻璃纤维复合材料。 2.2）碳纤维复合材料。 2.3）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。 2.4）金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 2.5）陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 3）按增强材料形态分类： 3.1）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。 3.2）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。
3.3）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。 3.4）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。 4）按用途分类： 4.1）结构复合材料 结构复合材料主要用做承力和次承力结构，要求它质量轻、强度和刚度高.且能耐受一定溢度，在某种情况下还要求有膨胀系数小、绝热性能好或耐介质腐蚀等其他性能。 4.2）功能复合材料 功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
abaqus复合材料
复合材料不只是几种材料的混合物。它具有普通材料所没有的一些特性。它在潮湿和高温环境，冲击，电化学腐蚀，雷电和电磁屏蔽环境中具有与普通材料不同的特性。 复合材料的结构形式包括层压板，三明治结构，微模型，编织预成型件等。 复合材料的结构和材料具有同一性，并且可以在结构形成时同时确定材料分布。它的性能与制造过程密切相关，但是制造过程很复杂。由于复合结构不同层的材料特性不同，复合结构在复杂载荷作用下的破坏模式和破坏准则是多种多样的。 在ABAQUS中，复合材料的分析方法如下 1，造型 它的结构形式决定了它的建模方法，并且可以使用基于连续体的壳单元和常规壳单元。复合材料被广泛使用，但是复合材料的建模是一个困难。铺设复杂的结构光需要一个月 2，材料
使用薄片类型（层材料）建立材料参数。材料参数可以工程参数的形式给出，或者材料强度数据可以通过子选项给出。这种材料仅使用平面应力问题。 ABAQUS可以通过两种方式定义层压板：复合截面定义和复合层压板定义 复合截面定义对每个区域使用相同的图层属性。这样，我们只需要建立壳体组合即可将截面属性分配给二维（在网格中定义的常规壳体元素）或三维（三维的大小应与壳体中给定的厚度一致）。基于网格中定义的连续体的壳单元） ABAQUS复合材料分析方法介绍 复合叠加定义是由复合布局管理器定义的，它主要用于在模型的不同区域中构造不同的层。因此，应在定义之前对区域进行划分，并且应将不同的层分配给不同的区域。可以根据常规外壳的元素和属性进行定义。 传统的壳单元定义了每个层的厚度，并将其分配给二维模型。应该给基于连续体的壳单元或实体单元提供3D模型（厚度是相对于单元长度的系数，因此厚度方向可以分为一层单元）。
复合材料的种类定义
复合材料的种类、定义 复合材料的定义 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。复合材料的组分材料虽然保待其相对独立性。但复合材料的性能却不是组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进.在复合材料中，通常有一相为连续相。称为基体;另一相为分散相，称为增强相(增强体)。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之间存在着相界面。分欣相可以是增强纤维，也可以是顺村状成弥散的坡料。 从上述的定义中可以看出。复合材料可以是一个连续物理相与一个连续分散相的复合。也可以是两个或者多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合，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，就不能称为复合材料。复合材料既可以保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特征.它可以根据需要进行设什。从而最合理地达到使用所要求的性能。 复合材料的分类 随着材料品种不断增加，人们为了更好地研究和使用材料，需要对材料进行分类.材料的分类方法较多。如按材料的化学性质分类，有金属材料、非金属材料之分;如按物理性质分类,有绝缘材料、磁性材料、透光材料、半导体材料、导电材料等。按用途分类，有航空材料、电工材料、建筑材料、包装材料等。 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类 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。 金属从复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 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。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 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。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 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
复合材料期末考试复习题(汇编)
