精选总结-复合材料总结

复合材料 Composites 1 一 复合材料概述二 复合材料分类三 复合材料的发展历史四 复合材料的制作工艺五 金属基材料分析六 复合材料的应用七 复合材料今后的发展方向八 产品设计 目录 2 复合材料概述 3 复合材料是指两种或两种以上不同化学性质或不同组织结构的材料 通过不同的工艺方法组成的多相材料 1 复合材料的定义 复合材料概述 4 2 复合材料中的三大材料 复合材料概述 三大材料 金属无机非金属有机高分子复合材料取长补短协同作用产生原来单一材料没有本身所没有的新性能 5 3 复合材料的主要特点 6 复合材料概述 比强度和比刚度高材料性能的各向异性和可设计性良好的抗疲劳性能成型工艺好抗疲劳性能好 7 复合材料概述 4 复合材料的组成 8 复合材料概述 主要取决于增强材料的性能 含量及分布状况 基体材料的性能 含量 以及它们之间的界面结合情况 作为产品还与成型工艺和结构设计有关 因此 不论对哪一类复合材料 就是同一类复合材料的性能也不是一个定值 而只能给出其主要性能 5 影响复合材料性能的因素 复合材料的分类 9 复合材料 按复合形式及结构特点分类 按增强体形态 按基体类型分类 按使用性分类 功能复合材料 结构复合材料 碳 碳复合材料 金属基复合材料 树脂基复合材料 陶瓷基复合材料 混杂复合材料 颗粒复合材料 层合复合材料 纤维增强复合材料 连续纤维复合材料 短纤维 或晶须 复合材料 颗粒复合材料 编织物复合材料 复合材料的分类 10 复合材料的发展历史 11 复合材料的发展历史 古代 近代 先进复合材料天然复合材料竹 贝壳 树木和竹子 纤维素和木质素的复合体动物骨骼 无机磷酸盐和蛋白质胶原复合而成古代 使用 效仿半坡人 草梗合泥筑墙 且延用至今漆器 麻纤维和土漆复合而成 至今已四千多年敦煌壁画 泥胎 宫殿建筑里园木表面的披麻覆漆 12 近现代 第一代 1940年到1960年 玻璃纤维增强塑料第二代 1960年到1980年 先进复合材料1965年英国科学家研制出碳纤维1971年美国杜邦公司开发出开芙拉 491975年先进复合材料 碳纤维增强 及开芙拉纤维增强环氧树脂复合材料 用于飞机 火箭的主承力件上 第三代 1980年到1990年 碳纤维增强金属基复合材料以铝基复合材料的应用最为广泛 第四代 1990年以后 主要发展多功能复合材料 如智能复合材料和梯度功能材料等 复合材料的发展历史 13 金属基材料分析 14 以金属或合金为基体 并以纤维 晶须 颗粒等为增强体的复合材料 金属基材料分析 一 金属基复合材料的定义 15 二 金属基复合材料发展概况 金属基材料分析 随着现代科学技术的飞速发展 人们对材料的要求越来越高 金属基复合材料是近几年来迅速发展起来的一种高技术的新型工程材料 它具有高的比刚度 比强度 优良的高温性能 低的热膨胀系数以及良好的耐磨 减摩性 由于其优良的加工 成型性能 明显的性能价格比之优势 在世界许多国家 如美国 英国 日本以及印度 巴西等对它的研究和应用开发正多层次大面积的展开 16 金属基材料分析 1 按增强材料形态分类纤维增强金属基复合材料颗粒和晶须增强金属基复合材料2 按金属基体分类铝基复合材料钛基复合材料镁基复合材料高温合金复合材料金属间化合物复合材料 三 金属基复合材料的分类 17 金属基材料分析 四 金属基复合材料与其他材料的比较 金属基复合材料相对于传统的金属材料来说 具有较高的比强度与比刚度 而与树脂基复合材料相比 它又具有优良的导电性与耐热性 与陶瓷基材料相比 它又具有高韧性和高冲击性能 18 金属基材料分析 五 金属基复合材料的优缺点 优点 高比强度和高比模量耐高温性好导电导热热膨胀系数小 尺寸稳定性好耐磨性与阻尼性好不吸湿 不老化 无放气污染 19 金属基材料分析 缺点 制造困难难于形成理想的界面加工困难价格昂贵 五 金属基复合材料的优缺点 20 金属基材料分析 六 金属基复合材料的制备工艺 分类 1 固态法 真空热压扩散结合 超塑性成型 扩散结合 模压 