复合材料的分类

复合材料的分类，11211416007，111216028，复合材料的分类，第一节是分类效能性质，第二节是增强材料和增强机构增强材料增强机制第三节是一般使用复合材料，第一节概述了复合材料或具有两个或更多不同性质的材料以不同工艺方法合成的多相材料。在现代工程中，对材料的要求越来越苛刻。尤其是在航空航天、海上和运输领域。例如，飞机结构材料必须密度低，强度、刚性、韧性、耐磨性和耐蚀性高。通常，高强度材料的密度也很高，增加强度或刚度会降低材料的韧性。这种材料的优良性能的组合不能满足于单一材料。复合材料、玻璃纤维增强风扇叶片、玻璃纤维增强尼龙车轮、玻璃纤维增强塑料自行车、复合船、复合材料内的防弹衣、特性、复合材料保持了各组成材料的最佳特性，组合后具有新的特性。示例1:热固性FRP=热固性树脂玻璃纤维，热固性FRP:比热固性更强的树脂脆性低于玻璃纤维，土壤秸秆水泥钢筋，示例2:建筑材料(复合材料的应用)，复合材料的使用历史可以追溯到古代。自古流传下来的稻草加固黏土，已经使用了100年的钢筋混凝土是由两种材料组合而成的。一、复合材料分类、复合材料多样性，还没有统一的分类方法。按基体相特性，铝基复合钛基复合铜基复合材料，塑料基复合橡胶基复合陶瓷基复合材料，增强相形态，纤维增强塑料(FRP)纤维增强橡胶(轮胎)纤维增强陶瓷纤维增强陶瓷纤维增强陶瓷纤维增强金属，金属陶瓷分散增强金属，双金属复合三层复合材料，纤维增强复合材料，纤维增强复合材料特别是碳纤维-环氧树脂复合材料的强度是钢的8倍，是系数的4倍。抗疲劳和抗破坏安全纤维增强复合材料对缺口和应力集中的敏感度低，纤维和基体界面防止疲劳裂纹扩展，可以改变裂纹扩展方向。良好的高温性能大多数增强纤维在高温下保持较高的强度，如铝合金在400 弹性系数降低到接近0 ，碳纤维增强时，在此温度下强度和弹性系数基本不变。减振性能好的复合材料比系数大，因此固有频率也高，可以防止零部件在工作状态下共振。纤维和基板界面具有吸收振动能量的作用，因此纤维增强复合材料具有很好的减振性能。双节加强材料及其强化机理，复合材料是由矩阵矩阵矩阵和强化相reinforcedphase组成的多相材料，一般是连续相，强化相是分散相。复合材料、金属材料、高分子材料、陶瓷材料、颗粒增强材料、纤维增强材料、片状增强材料、第一，增强材料、增强效果最明显，应用最广泛。主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等，(a)纤维增强材料，玻璃纤维由熔融玻璃用刷子纤维制成；密度2.4 2.7，类似于铝，弹性系数低于金属，但高于强度和比率系数。耐热性，软化温度550 580；耐蚀性好，除氢氟酸、浓碱、浓磷酸外，其他溶剂的化学稳定性好。不吸收、不燃烧、大小稳定、隔热、吸声、绝缘、通过电磁波；制造方便，价格低廉，使用最广泛的强化纤维。，碳纤维是由粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维等有机纤维在惰性气氛下高温碳酸化制成的，wC90%以上的纤维；低密度、强度和高系数；高低温性能好(1500，-180)；高化学稳定性、浓盐酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮等；热膨胀系数小，导热系数高，导电性和自润滑性好。缺点：脆性大，容易氧化，与基体的结合力差。硼纤维在耐热线材-纤维芯(钨丝)上沉积元素b为蒸汽沉积方式制成的一种复合纤维；熔点高(2300)；强度大，弹性系数高；良好的耐蚀性；缺点：密度大，直径粗，生产工艺复杂，成本高。比玻璃纤维和碳纤维应用得少。芳纶纤维，也称为凯夫拉纤维，是将聚合物溶解在溶剂中，然后辐射而成的定向涤纶纤维。密度小，比强度高弹性系数。抗拉强度比玻璃纤维高45%，韧性好。耐热性好，可在290 长期工作。以低廉的价格提供良好的抗疲劳、耐腐蚀性、绝缘性和可加工性。碳化硅纤维是由气相沉积制成的钨丝或碳纤维构成的芯；或聚碳硅烷辐射、烧结；主要用于加强金属和陶瓷的熔点、高强度、高模量陶瓷纤维。