1.复合材料的分类方法？ 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 按基体材料类型分类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。 金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 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。 按增强材料种类分类 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 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。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。 按增强材料形态分类 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。 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。 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。 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。 按用途分类 复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。 2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？ <1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。 <2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。 <3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。
复合材料概念
复合材料概念 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
1 总论 1）复合材料概念、命名、分类及其基本性能。 概念：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。 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，再加上“复合材料”。基本性能：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。可按对材料性能的需要进行材料的设计和制备。可制成所需的任意形状的产品。性能的可设计性是复合材料的最大特点。 2）聚合物基复合材料的主要性能 比强度、比模量大；耐疲劳性能好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；有很好的加工工艺性。 3）金属基复合材料的主要性能 高比强度、高比模量；导热、导电性能好；热膨胀系数小、尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮、不老化、气密性好。 4）陶瓷基复合材料的主要性能 强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和相对密度较小 5）复合材料的三个结构层次 一次结构：由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组份材料的力学性能、相几何和界面区的性能。 二次结构：单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何。
三次结构：工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。6）复合材料设计的三个层次 单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能。 铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决定层合板的性能。 结构设计：确定产品结构的形状和尺寸。 2 基体材料 1）金属基体材料 选择基体的原则、金属基结构复合材料的基体、金属基功能复合材料的基体 原则：金属基复合材料的使用要求；金属基复合材料组成特点；集体金属与增强物的相容性。 结构复合材料的基体可大致分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。 金属基功能复合材料的基体是纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等。 2）无机胶凝材料 主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。研究和应用最多的是纤维增强水泥基增强塑料 与树脂相比，水泥基体材料的特征 特征： 水泥基体为多孔体系，其孔隙尺寸可由十分之几纳米到数十纳米； 纤维与水泥的弹性模量比不大； 水泥基材的断裂延伸率较低；
复合材料概念
