復(fù)合材料期末復(fù)習(xí)資料.doc

復(fù)合材料復(fù)習(xí)資料1復(fù)合材料的定義？復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。復(fù)合后的產(chǎn)物為固體時才稱為復(fù)合材料，若為氣體或液體，就不能成為復(fù)合材料。2復(fù)合材料的分類：1） 按基體材料類型分為：聚合物基復(fù)合材料；金屬基復(fù)合材料；無機(jī)非金屬基復(fù)合材料。（始終有基字）2） 按增強(qiáng)材料分為：玻璃纖維復(fù)合材料；碳纖維復(fù)合材料；有機(jī)纖維復(fù)合材料；金屬纖維復(fù)合材料；陶瓷纖維復(fù)合材料（始終有纖維二字）3） 按用途分為：功能復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。（兩種的區(qū)別）結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要用做承載力和此承載力結(jié)構(gòu)，要求它質(zhì)量輕、強(qiáng)度和剛度高，且能承受一定溫度。功能復(fù)合材料指具有除力學(xué)性能以外其他物理性能的復(fù)合材料，即具有各種電學(xué)性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能、聲學(xué)性能、摩擦性能、阻尼性能以及化學(xué)分離性能等的復(fù)合材料。3復(fù)合材料的基體：金屬基-對于航天與航空領(lǐng)域的飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等殼體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，要求材料的質(zhì)量小、比強(qiáng)度和比模量高、尺寸穩(wěn)定性好，選用鎂、鋁合金等輕金屬合金做基體。對于高性能發(fā)動機(jī)，要求材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、優(yōu)良的耐高溫性能，同時能在高溫、氧化環(huán)境中正常工作，可以選擇鈦基鎳基合金以及金屬間化合物作為基體材料；對于汽車發(fā)動機(jī)，選用鋁合金基體材料；對于電子集成電路，選用銀銅鋁等金屬為基體。輕金屬基體鋁基、鎂基，使用溫度在450左右或以下使用，用于航天及汽車零部件。連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基采用純鋁或單相鋁合金，顆粒、晶須增強(qiáng)采用高強(qiáng)度鋁合金。鈦基，使用溫度在650（450-700），用作高性能航天發(fā)動機(jī)鎳基、鐵基鈷基及金屬間化合物，使用溫度在1200（1000以上），耐高溫4聚合物基體 一）簡答題（各自優(yōu)缺點）聚合物基復(fù)合材料的聚合物基主要有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。各自優(yōu)缺點：聚合物基優(yōu)點缺點用途不飽和聚酯樹脂總量最多，工藝性良好，能在室溫下固化，常壓下成型，工藝裝置簡單；固化后的樹脂綜合性能良好，但力學(xué)性能不如酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂；價格比環(huán)氧樹脂低，比酚醛樹脂略貴固化時體積收縮率大、耐熱性差很少用于碳纖維復(fù)合材料的基體材料，主要用于民用工業(yè)和生活用品環(huán)氧樹脂目前最普遍使用的樹脂基體，電性能好、耐熱性好、穩(wěn)定性好、力學(xué)性能好、尺寸穩(wěn)定性好，固化收縮率小。