復(fù)合材料復(fù)習(xí)資料

的性能。復(fù)合材料=增加劑+基體復(fù)合材料分類：按性能凹凸：常用復(fù)合材料，先進(jìn)復(fù)合材料。按基體材料：1.增加復(fù)合材料。復(fù)合材料的特征三種根本的物理相〔基體相、增加相和界面相、組分材料性能差異很大、組成復(fù)合材料后的性能不僅改進(jìn)很大，而且還消滅性能。影響復(fù)合材料性能的主要因素及成型技術(shù)、界面的性能。度、改善性能的作用。增加體分類纖維類增加體：碳纖維，氧化鋁纖維，碳化硅纖維顆粒類增加4.金屬絲5.片狀物增加體：陶瓷薄片增加體的根本特征.具有能明顯提高基體某種所需特性的性能2.具有良好的化常用纖維種類：無(wú)機(jī)非金屬纖維〔玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、氮化硅纖維、金屬絲纖維、有機(jī)纖維〔Kevlar纖維、聚乙烯纖維。：有機(jī)玻璃纖維，中堿玻璃纖維，低堿玻璃纖維，無(wú)堿玻璃纖維2.按用途：高強(qiáng)度纖維，低介電纖維，耐化學(xué)藥品纖維，耐電腐蝕纖維，耐堿纖維3.按單絲直徑：粗紗，初級(jí)紗，中級(jí)紗，高級(jí)紗，超細(xì)紗4.按纖維外觀5.按纖維特性：高強(qiáng)玻璃纖維；高模量玻璃纖維；耐高溫玻璃纖維；耐堿玻璃纖維；耐酸玻璃4.存放時(shí)間：存5.施加負(fù)荷時(shí)間：拉伸強(qiáng)度隨施加負(fù)荷時(shí)間增長(zhǎng)在外力作用下，使微裂紋擴(kuò)展速度加速。6.玻璃纖維的成型工藝和條件。碳纖維構(gòu)造最根本的構(gòu)造單元二級(jí)構(gòu)造單元：石三級(jí)構(gòu)造單元直徑在50nm碳纖維的皮芯構(gòu)造排列較整齊有序，占直徑的14％，芯子占39％，由皮層到芯子，微晶減小，排列漸漸紊亂，構(gòu)造不均勻性愈來(lái)愈顯著。皮層：微晶較大，排列有序。芯層：微晶減小，排列紊亂，構(gòu)造不均勻。有機(jī)纖維構(gòu)造與性能關(guān)系：子間有氫鍵，彈性模量高、熱穩(wěn)定性和耐低溫性好。碳纖維的制備：1.碳化法1.2.3.4.碳化：1000～1500℃，保護(hù)性氣氛下，脫氫、交聯(lián)、環(huán)化，得亂層環(huán)狀石墨。石墨化：2023～2500℃，亂層環(huán)構(gòu)造向三維石墨構(gòu)造轉(zhuǎn)化，形成聚合碳結(jié)晶，3個(gè)步驟：穩(wěn)定化處理、碳化熱處理、石墨化熱處理2.聚丙烯腈〔PAN〕原絲制備碳纖維分為三個(gè)階段：1.預(yù)氧化：200℃～300℃的氧化氣氛中，原絲受張力狀況下進(jìn)展。2.碳化：在400℃～1900℃的惰性氣氛中進(jìn)展，碳纖維生成的主要階段。除去大量的氮、氫、氧等非碳元素，轉(zhuǎn)變了原PAN纖維的構(gòu)造，形成了碳纖維。碳化收率40％~45％，含碳量95%左右。3.高碳纖維的彈性模量。粘膠纖維為原料制造碳纖維：粘膠纖維屬于多糖類有機(jī)化合物，分子式而制成粘膠基碳纖維。瀝青為原料Pan相像，但是需要經(jīng)過(guò)調(diào)制處理，去90GPa。聚合物基復(fù)合材料〔PMC〕1分類：預(yù)浸料，接觸成型〔手糊成型，噴射成型，壓力成型〔1.2.3.層壓成型擠成型，夾層構(gòu)造制造，編織，樹脂傳遞成型，注射成型，增加反響注射成型制造過(guò)程：預(yù)浸料的制造、制件的鋪層、固化及制件的后處理與機(jī)械加工等。預(yù)浸料制備：預(yù)浸料是指定向排列的連續(xù)纖維〔單向、織物〕浸漬樹脂后所形成的厚度均勻的薄片狀半成品。制件成型固化工藝：一是成型，馬上預(yù)浸料按產(chǎn)品的要求，鋪置成確定的外形溫度、時(shí)間和壓力等因素影響下使外形固定下來(lái)，并能到達(dá)預(yù)期的性能要求。