1 总论 1）复合材料概念、命名、分类及其基本性能。 概念：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。 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，再加上“复合材料”。 基本性能：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。可按对材料性能的需要进行材料的设计和制备。可制成所需的任意形状的产品。性能的可设计性是复合材料的最大特点。 2）聚合物基复合材料的主要性能 比强度、比模量大；耐疲劳性能好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；有很好的加工工艺性。 3）金属基复合材料的主要性能 高比强度、高比模量；导热、导电性能好；热膨胀系数小、尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮、不老化、气密性好。 4）瓷基复合材料的主要性能 强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热
膨胀系数和相对密度较小 5）复合材料的三个结构层次 一次结构：由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组份材料的力学性能、相几何和界面区的性能。 二次结构：单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何。 三次结构：工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。 6）复合材料设计的三个层次 单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能。 铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决定层合板的性能。结构设计：确定产品结构的形状和尺寸。 2 基体材料 1）金属基体材料 选择基体的原则、金属基结构复合材料的基体、金属基功能复合材料的基体 原则：金属基复合材料的使用要求；金属基复合材料组成特点；集体金属与增强物的相容性。 结构复合材料的基体可大致分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。 金属基功能复合材料的基体是纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等。2）无机胶凝材料 主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。研究和应用最多的是纤维增强水泥基增强塑料 与树脂相比，水泥基体材料的特征 特征： 水泥基体为多孔体系，其孔隙尺寸可由十分之几纳米到数十纳米； 纤维与水泥的弹性模量比不大； 水泥基材的断裂延伸率较低； 水泥基材种含有粉末或颗粒状的物料，与纤维呈点接触，故纤维的掺量受到很大
复合材料种类
1.2.2石墨烯/聚合物纳米复合材料种类 最近几年，以聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、环氧树脂、硅橡胶等为基体的石墨烯复合材料的研究都有所报道。其中出现了较多，关于石墨烯在高分子基体中达到纳米水平分散的研究。这里简要介绍一些主要的石墨烯/聚合物纳米复合材料。 （1）聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米复合材料 聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米纤维复合材料是用原位聚合方法，在酸性条件下,氧化石墨烯与苯胺单体聚合得到的[1]。然后，使用水合肼还原不同氧化石墨烯质量比的PANI/氧化石墨烯复合材料。最后，对还原的PANI再氧化和质子化生成PANI/石墨烯纳米复合材料。Bhadra等[2]也报道过纯PANI这种类型的热降解。PANI和PANI/石墨烯复合材料样品在同一温度范围内质量损失分别是40%和25%。结果表明，PANI/石墨烯纳米复合材料热稳定性较之纯的PANI提高了。同时，复合材料的导电率也有很大的增加。 （2）聚氨酯/石墨烯纳米复合材料 使用原位聚合的方法制备功能化的石墨烯（FGS）/水性聚氨酯（WPU）纳米复合材料[3]。由于FGS粒子在WPU基体中的均匀分散使纳米复合材料电导率比初始WPU增加了105倍。由于导电通道的形成，在高分子基体中引发了电导率的突变。当填充FGS仅为2%(Wt)时，可得到渗滤阀值。 （3）环氧树脂/石墨烯纳米复合材料 Kuilla等[4]用原位插层聚合制备了环氧树脂石墨烯纳米复合材料环氧树脂的热导率很小。但是，加入石墨烯后其热导率得到了显著提高。填充5%(Wt)GO 的环氧树脂基复合材料其热导率是1W/mK，这是纯环氧树脂热导率的4倍。当填充20%(Wt)GO的环氧树脂基复合材料其热导率增加到6.44W/mK。这些结果表明石墨烯复合材料用于散热是一种很有前途的热界面材料。 （4）聚碳酸酯/石墨烯纳米复合材料 通过熔融复合法，制备石墨和功能化石墨烯（FGS）增强的聚碳酸酯(PC)复合材料[5]。聚碳酸酯/石墨烯纳米复合材料中，FGS呈现高度的片状剥离状态。导电性能测试表明，产生导电性渗流阈值时FGS 的添加量比石墨的添加量要低。PC/ FGS纳米复合材料的拉伸模量高于纯PC的拉伸模量。并且，随着FGS 的填充复合材料的热膨胀系数（CTE）大幅度地下降。 （5）聚乙烯醇（PV A）/石墨烯纳米复合材料 Liang 等[6]报道了用水作为溶剂，把GO加入PV A基体中制备出PV A/石墨烯纳米复合材料。PV A/石墨烯纳米复合材料的机械性能优于纯PV A。例如，GO 含量仅为0.7 wt%时，拉伸强度和杨氏模量分别增加了76%和62%。这是由于石墨烯片层的大的宽高比，PV A 基体中石墨烯片层分子水平的分散和石墨烯与PV A 间氢键引起的强界面粘结。
新材料定义和分类
