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1、复合材料的组成和结构总结,怎样思想，就有怎样的生活,3-5复合材料的组成与结构STRUCTURE OF COMIPOSITEMATERIALSComposition and Structures of Composites MaterialsConcept,Types and PropertiesStructuresInterfacial PhaseModification of interface,Section15.8-15.123-5复合材料的组成与结构(composition and structureof composites3-5-1复合材料定义及分类(definition and
2、 classificationof composites)1.定义(P225页)(1)种类不同,性质差异很大的几种材料及其界面相(层)所组成(组成上)(2)多相固体材料(结构)(3)经设计复合而成(制备上)4)通过复合效应获得原组份材料所不具备的性能,或产生性能协同作用,与简单混合有本质的区别(性能上)简言之:复合材料由连续基体相(matrix phase)和分散增强相(disperse phase)及界面相(interface phase所构成,复合材料系统组合分散相相无机非金属材料有机高分子材料金属金属纤维(丝)纤维金属基复合材料钢丝水泥复合材料增强橡胶材料金属品须须金属基复合材料晶须/陶
3、瓷基复合材金属片材属/塑料板纤维纤维/金属基复合材料纤维/陶瓷基复合材料无陶瓷晶须晶须金属基复合材料晶须/陶基复合材料机非弥散强化合金材料粒子填充塑料金纤维/村脂基复合材料碳纤维碳纤维/金属基复合材纤维/陶基复合材料纤维树脂基复合材料炭黑颗粒/橡胶复合材料有机有机纤维纤维树脂基复合材料高分子材塑料金属/塑料料橡胶,2.分类(1)按来源:天然、人工复合材料等(2)按基体:树脂基、金属基、无机非金属基复合材料等(3)按增强体形态:颗粒增强(particle-reinforced短纤或晶须增强(chopped fiber or whiskers reinforced)连续长纤增强(continuou
4、s fiber-reinforced多维编织布增强(braided fabric or filament windingreinforced)三维编织体增强等(4)按应用:结构、功能、智能复合材料等(5)按增强材料品种:玻纤、碳纤、有机纤维复合材料等(6)按特定含义:通用、先进、现代、近代、混杂、纳米、原位、分子、宏观复合材料等,3-5-2复合材料的组成与特性1概述聚合物基复合材料(polyme-matrix composites,PMC)金属基复合材料(meta-matrix composites,MMC陶瓷基复合材料(同构成”现代复合材料碳/碳复合材料体(carbon-carbon com
5、posites,CMC)无机胶凝基复合材料(fiber reinforced concrete,FRC,(1)组成(composition)基体(matrix增强材料(reinforcement)(都是一个庞大的材料体系、品种繁多,结构与性能呈多样化,复合体系的系统组合、排列给复合材料的巨大的发展空间,原则上,基体与增强体结构与性能差异越大,愈具复合价值,但更为重要的是基体与增强体之间的匹配。)A.颗粒增强体:髙强、高模、耐高温的陶瓷和石墨等非金属材料的微细粉末,主要起增强、增韧作用,而不是普通填料的填充体积或降低成本的作用,增强体价格往往比基体还贵。B短纤维(晶须)(chopped fibe
6、r or whisker):长径比51000之间,横截面积小于52105cm2(当量直径约l10um)的含缺陷很少的单晶纤维,其模量和强度接近其纯晶体的理论值。主要有金属晶须、氧化物晶须、氮化物晶须、硼化物晶须和无机盐类晶须C.纤维及其织物(braided fabric or filament windin):植物纤维、动物纤维、碳物纤维、合成纤维等,(2)复合材料的特性(character)般特性a.可设计性b.构件复合与成型一次性完成,整体性好C.性能分散性大,性能对工艺工程及工艺参数甚至一些偶然性因素都十分敏感,难以精确控制结构和性能d复合效应(多种复合效应)(principle of
7、combined action)般性能特点a.比强度、比模量大b.破坏安全性高c.耐疲劳性好d.阻尼减震性好e.耐烧蚀性能好,2.PMC的组成(1)基体热固性基体(thermosetting matrix)i)熔体或溶液粘度低,易于浸渍与浸润,成型工艺性好i)交联固化成网状结构,尺寸稳定性、耐热性好,但性脆i)制备过程伴有复杂化学反应热塑性基体thermoplastic matrix):i)溶体或溶液粘度大,浸渍与浸润困难,需较高温度和压力下成型,工艺性差)线性分子结构,抗蠕变和尺寸稳定性差,但韧性好制备过程中伴有聚集态结构转变及取向、结晶等物理现象)()增强体主要有碳纤、玻纤维、芳纶纤维、硼
8、纤维等树脂基体与增强体相容性、浸润性较差,多经过表面处理与表面改性,浸润剂、偶联剂、涂复层的使用,使其组成复杂化。,连续纤维长纤维(毡)不连续纤维短切纤维纤维增强(FRC-1铺层方式单向角铺层织物按纤维种类厂玻璃纤维碳纤维PMC芳纶(Kevlar)纤维超高分子量聚乙烯纤维等晶须增强(WRC):碳化硅晶须,氧化铝晶须层片增强:云母,玻璃,金属,AIB2粒子增强(PRC):氧化铝,碳化硅,石愚,金属,多官能团环氧复合材料环氧树脂环氧/酚醛复合材料低压酚醛复合材料高压酚醛复合材料酚醛树脂改性酚醛复合材料环氧酚醛复合材料不饱和聚酯基复合材料双马来酰亚胺基复合材料脲醛基复合材料热固性树脂基聚氨酯基复合材料热固型聚酰亚胺基复合材料复合材料有机硅基复合材料树脂基聚苯硫醚基复合材料聚醚醚酮基复合材料聚醚酮酮基复合材料聚醚酮复合材料热塑性树脂基聚砚基复合材料复合材料聚麟酰亚胺基发合材料醛基复合材料聚四氟乙烯基复合材料聚碳酸酯基复合材料聚苯并咪唑基复合材料聚喹嗯啉基复合材料,END,16、业余生活要有意义，不要越轨。华盛顿17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。罗素贝克18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。马云19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。雷锋20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。布尔沃,