5.生產(chǎn)中承受的成型工藝：(1)手糊成型(2)噴射成型(3)樹脂傳遞成型(4)樹脂膜熔浸成型(5)真空袋成型(6)模壓成型工藝(7)纖維纏繞成型(8)反響注射成型(9)拉擠成型(10)離心成型工藝(11)澆注成型工藝6.各種工藝方法共同遵循的原則1.2.樹脂3.盡量削減氣泡，降低孔隙率，4.把握所用樹脂的工藝性能，制定合理的工藝標(biāo)準(zhǔn)圍。7成型工藝方法的選擇基點(diǎn)1.2.3.預(yù)定價(jià)格和經(jīng)濟(jì)效益8.手糊成型工藝：先在磨具上涂刷一層脫膜劑，然后參與含有固化劑的樹脂混金MMC金屬基體的選擇依據(jù)：1.金屬基復(fù)合材料的使用要求2.金屬基復(fù)合材料組成3.基體金屬與增加物的相容性MMC的制備工藝爭(zhēng)論方面：1.金屬基體與增加材料的結(jié)合方式和結(jié)合性2.金屬基體／增加材料界面和界面產(chǎn)物在工藝過(guò)程中的形成及把握3.增加材料(相)5.優(yōu)化工藝參數(shù)，提高復(fù)合材料的性能和穩(wěn)定性，降低本錢。方法：固態(tài)法、液態(tài)法、噴涂與噴射沉積、原位復(fù)合固態(tài)法制備：將金屬粉末或金屬箔與增加物〔纖維、晶須、顆?！嘲丛O(shè)計(jì)要求以確定的含量、分布、排布在一起，再經(jīng)加熱、加壓集中粘接，將金屬與增加物復(fù)合在一起，形成MMC。①集中結(jié)合是是傳統(tǒng)金屬材料一種固態(tài)焊接技術(shù)，是5.液態(tài)法：是金屬基體處于熔融狀態(tài)下與固體增加物復(fù)合成材料的方法。包括點(diǎn)是金屬基體在制備復(fù)合材料時(shí)均處于液態(tài)。7.噴涂與噴射沉積：最大持點(diǎn)是增加材料與基體金屬間潤(rùn)濕性要求低；增加材射沉積則主要用于制備顆粒增加金屬基復(fù)合材料。原位復(fù)合：在金屬內(nèi)部通過(guò)參與反響物質(zhì)，或通入反響氣體在液態(tài)金屬內(nèi)部直接金屬氧化法(DIMOXTM)和反響生成法〔XDTM)。金屬基體的選擇〔按溫度〕：①450℃以下鋁基和鎂基②450~700℃鈦合金③陶瓷基復(fù)合材料強(qiáng)韌化的途徑：1.顆粒彌散：其次相顆粒的引入可以改善陶瓷材料的力學(xué)性2.纖維〔晶須〕補(bǔ)強(qiáng)增韌：在陶瓷基復(fù)合材料中，纖維與陶瓷基體的彈性模量格外接近，二者擔(dān)當(dāng)載荷的力氣相當(dāng)，參與纖維的主要作用不是增加強(qiáng)度，而是提高韌性3.層狀復(fù)合增韌：材料制備成層狀，每層厚度達(dá)微米級(jí)，目前已有的為亞微米，材料的韌Al2O3基體與增加材料的力學(xué)和熱膨脹性能及相變狀況陶瓷基復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)：1.3.碳化硅的最大特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度高，有很高的熱傳導(dǎo)力氣，在陶瓷中僅次于氧化鈹陶瓷，系數(shù)幾乎為零，耐熱震性好。MAS〕C/C復(fù)合材料制備：1.碳纖維預(yù)制體的制備①碳纖維的選擇②碳纖維編織構(gòu)造的設(shè)計(jì)2.基C/C提高抗氧化性的措施主要有兩種：1.在C/C復(fù)合材料外表進(jìn)展耐高溫材料的2.C/C含有氧化抑制劑。納米復(fù)合材料：是指分散相尺度至少有一維小于100nm度和韌性比單組分納米材料提高2～5復(fù)合方式：復(fù)合而成0-3〔0-2復(fù)合體系(把納米粒子分散到二維的薄膜材料中得到的納米復(fù)多層膜,各層膜的厚度均為納米級(jí))復(fù)合材料的仿生設(shè)計(jì)和制備領(lǐng)域：材料的構(gòu)造仿生、功能仿生、過(guò)程仿生。