新材料定义：新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。 新材料按结构组成分，有金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分，有结构材料和功能材料。按照新材料的用途和性质，《中国新材料产品与技术指导目录》将新材料产品分为新型金属材料、新型建筑材料、新型化工材料、电子信息材料、生物医用材料、新型能源材料、纳米及粉体材料、新型复合材料、新型稀土材料、高性能陶瓷材料、新型碳材料、新材料制备技术与设备等十多类具体技术领域。 1、电子信息材料 （1）微电子材料：晶圆、封装料、光刻胶、金丝、浆料、电子化学品、IGBT、功率MOS （2）光电子材料：光棒光纤、光器件、光盘、磁记录材料 （3）平板显示材料：偏光片、滤光片、玻璃、液晶、PDP稀土荧光粉、OLED发光料 （4）固态激光材料：人工晶体、非线性光学材料、特种玻璃、镀膜材料 2、节能新材料 （1）半导体照明材料：衬底、外延片、MO源、高纯气体、封装料
（2）光伏电池材料：多晶硅、单晶硅、薄膜、玻璃 （3）新能源材料：燃料电池电极、固体氧化物、二次电池电极、膜、锂离子聚合物、储氢合金粉及其他储氢材料 3、纳米材料 4、先进复合材料 玻璃纤维、芳纶、碳化硅、石墨、硼纤维、钢纤维、晶须、人工合成耐磨材料、树脂基、金属基、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料、硬质合金刀片、摩擦材料、复合材质材料 5、先进金属材料 （1）超级钢：新普碳、超合金、复相、专用钢、耐高温耐磨耐腐蚀材料、特种材、非晶合金（金属玻璃） （2）贵金属与有色：高纯贵金属、铝镁钛轻合金及材、特种铜材 6、化工新材料 有机硅、有机氟、工程塑料及塑料合金、特种橡胶、特种纤维、特种涂料、制冷剂、精细化工产品 7、先进陶瓷材料 功能陶瓷（微波、瓷介电子元件、压电、敏感、透明）结构陶瓷（蜂窝、耐磨、高温、高韧、涂层、陶瓷基复合） 8、稀土材料 高纯稀土、助剂、催化剂、永磁、发光、储氢 9、磁性材料 软磁、永磁、磁记录材料、磁器件
复合材料
复合材料复习资料 一简答证明题 1复合材料的概念： 复合材料是有两种或多种不同性质的材料用物理和化学方法在宏观尺度上组成的具有新性能的材料。 2复合材料的种类： （1）颗粒复合材料，由颗粒增强材料和基本组成。 （2）纤维增强复合材料，由纤维和基本组成。 （3）层合复合材料，由多种片状材料层合而成。 3 复合材料的优缺点： 优点：比强度高，比模量高，材料具有可设计性，制作工艺简单成本较低，某些复合材料的而稳定性好，高温性能好，各种复合材料还具有各种不同的优良性能，例如抗疲劳性，抗冲击性，透电磁波性，减振阻尼性和耐腐蚀性等。 缺点：材料各向异性严重，材料性能分散程度较大，材料成本较高，有些复合材料韧性较差，机械连接较困难。 4复合材料的应用： 航空航天工程的应用，建筑工程中的应用，兵器工业中的应用，化学工程中的应用，车辆制造工业中的应用，电气设备中的应用，机械工程中的应用，体育器械中的应用，医学领域中的应用。 4 C ij对称性： 由dW=C ijεj dεi对两边求偏导 =C ij =C ji 因应变势能密度W的微分与次序无关，所以有 C ij=C ji，即刚度系数矩阵C具有对称性。 5，独立常数 对于正交各向异性材料，只有9个独立弹性数具有以下关系
即（i,j=1.2.3,但i j） 共有六个和E1，E2，E3 ij 二计算题 1单层板任意方向应力---应变关系 3-2已知玻璃/环氧单层材料的E 1=4.8MPa,E2=1.6 MPa,=0.27, G 12=0.80MPa,受有应力=100MPa,=-30MPa,=10MPa,求应变。 3-3已知单层板材料受应力=50MPa,=20Pa,=-30MPa，求角时的,,分量。 3-4已知玻璃/环氧单层材料的E 1=3.9MPa,E2=1.3 MPa,=0.25, G 12=0.42MPa,求S ij,Q ij 2层合板刚度（层板理论） 90/0
复合材料定义
材料模型 – 复合材料 Lucy 2017-5-10 Shanghai 复合材料在RADIOSS 中可以用实体单元和壳体单元模拟，相应的单元属性有： 壳体单元属性：/PROP/TYPE9,10,11,16,17,19,51和/PROP/PCOMPP 实体单元属性：/PROP/TYPE6，14，20，21，22 壳体单元 壳体单元是比较常用的。在壳体单元中我们来讨论一下下面几个概念。 1）层厚度与层定位（N , Thick , 和 t i ） 在壳体单元属性中经常会要求用户输入N , Thick , 和 t i 。 N 在/PROP/TYPE9中是表示壳厚度方向上的积分点数，而在其余用于复合材料的壳单元属性中则表示复合材料的层数。 Thick 是指壳单元的厚度。那么对于以上复合材料单元属性来说每一层的厚度则是/Thick N 等分的（当然除了/PROP/TYPE9）。在/PROP/TYPE11, /PROP/TYPE16, /PROP/TYPE17, /PROP/TYPE19,/PROP/TYPE51 以及/PROP/PCOMPP 中也可以定义不同的层厚度。所以会需要用户定义参数t i . 在这种情况下各层的总厚度建议和Thick 定义的值相同，以保持一贯性。即i t N Thick ?=。如果不同那么RADIOSS 会进行内部调整，如何调整详情可参见RADIOSS 使用手册FAQs 。 2) 参考矢量V 和角度φ 在复合材料的单元属性中参考矢量V 和角度φ都是用于定义材料方向（加劲纤维的方向）。 参考矢量V 可以用卡片中的参数V X , V Y , 和 V Z 来定义，也可以在单元属性/PROP/TYPE11, TYPE16, TYPE17, TYPE19 ,TYPE51和/PROP/PCOMPP （/STACK ）中用/SKEW 来定义。如果有使用skew 那么 V X , V Y , V Z 输入将被忽略。在skew 中X 方向就是参考矢量V 的方向。 有了参考矢量V 和角度φ，那么复合材料的材料方向1（加劲纤维的方向）如下图定义。即参考矢量V 首先映射到单元平面上，然后再逆时针转过角度φ就是材料方向1。这是复合材料的材料模型中定义的1方向上的杨氏模量（E11），屈服应力（11,c t y y σσ）等等都可以正确的应用到复合材料的实际几何平面上。那么材料方向2通常就是与材料方向1相垂直的方向。当然如果材料方向1，2并非正交那么可以通过参数i α来定义（比如/PROP/TYPE16，19）。
