材料-15学习教案

1、会计学1材料材料(cilio)-15第一页，共23页。8.1 复合材料复合材料(f h ci lio)概述概述一、复合材料一、复合材料(f h ci lio)的概念的概念二、复合材料二、复合材料(f h ci lio)的分类的分类三、复合材料的复合机理三、复合材料的复合机理四、复合材料的复合方法四、复合材料的复合方法第1页/共22页第二页，共23页。一、复合材料一、复合材料(f h ci lio)的概念的概念由两种或更多种物理和化学性质不同由两种或更多种物理和化学性质不同(b tn)的物质经人工制成的多相固体材料的物质经人工制成的多相固体材料多相体系多相体系两相两相 基体相基体相粘结粘结 增强

2、相增强相提高提高(t go)强度或强度或韧度韧度组成组成金属、陶瓷、高聚物金属、陶瓷、高聚物复合材料的优越性复合材料的优越性 扬长避短扬长避短 可进行最优化的材料设计可进行最优化的材料设计 可做出单一材料不具备的性能可做出单一材料不具备的性能第2页/共22页第三页，共23页。二、复合材料二、复合材料(f h ci lio)的分类的分类1、按基体类型分、按基体类型分树脂基、金属树脂基、金属(jnsh)基、陶瓷基基、陶瓷基2、按增强相形态分、按增强相形态分纤维纤维(xinwi)增强、颗粒增强、短切纤维增强、颗粒增强、短切纤维(xinwi)增强、层叠增强增强、层叠增强3、按增强纤维类型分、按增强纤维

3、类型分无机纤维、有机纤维、金属纤维无机纤维、有机纤维、金属纤维4、综合分类及命名形式、综合分类及命名形式： 增强相增强相 / 基体相基体相 如如 玻璃纤维玻璃纤维 / 环氧树脂、环氧树脂、C / Al第3页/共22页第四页，共23页。复合材料复合材料(f h ci lio)结构示意图结构示意图第4页/共22页第五页，共23页。三、复合材料三、复合材料(f h ci lio)的复合机理的复合机理1、基体、基体(j t)的作用的作用2、增强纤维、增强纤维(xinwi)的作用的作用3、基体与增强相之间的结合力、基体与增强相之间的结合力第5页/共22页第六页，共23页。1、基体、基体(j t)的作用的

4、作用（1）粘结）粘结(zhn ji)（2）颗粒颗粒(kl)增强型：基体作用主要是承载增强型：基体作用主要是承载颗粒颗粒(kl)增强机制：阻碍基体中位错运动或分子链运动增强机制：阻碍基体中位错运动或分子链运动影响强化因素影响强化因素m）、间距）、间距纤维增强型纤维增强型：承载主要是纤维承载主要是纤维基体作用基体作用：粘结、保护纤维，应力传递粘结、保护纤维，应力传递对基体对基体 润湿性润湿性在界面上有必要的结合力，在界面上有必要的结合力，要求：要求： 将分离的纤维粘结成整体；将分离的纤维粘结成整体； 一定的塑性和韧度一定的塑性和韧度对裂纹起致偏和控制作用对裂纹起致偏和控制作用 保护纤维表面保护纤维

5、表面第6页/共22页第七页，共23页。2、增强纤维、增强纤维(xinwi)的作用的作用作用作用(zuyng)承载承载纤维增强机制纤维增强机制 材料的尺寸效应材料的尺寸效应低缺陷低缺陷实际强度实际强度(qingd)值接值接近理论值近理论值 纤维受到保护，不易受损纤维受到保护，不易受损 基体阻碍裂纹从一部分纤维向其它纤维扩展基体阻碍裂纹从一部分纤维向其它纤维扩展 纤维拔出过程须克服基体与纤维的粘结力纤维拔出过程须克服基体与纤维的粘结力影响因素影响因素性质（具有高键能、高性质（具有高键能、高E值的值的硬质材料硬质材料，如陶瓷、金属，如陶瓷、金属）、直径、长度、表面状态、体积含量、分布（）、直径、长度