高高温强度，1100 时最高2100MPa。主要是增强粒子，如Al2O3、SiC、Si3N4、WC、TiC、B4C、石墨等陶瓷粒子。陶瓷颗粒性能好，成本低，批量生产容易；将其他填充物加入至聚合物，以增强分散相、聚合物连续相、产品的机械性质、耐磨性、耐热性、导电、导电、抗老化性质等。(b)颗粒增强材料，第二，增强机制，纤维是具有强耦合的材料或硬材料；纤维位于基体上，表面受基体保护，不易损坏，载荷过程中不易产生裂纹，承载能力提高；(a)纤维增强、强化机制、材料受到大应力的情况下，一些有裂纹的纤维可能会断裂，但基体会阻碍裂纹，改变裂纹扩展方向。纤维断裂，裂纹扩展方向，粒子强化复合物在基座上高度分散分布强化粒子，基体负载，强化粒子干扰导致基体塑性变形的位错运动(金属基体)或分子链运动(聚合物基体)。增加粒子大小直接影响增强效果。如果d太大(0.1m)，则容易发生应力集中，从而降低强度。如果d太小(0.01m)，则接近固溶体结构，没有粒子强化效果。一般粒子直径为d=0.01至0.1m。(b)颗粒增强，第iii节常用复合材料，基于塑料的复合金属基复合橡胶基复合陶瓷基复合材料，一，基于塑料的复合材料，作为机械工程材料，塑料的最大优点是密度小，耐腐蚀性强，可塑性强，易加工。缺点：强度低，弹性系数低，耐热性低。改进方法：复合材料，主要改进。应用最广泛的是纤维增强塑料。根据纤维特性，可以将基于塑料的复合材料分为：玻璃纤维增强塑料碳纤维增强塑料硼纤维增强塑料碳化硅纤维增强塑料Kevlar纤维增强塑料基体材料：热固性塑料、热塑性塑料、(a)玻璃纤维增强塑料，一般为FRP。根据塑料的特性，可以分为热塑性FRP热硬化性FRP、1、热塑性FRP、20%到40%体积分数玻璃纤维和60%到80%热塑性塑料。具有高强度、高冲击韧性、良好的低温性能和低热膨胀系数。2，热硬化性FRP，体积分数为60%到70%的玻璃纤维和30%到40%的热硬化性树脂组成。主要特征：密度小、强度高、比普通高强度钢高的防腐、绝缘、隔热等。弹性系数低，在低于300 的情况下使用。主要用于制造自重轻的力零部件和非磁性、绝缘、耐腐蚀性要求的零件。，(b)碳纤维增强塑料，由碳纤维和聚酯、苯酚、环氧树脂、聚四氟乙烯等树脂组成的复合材料。优点低密度、高强度、高弹性系数、高比例强度和比率系数。良好的疲劳电阻、耐冲击性、自润滑性、减摩耐磨性、耐蚀性和耐热性。缺点，碳纤维和基体结合强度低，各向异性严重。优于Frp的应用性能主要用于航空航天和航空行业，制造飞机机身、螺旋浆料、发电机保护环材料等。(c)硼纤维增强塑料，由硼纤维和环氧、聚酰亚胺等树脂组成的复合材料。高非强度和非系数的特性；良好的耐热性；缺点是各向异性严重，应用主要用于航空航天和航空行业要求高刚度的零部件，如飞机机身、机翼等。(4)碳化硅纤维和环氧树脂组成的复合材料的碳化硅纤维增强塑料。高非强度和非系数的特性；拉伸强度接近碳纤维-环氧复合材料，但压缩强度是其两倍。碳化硅-环氧树脂复合材料是一种极具发展性的新材料。应用，主要用于航空航天机器的结构，比金属轻30%。也可以制造飞机门、着陆驱动器、机翼等。(5)凯夫拉纤维增强塑料，由凯夫拉纤维和环氧、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等树脂组成的复合材料。最常用的特征是Kevlar纤维-环氧树脂复合材料。高于Frp的抗拉强度类似于碳纤维-环氧树脂复合材料。延展性好，类似金属。具有优秀的疲劳抵抗力和振动低感性。主要用于制造飞机机身、雷达天线罩、火箭发动机罩、快艇等。应用，复合材料在波音飞机上的应用，第二，金属基体复合材料，是目前机械工程中最常用的材料类型。塑料、韧性、硬度和弹性系数更高。但是仍然不能满足要求，正在改善。主要使用的金属基复合材料：纤维增强金属基复合颗粒增强金属基复合塑料-金属多层复合材料，3、橡胶基复合材料，橡胶具有弹性、减振、良好热导率、低绝缘等优点，但强度和弹性系数低，耐磨性差。为了提高橡胶制品的性能，可以加固纤维或颗粒进行合成。纤维增强橡胶和颗粒增强橡胶产品的制造。纤维增