复合材料定义
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（Composite Materials ），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)。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） ※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。 叠层复合材料：如双金属板，夹层玻璃，多层板等。 夹层结构复合材料：如多孔性铁基和青铜基自润滑衬套。 2、可设计性好 是复合材料区别于传统材料的根本特点之一。 复合材料的性能1、轻质高强2、可设计性好3、工艺性能好4、热性能好5、耐腐蚀性能好6、电性能好7、其它特点：耐候性、耐疲劳性、耐冲击性、耐蠕变性，透光性等。 复合包装材料是由层合、挤出、贴面、共挤塑等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构，以满足运输、贮存、销售等对包装功能的要求及某些产品的特殊要求。 根据多层复合结构中是否含有加热时不熔化的载体(铝箔、纸等)，可以将复合材料分为层合软包装复合材料和塑料复合薄膜。
新型复合材料的种类有哪些
新型复合材料的种类有 哪些 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
新型复合材料的种类有哪些 最佳答案 复合材料,是以一种材料为基体,另一种材料为增强体组合而成的材料. 复合材料的分类有很多种，常见的有以下几种： 1）按基体材料类型分类： ）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。 ）金属的复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 ）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。 2）按增强材料种类分类： ）玻璃纤维复合材料。 ）碳纤维复合材料。 ）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。 ）金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 ）陶瓷纤维(如氧化铝纤维、、翩纤维等)复合材料。 3）按增强材料形态分类： ）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。 ）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。 ）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。 ）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。 4）按用途分类： ）结构复合材料 结构复合材料主要用做承力和次承力结构，要求它质量轻、强度和刚度高.且能耐受一定溢度，在某种情况下还要求有膨胀系数小、绝热性能好或耐介质腐蚀等其他性能。 ）功能复合材料 功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
复合材料工艺与设备复习材料
复合材料工艺与设备 增强纤维（CF,GF）的生产工艺与设备（表面处理工艺与设备） 玻璃纤维在生产过程中辅助材料的作用：浸润剂的种类，作用 种类：增强型浸润剂和纺织型浸润剂； 作用：1、润滑-保护作用；2、粘结-集束作用； 3、防止玻璃纤维表面静电荷的积累；4、为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要的特性；5、使玻璃纤维获得与基材有良好的相容性及界面化学结合或化学吸附等性能 C纤维生产工艺中，惰性气体和张力的作用 惰性气体作用：①保护新生产的纤维不受氧化②作为传热介质③排除裂解产物（非C元素）。张力的作用：①使分子取向②使分子结构规整③产生轴向拉伸应力 增强纤维在表面处理工艺中的影响因素 玻璃纤维表面处理的影响因素：①处理剂的种类；②偶联剂的用量1~%；③处理方法（前处理法、后处理法、迁移法）；④烘焙温度与时间（偶联剂与GF的硅层结构的最佳结合程度）； ⑤偶联剂溶液的配制（PH值的调节，一般用5%的氨水）。 手糊成型工艺与设备 手糊工艺的特点：优点：1、守护成型不受产品尺寸和形状的限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂产品的生产；2、设备简单、投资少、设备折旧费低；3、工艺简单；4、易于满足产品设计要求，可以在产品不同部位任意增补增强材料；5、制品树脂含量高，耐腐蚀性好；缺点：1、生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差；2、产品质量不易控制，性能稳定性不高；3、产品力学性能较低。 原材料选择原则：1、产品设计的性能要求；2、手糊成型工艺要求；3、价格便宜，材料容易取得。聚合物基体的选择原则：1、能在室温下凝胶、固化。并在固化过程中无低分子物得产生。2、能配制成粘度适当的胶液，适宜手糊成型的胶液粘度为。3、无毒或低毒；4、价格便宜。增强纤维的选择原则：以玻璃纤维为例，工艺特点：1、很好的疏松性；2、铺覆的变形性；3、纤维的均匀性。 先进手糊法的种类：喷射成型、热压釜、树脂传递模塑与反应注射模塑。 RTM（树脂传递模塑）基本工艺过程：将液态热固性树脂及固化剂，由计量设备分别从储桶