低溫固化時耐溫性較差用于碳纖維復(fù)合材料及其他纖維復(fù)合材料酚醛樹脂最早實現(xiàn)工業(yè)化的樹脂，在加熱條件下即能固化，無須添加固化劑，酸堿對固化反應(yīng)起促進(jìn)作用樹脂在固化過程中有小分子析出，故樹脂固需要在高壓下進(jìn)行，已固化的樹脂有良好的壓縮性能，；良好的耐水、耐化學(xué)介質(zhì)和耐燒蝕性能固化時體積收縮率大，樹脂對纖維的粘附性不好，斷裂延伸率低，脆性大大量用于粉狀壓塑料、短纖維增強(qiáng)塑料，碳纖維和有機(jī)纖維復(fù)合材料中很少使用二）聚合物基體的作用 選擇題：a . 將纖維黏在一起；b.分配纖維間的載荷；c .保護(hù)纖維不受環(huán)境的影響5陶瓷基 特點：比金屬更高的熔點和硬度，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，耐熱性、抗老化性好，但脆性大，韌性差。需要加入第二相顆粒、晶須以及纖維進(jìn)行增韌處理。常用的陶瓷基主要包括玻璃（非晶態(tài)固體）、玻璃陶瓷（多晶固體）、氧化物陶瓷（Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫來石，熔點均在2000以上）、非氧化物陶瓷（氮化物，碳化物，硼化物，硅化物）、無機(jī)膠凝材料（水泥，石膏，菱苦土和水玻璃 研究最多的是纖維增強(qiáng)水泥增強(qiáng)塑料）6 復(fù)合材料界面定義：復(fù)合材料中增強(qiáng)體和基體接觸構(gòu)成的界面，是一個具有一定厚度（納米以上）、結(jié)構(gòu)隨基體和增強(qiáng)體而異，與基體和增強(qiáng)體有明顯差別的新相-界面相。起“紐帶”和“橋梁”作用。7復(fù)合材料界面的作用？界面的作用歸納為幾種效應(yīng)：傳遞效應(yīng)，界面能傳遞力，能將外力傳遞給增強(qiáng)體，在基體和增強(qiáng)體間起“橋梁”作用。阻斷效應(yīng)，結(jié)合適當(dāng)?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴(kuò)展、中斷材料破壞、減緩應(yīng)力集中的作用。不連續(xù)效應(yīng)，在界面上產(chǎn)生物理性能的不連續(xù)性和界面摩擦出現(xiàn)等現(xiàn)象，比如抗電性、尺寸穩(wěn)定性等。散射和吸收效應(yīng)，光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產(chǎn)生散射和吸收，如透光性、隔熱性、隔音性等。誘導(dǎo)效應(yīng)，一種物質(zhì)（增強(qiáng)體）的表面結(jié)構(gòu)使另一種（聚合物基體）與之接觸的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)由于誘導(dǎo)作用而發(fā)生改變，由此產(chǎn)生一些現(xiàn)象，如強(qiáng)的彈性、低的膨脹性等。聚合物基復(fù)合材料：8界面的形成P14-15：聚合物基復(fù)合材料界面的形成分為兩個階段：第一階段是基體與增強(qiáng)纖維的接觸與浸潤過程。由于增強(qiáng)纖維對基體分子的各種基團(tuán)或基體中各組分的吸附能力不起著同，它總是要吸附那些能夠降低其表面能的物質(zhì)，并優(yōu)先吸附那些能較多降低表面能的物質(zhì)，因此，界面聚合層在結(jié)構(gòu)上與聚合物本體是不同的。第二階段是聚合物的固化階段。在此過程中聚合物通過物理的或化學(xué)的變化而固化，形成固定的界面層。界面層的包括:界面的結(jié)合力、界面的厚度和界面的微觀結(jié)構(gòu)等幾個方面。9 界面作用機(jī)理？界面對復(fù)合材料特別是其力學(xué)性能起著極為重要的作用。如果界面很脆及斷裂應(yīng)變很小而強(qiáng)度很大免責(zé)纖維的斷裂可能引起裂紋沿垂直與纖維方向擴(kuò)展，誘發(fā)相鄰纖維相繼斷裂，這種復(fù)合材料的斷裂韌性很差。如果界面結(jié)合強(qiáng)度較低，則纖維斷裂引起的裂紋可以改變方向而沿界面擴(kuò)展，遇到纖維缺陷或薄弱環(huán)節(jié)時，裂紋再次跨越纖維，繼續(xù)沿界面擴(kuò)展，形成曲折的路徑，需要較多的斷裂功。