热等静压 粉末冶金法 2 液态法 液态浸渗 真空压铸 反压铸造 半固态铸造 3 喷射成型法 等离子喷涂成型 喷射成型 4 原位生长法 21 金属基材料分析 七 金属基复合材料的应用 金属基复合材料的成功应用首先是在航空航天领域 如美国宇航局 NASA 采用硼 铝复合材料制造飞机中部20M长的货舱行桁架 Martin公司用TiB2颗粒增强铝制造机翼 近年来金属基复合材料已逐渐被用于要求更精密的关键零部件 英国航天公司从八十年代起研究用颗粒和晶须增强铝合金制造三叉戟导弹制导元件 美国DWA公司和英国BP公司已制造出专门用于飞机和导弹的复合材料薄板一型材 以及航空结构导槽等 22 金属基材料分析 七 金属基复合材料的应用 随复合材料研究的深入其应用范围也开始从军工 飞机 导弹零部件 扩展到民 汽车 摩托车 纺织 石油 化工等行业 尤其在制造领域有着十分广阔的应用前景 23 金属基材料分析 金属基复合材料的应用举例 1 硼 铝复合材料是美国航天飞机使用的金属基复合材料 24 金属基材料分析 金属基复合材料的应用举例 2 镁基复合材料 TiC p AZ91 TIG焊 25 金属基材料分析 3 银 铜 石墨 碳纤维复合材料是一种传统的电刷材料 金属基复合材料的应用举例 26 金属基材料分析 金属基复合材料的应用举例 4 武器由常规材料制成 据称达到重量要求不成问题 但如果要武器再减少几千克 就必须采用高强度钢和金属基复合材料 该武器配装三脚架使用 可实施半自动和全自动发射 OCSW采用弹链供弹 通过一个弹药适配器可实现左 右供弹 XM8基本型 XM8狙击型 27 28 复合材料的应用 29 与传统材料 如金属 木材 水泥等 相比 复合材料是一种新型材料 它具有许多优良的性能 并且其成本在逐渐地下降 成型工艺的机械化 白动化程度也在不断地提高 团此 复合材料的应用领域日益广泛 复合材料的应用 火箭发动机壳体人造卫星战略战术导弹 复合材料的应用 在航天技术中的应用 30 战斗机上的应用直升机上的应用客机上的应用 复合材料的应用 在航空技术的应用 31 游艇赛艇 船舶工业中的应用 复合材料的应用 32 复合材料的应用 建筑设施的应用 33 复合材料的应用 汽车工业的应用 34 复合材料的应用 体育制品中的应用 35 人体内部材料的应用人体外部辅助材料的应用医疗设备材料的应用 复合材料的应用 医疗领域中的应用 36 用于通用机械 复合材料的应用 37 复合材料的应用 用于防护制品 38 H2S分析仪 甲烷浓度监测器 一氧化碳气体报警器 复合材料的应用 用于电子设备 39 用于成型设备 复合材料的应用 40 41 复合材料今后的发展方向 42 1 降低成本由于复合材料的性能优于传统材料 如能降低复合材料的成本 其应用前景将是非常广阔的 复合材料今后的发展方向 43 2 高性能复合材料的研制高性能复合材料是指具有高强度 高模量 耐高温等特性的复合材料 随着人类向太空发展 航空航天工业对高性能复合材料的需求量越来越大 而且也会提出更高的性能要求 如更高的强度要求 更高的耐温要求等 复合材料今后的发展方向 44 3 功能性复合材料功能复合材料是指具有导电 超导 微波 摩擦 吸声 阻尼 烧蚀等功能的复合材料 复合材料今后的发展方向 45 4 智能复合材料智能复合材料是指具有感知 识别及处理能力的复合材料 在技术上是通过传感器 驱动器 控制器来实现复合材料的上述能力 例如 当用智能复合材料制造的飞机部件发生损伤时 可由埋入的传感器在线检测到该损伤 通过控制器决策后 控制埋入的形状记忆合金动作 在损伤周围产生压应力 从而防止损伤的继续发展 大大提高了飞机的安全性能 复合材料今后的发展方向 46 5 仿生复合材料复合材料的设计从常规设计向仿生设计发展 仿照竹子从表皮到内层纤维由密排到疏松的特点 成功地制备出具有明显组织梯度与性能梯度的新型梯度复合材料 复合材料今后的发展方向 47 6 环保型复合材料从环境保护的角度看 目前的复合材料大多注重材料性能和加工工艺性能 而