2017复合材料概念复习题
复合材料复习总结 1 总论 1）复合材料概念、命名、分类及其基本性能。 2）聚合物基复合材料的主要性能 3）金属基复合材料的主要性能 4）陶瓷基复合材料的主要性能 2 基体材料 1）简述金属基体的选择原则以及结构复合材料的基体种类？ 2）无机胶凝材料 主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。简述水泥基体材料的特征？ 3）简述陶瓷基体的种类并加以举例说明？ 3 增强材料 1）玻璃纤维分类（玻璃原料成分） 2）玻璃结构两个假说 3）玻璃纤维的化学组成 4）玻璃纤维高强的原因及影响因素 5）影响玻璃纤维化学稳定性的因素有哪些？ 6）中碱玻璃纤维与无碱玻璃纤维耐酸性那个好，为何？ 7）玻璃纤维织物有哪些种类？ 8）在制造玻璃纤维原丝的过程中为何要用浸润剂，浸润剂起到什么作用，常用的浸润剂有哪些？ 9）碳纤维概念、性能特点、制造方法、主要原料及其五个阶段。 10）纤维的老化、疲劳 11）晶须为何具有高强度？ 第四章复合材料的界面 1）简述复合材料界面的定义、结构、特点、作用以及界面的结合方式。 3）描述聚合物基复合材料界面的形成过程。简述聚合物基复合材料界面作用机理。
4）简述金属基复合材料界面的类型、结合形式、影响其界面稳定性的因素以及界面控制方法。 5）玻璃纤维的表面处理剂种类？用表面处理剂处理玻璃纤维的方法目前主要有哪三种？试简述之。 6）对碳纤维进行表面处理的方法有哪些？ 第六章金属基复合材料 1 分类 2简述金属基复合材料中纤维状增强体的共性 3简述铝基复合材料的制造及二次加工工艺？ 第七章陶瓷基复合材料 1 陶瓷基复合材料的增强体也称为增韧体。从几何尺寸上可分为纤维、晶须和颗粒。 2 纤维增强陶瓷基复合材料分类及其增韧机理 3 纤维增强陶瓷基复合材料的成型方法 4晶粒和晶须增强陶瓷基复合材料的制造工艺流程。 第八章水泥基复合材料 1 水泥的定义和分类 2 以标准水泥为例，简述水泥的原料组成、熟料中的物质组成；水泥强化方法？ 3 混凝土的组成 4 简述影响纤维增强水泥基复合材料的因素？ 5 聚合物改性混凝土的分类及其定义 第五章聚合物基复合材料 1 什么是聚合物？什么是聚合物基复合材料？ 2 聚合物基复合材料中聚合物基体的选择原则是什么？ 3 聚合物基复合材料的基本性能有哪些？ 4 聚合物基复合材料喷射成型对原材料有哪些要求？喷射成型的特点是什么？ 5 聚合物基复合材料成型加工技术有哪些？ 6 简述模压成型工艺的具体工艺过程。
最新复合材料的种类、定义
复合材料的种类、定义 1 复合材料的定义 2 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一3 种多相固体材料。复合材料的组分材料虽然保待其相对独立性。但复合材料的性4 能却不是组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改进.在复合材料中，通常5 有一相为连续相。称为基体;另一相为分散相，称为增强相(增强体)。分散相是6 以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之间存在着相界面。分欣相可以是增7 强纤维，也可以是顺村状成弥散的坡料。 8 9 从上述的定义中可以看出。复合材料可以是一个连续物理相与一个连续分散相的复合。 10 也可以是两个或者多个连续相与一个或多个分散相在连续相中的复合，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，就不能称为复合材料。复合材料既可以保11 12 持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特征.它可以根据需要进行设什。从而最合理地 13 达到使用所要求的性能。 复合材料的分类 14 15 随着材料品种不断增加，人们为了更好地研究和使用材料，需要对材料进行分类.材料16 的分类方法较多。如按材料的化学性质分类，有金属材料、非金属材料之分;如按物理性质 17 分类,有绝缘材料、磁性材料、透光材料、半导体材料、导电材料等。按用途分类，有航空 18 材料、电工材料、建筑材料、包装材料等。 19 复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。 20 21 按基体材料类型分类 22 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 23 成的复合材料。 24 金属从复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。 25 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。 26 27 按增强材料种类分类 28 玻璃纤维复合材料。 碳纤维复合材料。 29 30 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。 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。 31 32 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。 33 此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材
复合材料期末复习资料