因此，如果界面和基體的斷裂應(yīng)變都較低時，從提高斷裂韌性的角度出發(fā)，適當(dāng)減弱界面強(qiáng)度和提高纖維延伸率是有利的。10界面作用機(jī)理運用的理論 （選擇題）：界面吸附理論、化學(xué)鍵理論、物理吸附理論、變形層理論、擴(kuò)散層理論金屬基復(fù)合材料：11加工時在界面附近區(qū)域會產(chǎn)生熱殘余應(yīng)力，往往超過基體的屈服強(qiáng)度，容易導(dǎo)致附近區(qū)域的缺陷。纖維增強(qiáng) 金屬基 復(fù)合材料界面的類型（選擇。出一種纖維與基體判斷類型）纖維與基體不反應(yīng)不溶解鎢絲/銅、氧化鋁纖維/銅、氧化鋁纖維/銀、硼纖維（表面涂）/鋁、不銹鋼絲/鋁、碳化硅纖維/鋁、硼纖維/鋁、鎂界面平坦，只有分子厚度，除原組裝物質(zhì)外，基本上不含其它物質(zhì)纖維與基體不反應(yīng)但溶解鍍鉻的鎢絲/銅、碳纖維/鎳、鎢絲/鎳、合金共晶體絲/統(tǒng)一合金界面為原組裝組織的犬牙交錯的溶解擴(kuò)散界面纖維與基體反應(yīng)形成界面層鎢絲/銅鈦合金、碳纖維/鋁、氧化鋁纖維/鈦、硼纖維/鈦、硼纖維/鋁鈦合金、碳化硅纖維/鈦、SiO2纖維/鋁界面含有亞微級左右的界面反應(yīng)產(chǎn)物層12 比強(qiáng)度、比模量：比模量是材料的模量與密度之比，比強(qiáng)度是材料的強(qiáng)度與密度之比。是度量材料承載能力的一個指標(biāo)，比強(qiáng)度越高，同一零件的自重越小，比模量越大，零件的剛性越大。第二章：復(fù)合材料的復(fù)合原理及界面1增強(qiáng)機(jī)理包括：顆粒增強(qiáng)原理、纖維增強(qiáng)原理、短纖維（晶須）增強(qiáng)原理顆粒增強(qiáng)原理根據(jù)增強(qiáng)粒子的尺寸大小分為：彌散增強(qiáng)原理和顆粒增強(qiáng)原理。微粒尺寸越小，體積分?jǐn)?shù)越高，彌散強(qiáng)化效果越好。2混合法則的定義？Ec=Ef*Vf+Em*Vm,表明纖維、基體對復(fù)合材料平均性能的貢獻(xiàn)正比于它們各自的體積分?jǐn)?shù)。3 臨界纖維長度的定義？Lc是載荷傳遞長度的最大值，稱為臨界纖維長度，在這個長度上纖維承載應(yīng)力小于最大纖維強(qiáng)度。當(dāng)纖維長度小于臨界長度時，最大纖維應(yīng)力小于纖維平均斷裂強(qiáng)度，纖維不會斷裂。當(dāng)纖維長度大于臨界長度時，纖維應(yīng)力可以達(dá)到平均強(qiáng)度，當(dāng)纖維應(yīng)力等于其強(qiáng)度是，纖維將發(fā)生斷裂。4界面相的定義？復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體接觸構(gòu)成的界面，是一層具有一定厚度（納米以上）、結(jié)構(gòu)隨基體和增強(qiáng)體而異的、與基體有明顯差別的新相界面相（層）。5 適當(dāng)?shù)慕缑娼Y(jié)合強(qiáng)度。（簡答）聚合物基復(fù)合材料增強(qiáng)體與聚合物基體之間形成較好的界面粘結(jié)，才能保證應(yīng)力從基體傳遞到增強(qiáng)材料。充分發(fā)揮數(shù)以萬計單根纖維同時受力的作用。界面黏合強(qiáng)度不僅與界面的形成過程有關(guān)，還取決于界面粘結(jié)形式（物理機(jī)械結(jié)合、化學(xué)結(jié)合）。物理機(jī)械結(jié)合，即通過等離子體刻蝕或化學(xué)腐蝕使增強(qiáng)體表面凹凸不平，基體擴(kuò)散嵌入到增強(qiáng)體表面的凹坑、縫隙和微孔中，增強(qiáng)材料則“錨固”在聚合物基體中；化學(xué)結(jié)合，即基體與增強(qiáng)體之間形成化學(xué)鍵，可以設(shè)法使增強(qiáng)體表面帶有極性基團(tuán)，使之與基體間產(chǎn)生化學(xué)鍵或其他相互作用力（如氫鍵）。