6、、表面状态、体积含量、分布（各向异性各向异性：纵向性能高于横向）等：纵向性能高于横向）等第7页/共22页第八页，共23页。纤维复合材料裂纹纤维复合材料裂纹(li wn)扩展示意图扩展示意图初始初始(ch sh)裂纹裂纹裂纹裂纹(li wn)扩展受阻扩展受阻第8页/共22页第九页，共23页。3、基体、基体(j t)与增强相之间的结合与增强相之间的结合力力（1）结合力适当，能传递）结合力适当，能传递(chund)应力应力即可即可（2）表面粗糙处理）表面粗糙处理(chl)，增加结合，增加结合力力（3）相容匹配）相容匹配 基体与增强相的膨胀系数应匹配，基体与增强相的膨胀系数应匹配， 不起化学反应不起化

7、学反应第9页/共22页第十页，共23页。四、复合四、复合(fh)材料的复合材料的复合(fh)方法方法1、纤维、纤维(xinwi)的的制作制作常用纤维常用纤维制作方法制作方法制作方法制作方法陶瓷（玻璃）陶瓷（玻璃）纤维纤维熔体抽丝法熔体抽丝法熔化成液体，极快速抽熔化成液体，极快速抽出细丝出细丝碳、石墨碳、石墨 纤纤维维热分解法热分解法预氧化预氧化碳化碳化石墨化石墨化硼（钨）硼（钨） 纤纤维维气相沉积法气相沉积法2BCl3+3H22B+6HClBW丝丝难融金属丝难融金属丝拔丝法拔丝法多次拉拔多次拉拔第10页/共22页第十一页，共23页。第11页/共22页第十二页，共23页。2、成形、成形(chn

8、xn)方法方法手糊成形手糊成形压制成形压制成形缠绕缠绕(chnro)成形成形喷射成形喷射成形第12页/共22页第十三页，共23页。8.2 复合材料复合材料(f h ci lio)性能性能比强度比强度(qingd)和比模量很高和比模量很高抗疲劳性能抗疲劳性能(xngnng)、断裂安全性、断裂安全性好好减振能力强减振能力强高温性能好高温性能好减摩性、耐蚀性、工艺性较好减摩性、耐蚀性、工艺性较好 各向异性，延伸率、冲击韧度较低各向异性，延伸率、冲击韧度较低第13页/共22页第十四页，共23页。第14页/共22页第十五页，共23页。三种材料的疲劳性能三种材料的疲劳性能(xngnng)比较比较第15页/

9、共22页第十六页，共23页。纤维复合材料纤维复合材料(f h ci lio)裂纹扩展示意图裂纹扩展示意图初始初始(ch sh)裂纹裂纹裂纹裂纹(li wn)扩展受阻扩展受阻第16页/共22页第十七页，共23页。8.3 常用常用(chn yn)复合材料复合材料玻璃纤维玻璃纤维(b lixinwi)/树脂复合材料树脂复合材料（玻璃钢）（玻璃钢） 热塑性玻璃钢，热固性玻璃钢热塑性玻璃钢，热固性玻璃钢碳纤维复合材料碳纤维复合材料(f h ci lio) 碳纤维碳纤维/树脂复合材料树脂复合材料(f h ci lio)、C/C复合材料复合材料(f h ci lio)硼纤维复合材料硼纤维复合材料 硼纤维硼纤

10、维/树脂复合材料、硼纤维树脂复合材料、硼纤维/金属复金属复合材料合材料第17页/共22页第十八页，共23页。蜂窝夹层蜂窝夹层(jicng)结构示意图结构示意图第18页/共22页第十九页，共23页。碳纤维复合材料与一般碳纤维复合材料与一般(ybn)材料的比强度和比模材料的比强度和比模量量第19页/共22页第二十页，共23页。第20页/共22页第二十一页，共23页。C/C复合材料复合材料(f h ci lio)在航天飞机上的应用在航天飞机上的应用第21页/共22页第二十二页，共23页。NoImage内容(nirng)总结会计学。4、综合分类及命名形式： 增强相 / 基体相。（2）颗粒增强型：基体作用主要是承载。