复合材料 C 复习 第一章概论 1.复合材料的定义？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。 三要素：基体（连续相）增强体（分散相）界面（基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用） 复合材料的特点：（明显界面、保留各组分固有物化特性、复合效应，可设计性）（嵌段聚合物、接枝共聚物、合金：是不是复合材料？？） 2、复合材料的命名f（纤维），w（晶须），p（颗粒）比如：TiO2p/Al 3.复合材料的分类： 1）按基体材料类型分为：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（陶瓷基复合材料）。 2）按增强材料分为：玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料；有机纤维增强复合材料；晶须增强复合材料；陶瓷颗粒增强复合材料。 3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能承受一定温度。 功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。 第二章增强体 1、增强体定义：结合在基体内、用以改进其力学等综合性能的高强度材料。 要求：1）增强体能明显提高基体某种所需性能；2）增强体具有良好的化学稳定性；3）与基体有良好润湿性。 分类：f，w，p 2、纤维类增强体特点：长径比较大；柔曲性；高强度。 ?玻璃纤维 主要成分：SiO2 性能：拉伸强度高；较强耐腐蚀；绝热性能好。（玻璃纤维高强的原因（微裂纹）及影响因素（强度提升策略：减小直径、减少长度、降低含碱量，缩短存储时间、降低湿度等）） 分类：无碱（E 玻璃）、有碱（A 玻璃） 制备：坩埚法（制球和拉丝）、池窑法（熔融拉丝）。 浸润剂作用：（i）粘结作用，使单丝集束成原纱或丝束；（ii）防止纤维表面聚集静电荷；（iii）进一步加工提供所需性能；（iv）防止摩擦、划伤。（无偶联剂作用） 玻璃纤维表征：（i）定长法：“tex”（含义）；（ii）质量法：“支”（含义）
常用复合材料介绍
非金属材料及复合材料 学习目标：了解非金属材料和复合材料的种类、性能特点及应用，特别是塑料、橡胶、陶瓷、复合材料的性能特点及应用。 本章导读：塑料与橡胶为有机高分子材料，与金属相比质量轻，具有金属材料不可比拟的特殊性能，使用极为广泛；陶瓷为无机非金属材料，具有高硬度、耐蚀的性能，除日用陶瓷外，工业上使用的特种陶瓷更具有其独特的性能，在机械加工、航空航天、化学工业等领域都有应用；复合材料是由两种或多种材料组成的多相材料，具有较好的综合性能，其应用越来越受到广泛的重视，大家熟悉的玻璃钢、塑钢门窗、羽毛球拍等，都是用复合材料制造的。 第一节塑料与橡胶 塑料与橡胶属高分子材料，目前，全世界合成高分子材料的年产量按体积计已超过钢铁材料，并正以每年14%的速度增长，其使用领域广泛，涉及工业制造及日常生活。 高分子材料是由若干原子按一定规律重复地连接而成的长链分子，长链分子的最大伸直长度可达毫米级，其分子量一般大于5000。高分子材料按来源可分为天然高分子（天然橡胶、蚕丝、皮革、木材等）和合成高分子化合物（塑料、橡胶等）。 合成高分子化合物是由一种或几种单体（简单结构的低分子化合物）聚合而成的，因此高分子化合物又称高聚物或聚合物。如聚乙烯分子就是由单体乙烯经聚合反应连接而成： n（CH2=CH2）—— --[ CH2—CH2 ]-- n 乙烯聚乙烯 高分子化合物的化学组成一般并不复杂，是由重复连接的结构单元组成的，这种重复连接的结构单元称为“链节”，如聚乙烯中的 --[ CH-2—CH2 ]--。大分子链之间存在的相互作用力使链节连接起来，其连接方式决定了高分子化合物的性能。 一、塑料 1．塑料的组成 塑料的主要组成是合成树脂和添加剂。合成树酯是具有可塑性的高分子化合物的统称，它是塑料的基本组成物，它决定了塑料的基本性能，塑料中合成树酯含量一般为30%~100%。树酯在塑料中还起粘结剂的作用，许多塑料的名称是以树酯来命名的，如聚苯乙烯塑料的树酯就是聚苯乙烯；添加剂的作用主要是改善塑料的某些性能或降低成本，常用的添加剂有填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、着色剂等。
(完整版)复合材料的种类及特点
复合材料的种类及特点 用塑性材料将另一种高强度的纤维按受力方向粘接在一起，以获得一定的综合性能，这种材料则被称为复合材料。但是在近年来复合材料的定义又有了更广泛的含义。由两种或两种以上的材料复合在一起，并获得了新性能的材料都可以称其为复合材料。基体一般为一种连续相的材料，它把纤维或者是粒子等等的增强材料固结成为一个整体，所以在不同的基体和不同的增强材料下可以组成不同类型的复合材料。复合材料的分类方法有四种:第一种则是利用构成材料进行分类;第二种则是按照复合性质进行分类;第三种则是利用复合效果进行分类;第四种则是按照结构特点进行分类。通过这四种不同的分类方法可以将制备成型的复合材料进行有规律的分类。在我国复合材料拥有良好的发展空间，其首要的原因则是由于能源的短缺，不少陆地资源陆续出现枯竭的现象，同时随着社会的进步和发展所带来的工业化发展和人口急剧增加都会造成环境恶化等严重的问题;另一方面人们将步入高度的信息化社会，同时伴随着人们生活质量的提高。最后是我国国防事业的大力发展，在这些方面上都提供了复合材料发展的机遇。在复合材料领域中，由高比强度、比模量的高性能纤维作为增强体的树脂基复合材料被称为先进树脂基复合材料，它一直是发达国家对复