界面粘結(jié)太弱，復(fù)合材料在應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生界面脫粘破壞，纖維不能充分發(fā)揮增強(qiáng)作用。出現(xiàn)韌性斷裂。界面粘結(jié)太強(qiáng)，復(fù)合材料在應(yīng)力作用下破裂產(chǎn)生的正在增長的裂紋容易擴(kuò)散到界面，直接沖擊增強(qiáng)材料而呈現(xiàn)脆性斷裂。金屬基復(fù)合材料-連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料，增強(qiáng)纖維具有很高的強(qiáng)度和模型，當(dāng)復(fù)合材料中某一根纖維發(fā)生斷裂產(chǎn)生的裂紋到達(dá)相鄰纖維的表面時，裂紋尖端的應(yīng)力作用在界面上，如果界面結(jié)合適中，則纖維與基體在界面處脫粘，裂紋沿界面發(fā)展，短話了裂紋尖端，當(dāng)主裂紋越過纖維繼續(xù)向前擴(kuò)展時，纖維呈“橋接”現(xiàn)象。當(dāng)界面結(jié)合很強(qiáng)時，界面處不發(fā)生脫粘，裂紋繼續(xù)發(fā)展穿過纖維，造成“脆斷”。第三章 復(fù)合材料的增強(qiáng)材料-玻璃纖維增強(qiáng)材料1玻璃纖維增強(qiáng)材料按其原料組成分為：1）無堿玻璃纖維、有堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維、特種玻璃纖維。Ps：無堿玻璃纖維又稱“電氣玻璃”，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐強(qiáng)堿，不耐酸，電性能好。 有堿玻璃纖維：用于窗玻璃，對潮氣侵蝕很敏感，很少用。 中堿玻璃纖維： 耐酸性好，用于耐腐蝕領(lǐng)域，價格便宜。2 玻璃纖維（非結(jié)晶型無機(jī)纖維）的化學(xué)組成：二氧化硅、三氧化二硼、氧化鈣、三氧化二鋁。Ps：堿性氧化物能夠降低玻璃的熔化溫度和熔融溫度，排除玻璃液中的氣泡，還有助熔作用。3 玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度與直徑和長度有關(guān)，直徑和長度越大，強(qiáng)度越?。缓瑝A量越大，強(qiáng)度越小。Ps：存放時間越長，強(qiáng)度越低。拉伸強(qiáng)度：高強(qiáng)玻璃纖維無間玻璃纖維有堿玻璃纖維4玻璃纖維的制造方法：坩堝法和池窯拉絲法。填空5 浸潤劑作用是：潤滑作用，防止纖維間的磨損，使纖維得到保護(hù)；粘結(jié)作用，使單絲集束成原紗或絲束；紡織纖維表面聚集靜電荷；使纖維獲得能與基體材料良好粘結(jié)表面性質(zhì)。常用的潤滑劑：石蠟乳液和聚酯酸乙烯酯。石蠟乳液屬紡織型，主要有石蠟、凡士林、硬脂酸、變壓器油、固色劑、表面活性劑和水。使用時要經(jīng)過脫蠟處理。而聚酯酸乙烯酯豬油有成膜劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗靜電劑，易使玻璃纖維起毛。6 玻璃纖維紗分為加捻紗和無捻紗。Ps：加捻紗是通過退繞、加捻、并股、絡(luò)紗而制成的玻璃纖維品紗。無捻紗是不經(jīng)退繞、加捻、直接并股、絡(luò)紗而成。有捻紗常用石蠟乳劑作為潤滑劑；無捻紗用聚酯酸乙烯酯作潤滑劑，成本低，但易磨損起毛。碳纖維增強(qiáng)材料7 碳纖維的制造方法分為：氣相法和有機(jī)纖維碳化法。Ps：氣相法只能制造晶須或短纖維，不能制造連續(xù)長絲。而有機(jī)纖維碳化法適合制造連續(xù)長絲。8 有機(jī)纖維碳化法 工藝過程的目的？（簡答）制備碳纖維的四個階段及目的。有機(jī)纖維碳化法是先將有機(jī)纖維經(jīng)過穩(wěn)定處理變成耐焰纖維，然后再在惰性氣氛中，在高溫下進(jìn)行烘燒碳化，使有機(jī)纖維失去部分碳和其他非碳原子，形成以碳為主要成分的纖維狀物。