復(fù)合材料的復(fù)合理論

1、 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special Fabrication and Process of Materials 1、物理性能的復(fù)合法則 1.1加和（平均）特性 1.2乘積（傳遞）特性 1.3結(jié)構(gòu)敏感特性 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special Fabrication and Process of Materials 對于復(fù)合材料，最引人注目的是其高比強度、高比彈性模量等力學(xué)性能。但是其物理性能(non-structural properties)也應(yīng)該通過復(fù)合化得到提高。 按照Alberts

2、和Halo的分類，物理性能分為: 1.1加和（平均）特性 1.2乘積（傳遞）特性 1.3結(jié)構(gòu)敏感特性 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special Fabrication and Process of Materials1.1加和特性(mean properties) 主要由原材料的組合形狀和體積分?jǐn)?shù)決定復(fù)合材料的性能。相當(dāng)于力學(xué)性能中的彈性模量、線膨脹率等結(jié)構(gòu)不敏感特性。復(fù)合法則為 式中Pc為復(fù)合材料的特性，Pi為構(gòu)成復(fù)合材料的原材料的特性，Vi為構(gòu)成復(fù)合材料的原材料的體積分?jǐn)?shù)，n由實驗確定，其范圍為 -1n1。熱傳導(dǎo)、電導(dǎo)、透磁率等都屬于此類，稱

3、為移動現(xiàn)象。其穩(wěn)態(tài)過程可以按靜電場、靜磁場的方法處理。PPVciniiN()1 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special Fabrication and Process of Materials 誘電率、透磁率、電導(dǎo)系數(shù)、熱導(dǎo)率、擴散系數(shù)等穩(wěn)態(tài)過程的相似性現(xiàn)象勢梯度Xi=-物理常數(shù) Lij流束 Ji=Lijxi靜電場靜磁場電導(dǎo)熱傳導(dǎo)擴散靜電勢磁勢電動勢溫度濃度電場磁場電場溫度梯度濃度梯度誘電率透磁率電導(dǎo)率熱導(dǎo)率擴散系數(shù)電場密度磁場密度電流密度熱流束質(zhì)量流束 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special

4、Fabrication and Process of Materials1.2傳遞特性(乘積特性，product properties) 復(fù)合材料的乘積特性的概念是充分發(fā)揮構(gòu)成復(fù)合材料的兩種以上原材料的不同性能。 對于復(fù)合材料，假定X作為輸入時產(chǎn)生輸出Y（Y/X）；而Y又作為第二次的輸入，產(chǎn)生輸出Z（Z/Y）。這樣就相當(dāng)于產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，從而引出新的機能（Z/X）。 這種基本想法與傳統(tǒng)的的復(fù)合材料中“引入作為強化的材料的第二相以改善基體材料的性能不足的部分”的想法從本質(zhì)上是不同的。它為開發(fā)出具有全新性能的功能性復(fù)合材料指出了方向。現(xiàn)在對該系統(tǒng)的研究主要是有關(guān)定向凝固合金等方面，當(dāng)然對復(fù)合材料的發(fā)展也寄予很大的希望。 材料特種制備與加工研究部材料特種制備與加工研究部 Division of Special Fabrication and Process of Materials1.3結(jié)構(gòu)敏感特性 在復(fù)合材料的力學(xué)性能中，彈性模量等屬于不敏感特性。即它主要受第二相的體積分?jǐn)?shù)所支配