傷和裂紋的恢復(fù)和愈合?！采锊牧系膹?fù)合特性、功能適應(yīng)性、創(chuàng)傷愈合。復(fù)合材料的仿生設(shè)計(jì)的種類：1.復(fù)合材料最差界面的仿生設(shè)計(jì):利用仿骨的啞鈴最差界面結(jié)合2.分形樹狀纖維和3.4.5.仿生疊層復(fù)合材料的爭(zhēng)論水泥基復(fù)合材料的種類：復(fù)合材料〔依據(jù)增加體的種類分類〕先進(jìn)的水泥基復(fù)合材料：高強(qiáng)混凝土、高性能混凝土、無(wú)宏觀缺陷水泥基材料、均布超細(xì)顆粒致密體系、活性粉末混凝土混凝土的和易性能。流淌性是指粘聚性保水性是指在拌混凝土具有確定的保水力氣，在施工過(guò)程中，不致產(chǎn)生嚴(yán)峻泌水現(xiàn)象的性能。技術(shù)1.自集中高溫合成(SHS)：利用協(xié)作的原材料自身的燃燒反響放出的熱量使化2.材料中的其次相或者復(fù)合材料中的增加相生成于材產(chǎn)生。界面：復(fù)合材料中增加體與基體接觸構(gòu)成的界面，是一層具有確定厚度(納米以上)、構(gòu)造隨基體和增加體而異的、與基體有明顯差異的相——界面相(界面層)。它是增加相和基體相連接的“紐帶”，也是應(yīng)力及其他信息傳送的橋梁。界面區(qū)組成：基體、基體外表區(qū)、相互滲透區(qū)、增加劑外表區(qū)、增加劑界面效應(yīng)：是任何一種單一材料所沒(méi)有的特性，它對(duì)復(fù)合材料具有重要的作用。與界面結(jié)合狀態(tài)、形態(tài)和物理-化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，也與復(fù)合材料各組分的浸潤(rùn)性、相容性、集中性等親熱相關(guān)。傳遞效應(yīng)〔應(yīng)力，阻斷效應(yīng)〔阻擋裂紋擴(kuò)展、減緩應(yīng)力集中，不連續(xù)效應(yīng)(抗電性、電感應(yīng)、磁性，散射和吸取效應(yīng)〔透光、/機(jī)械沖擊，誘導(dǎo)效應(yīng)〔強(qiáng)彈性、低的膨脹性、耐沖擊性和耐熱的使用壽命；三是復(fù)合材料在突發(fā)〔特別〕狀態(tài)下的許用值。工藝質(zhì)量入手提高復(fù)合材料牢靠性復(fù)合材料質(zhì)量把握主要方法接最有效的方法。各種復(fù)合材料定義及其優(yōu)點(diǎn)：種類 定義 優(yōu)點(diǎn)聚合以聚合物為基體的復(fù)合材料高比強(qiáng)度、高比模量，可設(shè)計(jì)性，熱膨脹物基 寸穩(wěn)定，耐腐蝕，耐疲乏，阻復(fù)合 尼減震性好材料金屬以金屬及其合金為基體，與高比強(qiáng)度比模量，高斷裂韌性和高抗疲乏基復(fù)一種或幾種金屬或非金屬增性能，良好的高溫穩(wěn)定性和熱沖擊性，熱合材強(qiáng)相人工結(jié)合成的復(fù)合材料膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好，導(dǎo)熱、導(dǎo)電料 性能好，良好的耐磨性，不吸潮、不老化、氣密性好陶瓷專指為獲得單相陶瓷所不具基復(fù)備的性能的人工制造的兩相合材〔增加相和基體相〕材料料碳/碳以碳纖維及其織物為增加材密度低，高比強(qiáng)度比模量，高熱傳導(dǎo)性，復(fù)合料,,通過(guò)加工低熱膨脹系數(shù)，斷裂韌性好，耐磨，耐燒材料處理和碳化處理制成的全碳蝕，強(qiáng)度隨溫度上升耐高溫性最好，機(jī)械質(zhì)復(fù)合材料 特性好水泥以水泥與水發(fā)生水化、硬化抗折強(qiáng)度明顯↗，抗壓強(qiáng)度↘。韌性↗，基復(fù)后形成的硬化水泥漿作為基剛度