制作碳纖維的主要原材料有三種：人造絲（粘膠纖維）、聚丙烯腈纖維、瀝青基碳纖維。Ps：瀝青基碳纖維有高模量的各向異性。制造高強(qiáng)度、高模量碳纖維多選用聚丙烯腈。工藝過程包括：噴絲預(yù)氧化處理碳化處理石墨化處理。噴絲：可用濕法、干法或熔融狀態(tài)三種，聚丙烯腈噴絲后得到的原纖維稱為“先驅(qū)絲”。 預(yù)氧化處理：在氧化氣氛中預(yù)氧化處理，使鏈狀聚丙烯腈分子發(fā)生交聯(lián)、環(huán)化、氧化、脫氫等化學(xué)反應(yīng)，放出H2O，HCN、NH3和H2等分解產(chǎn)物，形成耐熱的梯形結(jié)構(gòu)。 碳化處理：在高純氮氣中慢速加溫，以除去其中的非碳原子。（ps：影響碳化質(zhì)量的因素有：氮氣純度、碳化溫度和碳化速率） 石墨化處理：在高純氬氣保護(hù)下快速升溫，纖維中的碳發(fā)生石墨結(jié)晶，可以得到高強(qiáng)度的石墨纖維。 Ps：晶粒越小，強(qiáng)度越大。碳化硅纖維9 制備方法分為兩種：化學(xué)氣相沉積法、先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法。P64-65化學(xué)氣相沉積法制備碳化硅纖維時，是在管式反應(yīng)器中采用汞電極直接用直流電或射頻加熱，將鎢絲或碳絲載體加熱到1300作用，在氫氣中清潔其表面，在進(jìn)入圓柱形反應(yīng)室，在反應(yīng)室中通入氫氣和氯硅烷氣體混合物，在灼熱的芯絲表面上反應(yīng)生成碳化硅并沉積在芯絲表面。結(jié)構(gòu)由纖維中心向外依次為芯絲、富碳的碳化硅層、碳化硅層、外表面富硅涂層。先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備碳化硅纖維時，將有機(jī)硅聚合物（聚二甲基硅烷）轉(zhuǎn)化成可砂性的聚碳硅烷，經(jīng)熔融紡絲或溶液紡絲制成先驅(qū)絲，用電子束照射等手段使之交聯(lián)，最后在惰性氣氛或真空中高溫?zé)Y(jié)成碳化硅纖維。芳綸纖維 主分？什么是？10 主分：聚合物大分子的主鏈有芳香環(huán)和酰胺鍵構(gòu)成。CPhCNPhN?打不出，需手抄化學(xué)式代表：聚對苯二甲酰對苯二胺纖維（PPTA） 防彈衣。晶須11 定義：晶須是以單晶結(jié)構(gòu)生長的直徑小于3m的短纖維，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，原子排列高度有序，缺陷少，纖維中強(qiáng)度最高。第四章：聚合物基復(fù)合材料1 聚合物基復(fù)合材料（定義）：由一種或多種細(xì)小形狀（直徑為微米級）的材料分散于聚合物塑料中組成。屬微米級復(fù)合材料。2 聚合物基體分為：熱固性基體和熱塑性基體。3 材料設(shè)計（定義）：材料設(shè)計是指通過理論與計算預(yù)測新材料的組分、結(jié)構(gòu)與性能，或者說，通過理論設(shè)計來“訂做”具有特定性能的新材料。Ps：按研究對象的空間尺度分為三個層次：微觀設(shè)計層次、連續(xù)模型層次、工程設(shè)計層次。4聚合物基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計。（簡答）-定義，步驟復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計是選用不同材料綜合各種設(shè)計（如層合板設(shè)計、典型結(jié)構(gòu)設(shè)計、連續(xù)設(shè)計等）的反復(fù)過程。過程分為三個步驟：1）明確設(shè)計條件，如性能要求、載荷情況、環(huán)境條件、條件限制等。2）材料設(shè)計，包括原材料選擇、鋪層性能的確定、復(fù)合材料層合板的設(shè)計等。