合材料应用和研究的主体。先进树脂基复合材料具有比强度和比刚度高，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点，充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。所以在研究领域发展先进树脂基复合材料成为至关重要的一项课题。 先进树脂基复合材料中包含有热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。其中热固性树脂基体在制备过程中产生交联反应，在理想的交联反应中不但能形成体型交联结构，而且在交联反应中能形成附加的刚性环结构，大大提高了热固性复合材料在极端恶劣环境下的使用，所以在大多数己经成型的研究中热固性树脂己经成为主要的研究对象，其在航空航天领域、能源工业方面、电子工业方面、体育日用品方面、建筑结构工程方面都做出了杰出的贡献。 热固性树脂复合材料的基体主要分为以下几种类型。 （1）环氧树脂(EP)基体:综合性能优异，工艺性好，价格较低，粘结力强，稳定性好目前依然是在各个领域中应用最广泛的树脂基体。但是由于环氧树脂基体还存在韧性不足耐湿耐热性能比较差，在制备预浸料的储存上时间较短，所以要在解决这些不足的基础上对环氧树脂基体进行各种性能的改性研究。随着科技的发展，环氧树脂的性能越
复合材料期末复习
复合材料复习资料 1复合材料的定义？ 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。复合后的产物为固体时才称为复合材料，若为气体或液体，就不能成为复合材料。 2复合材料的分类： 1）按基体材料类型分为：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。 （始终有基字） 2）按增强材料分为：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（始终有纤维二字） 3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。（两种的区别） 结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能承受一定温度。功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。 3复合材料的基体：金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构，要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好，选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。对于高性能发动机，要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能，同时能在高温、氧化环境中正常工作，可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料；对于汽车发动机，选用铝合金基体材料；对于电子集成电路，选用银铜铝等金属为基体。 轻金属基体—铝基、镁基，使用温度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽车零部件。连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金，颗粒、晶须增强…采用高强度铝 合金。 钛基，使用温度在650℃（450-700），用作高性能航天发动机 镍基、铁基钴基及金属间化合物，使用温度在1200℃（1000℃以上），耐高温 4聚合物基体 一）简答题（各自优缺点） 聚合物基复合材料的聚合物基主要有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。各自优缺点：
复合材料期末复习
复合材料C 复习 第一章概论 1. 复合材料的定义？ 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。 三要素：基体（连续相）增强体（分散相）界面（基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用） 复合材料的特点：（明显界面、保留各组分固有物化特性、复合效应，可设计性） （嵌段聚合物、接枝共聚物、合金：是不是复合材料？？） 2、复合材料的命名 f（纤维），w（晶须），p（颗粒）比如：TiO2p/Al 3. 复合材料的分类： 1) 按基体材料类型分为： 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(陶瓷基复合材料)。 2)按增强材料分为： 玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料；有机纤维增强复合材料；晶须增强复合材料；陶瓷颗粒增强复合材料。 3) 按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。 结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，
且能承受一定温度。 功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。 第二章增强体 1、增强体 定义：结合在基体内、用以改进其力学等综合性能的高强度材料。 要求：1) 增强体能明显提高基体某种所需性能；2) 增强体具有良好的化学稳定性；3) 与基体有良好润湿性。 分类：f，w，p 2、纤维类增强体 特点：长径比较大；柔曲性；高强度。 ?玻璃纤维 主要成分：SiO2 性能：拉伸强度高；较强耐腐蚀；绝热性能好。（玻璃纤维高强的原因（微裂纹）及影响因素（强度提升策略：减小直径、减少长度、降低含碱量，缩短存储时间、降低湿度等）） 分类：无碱（E玻璃）、有碱（A玻璃） 制备：坩埚法（制球和拉丝）、池窑法（熔融拉丝）。 浸润剂作用：(i) 粘结作用，使单丝集束成原纱或丝束；(ii) 防止纤维表面聚集静电荷；(iii)进一步加工提供所需性能；(iv) 防止摩擦、划伤。（无偶联剂作用）玻璃纤维表征：(i) 定长法：“tex”（含义）；(ii) 质量法：“支”（含义）