3）結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括復(fù)合材料典型結(jié)構(gòu)件的設(shè)計，以及復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計。5聚合物基復(fù)合材料飛制作工藝和方法（只理解，不重要）？原材料：纖維等增強(qiáng)體和聚合物基體材料。制造方法分類：熱固性復(fù)合材料的制造方法，如手工成型法、噴涂成型法、壓縮成型法、注射成型法、SMC壓縮成型法、第五章：金屬基復(fù)合材料1金屬基復(fù)合材料（定義）（MMC）是一類以金屬或合金為基體，以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強(qiáng)相的非均質(zhì)混合物。2 金屬基復(fù)合材料的基體材料選擇（理解）在連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料中，纖維是主要的承載體，基體的作用是保證纖維的性能充分發(fā)揮，并不需要基體有高強(qiáng)度和高模量，也不需要基體金屬具有熱處理強(qiáng)化等性質(zhì)，但要求有好的塑性和纖維良好的相容性。3 金屬基復(fù)合材料的加工方法分為：初加工和精加工填空4連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的纖維表面處理是指對纖維表面涂覆適當(dāng)?shù)谋⊥繉?，目的是：為了防止或抑制界面反?yīng)，已獲得合適的界面結(jié)構(gòu)和結(jié)合強(qiáng)度；改善增強(qiáng)體與基體間在復(fù)合過程中的潤濕與結(jié)合；有助于纖維的規(guī)則排列；減少纖維與基體之間的應(yīng)力集中。選擇5固態(tài)法（定義）：是指在金屬基復(fù)合材料中基體處于固態(tài)下制造金屬基復(fù)合材料的方法。分為粉末冶金法、熱壓法、熱等靜壓法、軋制法、擠壓法、拉拔法和爆炸焊接法。液態(tài)法（定義）：是指在金屬基復(fù)合材料中基體處于熔融狀態(tài)下與固體增強(qiáng)物復(fù)合的方法。分為：鑄造法、液態(tài)金屬浸漬法、真空壓力浸漬法、液態(tài)模鍛法、共噴沉積法和熱噴涂法。第六章：陶瓷基復(fù)合材料1 陶瓷基復(fù)合材料的分類 按組成化合物元素的不同，分為：氧化物陶瓷（Al2O3、ZrO2、SiO2、MgO）、碳化物陶瓷（SiC、B4C、TiC）、氮化物陶瓷（BN、Si3N4）、混合氧化物（3Al2O32SiO2）。2 纖維、晶須增韌機(jī)制增韌機(jī)理，簡答 各種機(jī)制的定義纖維和晶須的引入不僅提高了陶瓷材料的韌性，更重要的是使陶瓷材料的斷裂行為發(fā)生的根本性變化，由原來的脆性斷裂變?yōu)榉谴嘈詳嗔?。材料的斷裂過程為：基體中出現(xiàn)裂紋、纖維、晶須與基體發(fā)生界面解離（也成為“脫粘”）、纖維、晶須的斷裂和拔出。而纖維、晶須的增韌機(jī)制有裂紋偏轉(zhuǎn)；纖維、晶須拔出；脫粘；橋聯(lián)。裂紋偏轉(zhuǎn)：在擴(kuò)展裂紋尖端應(yīng)力場中的增強(qiáng)體會導(dǎo)致裂紋發(fā)生彎曲和偏轉(zhuǎn)，從而干擾應(yīng)力場，致使應(yīng)力強(qiáng)度降低，起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用?；w中的裂紋很難穿過纖維或晶須，在原來的擴(kuò)展方向進(jìn)行擴(kuò)展，相對的，更容易繞過纖維或纖維并盡量貼近纖維或晶須表面進(jìn)行擴(kuò)展，即發(fā)生裂紋偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)后的裂紋受到的拉應(yīng)力往往低于偏轉(zhuǎn)前，由于裂紋擴(kuò)展呢路徑增長，裂紋擴(kuò)展中需要更多的能量，因此通過裂紋擴(kuò)展路徑的增長起到增韌作用。增強(qiáng)體的長徑比越大，增韌效果越好。脫粘增韌：脫粘是指在復(fù)合材料中，纖維與基體產(chǎn)生解離，產(chǎn)生了新的表面，盡管單位面積的表面能很小，但是所有脫粘纖維總的表面能很大。脫粘可以使基體的內(nèi)部應(yīng)力釋放，從而起到增韌的作用。纖維、晶須的拔出：是指靠近裂紋尖端的纖維在外應(yīng)力作用下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。前提必須發(fā)生脫粘。當(dāng)纖維、晶須上的拉伸應(yīng)力小于斷裂強(qiáng)度，剪切應(yīng)力大于基體界面結(jié)合強(qiáng)度時，發(fā)生脫粘而出現(xiàn)纖維、晶須的拔出。纖維、晶須拔出會使裂紋尖端的應(yīng)力松弛，從而減緩了裂紋的擴(kuò)展，起到增韌作用。晶須橋聯(lián)：對于特定位向和分布的纖維，裂紋很難偏轉(zhuǎn)，只能沿著原來的擴(kuò)展方向繼續(xù)擴(kuò)展，這時，緊靠裂紋尖端處的纖維并未斷裂，而是在裂紋兩邊搭起小橋，此時裂紋表面產(chǎn)生一個壓應(yīng)力，以消除外加拉應(yīng)力的作用，起到增韌作用。3 陶瓷基復(fù)合材料的成型方法主要有四類：傳統(tǒng)的混合方法和粘合液浸漬方法；化學(xué)合成技術(shù)；熔融浸漬方法；化學(xué)反應(yīng)形成的方法（如化學(xué)氣相沉積、化學(xué)氣相浸潤、反應(yīng)結(jié)合法）Ps：傳統(tǒng)的對耐熱基體不適合，化學(xué)合成可以用于涂敷纖維，加工溫度比1低。熔融浸漬要求熔點不能太高?；瘜W(xué)反應(yīng)形成結(jié)構(gòu)的速率低。第七章：水泥基復(fù)合材料1 水泥基復(fù)合材料的定義：是由水硬性凝膠材料與水發(fā)生水化、硬化后形成的硬化水泥漿體作為基材，與各種無機(jī)、金屬、有機(jī)材料所組成的材料。由硅酸鹽水泥、水、砂和石組成的普通混凝土是應(yīng)用最廣泛的水泥基復(fù)合材料。2水泥基復(fù)合材料分為兩類：纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料、聚合物混凝土復(fù)合材料。聚合物混凝土復(fù)合材料分為：聚合物混凝土、聚合物浸漬混凝土和聚合物改性混凝土。各種的不同 聚合物混凝土中全部以聚合物代替水泥做膠結(jié)材料，與骨料結(jié)合而成復(fù)合材料。聚合物浸漬混凝土是降低粘度的有機(jī)物單體、預(yù)聚體、聚合物等浸漬到已硬化的混凝土孔隙中，再經(jīng)聚合等步驟使水泥混凝土與聚合物成為一個整體。聚合物改性混凝土是以水泥和聚合物為膠結(jié)材料與骨料結(jié)合而成混凝土，即在混凝土的組成中加入聚合物。Ps：聚合物混凝土用于搶修中。3 高性能混凝土中，水和水泥拌成的水泥漿起到膠結(jié)作用，砂、石集料起到骨架作用，見P169圖配制高性能混凝土?xí)r必須摻高效減水劑，否則不可能具有合適的工作性。高性能減水劑有四類：磺化萘甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、聚羧酸鹽、改性木質(zhì)磺酸鹽。高效減水劑與水泥的相容性很重要。Ps：配制高性能混凝土的要點：摻入與水泥具有相容性的減水劑以降低水灰比，摻入細(xì)摻合料、選用合適的集料，尤其是粗集料。4 纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料（定義）：也稱“纖維增強(qiáng)混凝土”，指以水泥、水、細(xì)的（或粗細(xì)混合）集料形成的混合物為基體，以各種有機(jī)、無機(jī)或非金屬的不連續(xù)短切纖維為增強(qiáng)體組成的材料。 5 混凝土基纖維復(fù)合材料的制備工藝簡答1）配合比，包括纖維的體積分?jǐn)?shù)和基準(zhǔn)混凝土的配合比，又涉及膠合料的用量、水灰比以及水的用量。2）投料順序與施工工藝：注漿法，將流動性砂漿注入事先放置于模板中纖維骨架中，或在振動的同時向模