无机非金属材料工艺学：第三章-其他胶凝材料和新材料-3-2复合材料工艺

1、3. 2 复合材料工艺一、 引言二、 复合材料的分类 三、 复合材料的特性与特点3. 2. 1 绪论 一、 引 言 复合材料是继天然材料、加工材料和合成材料之后发展起来的新一代材料。 按通常的说法，复合材料是指由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过一定的工艺过程复合而成的，性能优于原材料的多相固体材料。 复合材料区别于任意混合材料的一个主要特征是多相结构中存在着复合效应。二、 复合材料的分类 按基体材料类型按增强纤维类型金属基复合材料聚合物基复合材料无机非金属基复合材料碳纤维复合材料玻璃纤维复合材料有机纤维复合材料混杂纤维复合材料按增强物的外形同质复合的复合材料异质复合的复合材料连续纤维增强

2、复合材料纤维织物或片状材料增强的复合材料短纤维增强的复合材料粒状填料增强复合材料三、 复合材料的特性与特点1. 质量轻、强度高2. 可设计性3. 工艺性能好4. 抗疲劳性能好 5. 减震性好6. 耐腐蚀性好 1. 质量轻、强度高 树脂基复合材料的密度约为钢的14，铝的12。其比强度都比钢、铝合金高46倍，比模量一般也比钢、铝合金高。因此，树脂基复合材料结构件在强度和刚度相同的情况下，其质量可以大幅度减轻。 2. 可设计性 复合材料的可设计性是其区别于传统材料的根本特点之一。复合材料的可设计性具体体现在两个方面，一是力学设计，一是功能设计。 力学设计将赋予制品一定的强度及刚度； 功能设计将带给制

3、品除力学性能外的其他特性 和耐热性、耐化学腐蚀性、电性能、生物性能、 磁性能等。 3. 工艺性能好 复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法多种多样，成型条件机动灵活。 4. 抗疲劳性能好 复合材料中纤维能阻止裂纹的扩展，因此其疲劳破坏总是从纤维的薄弱环节开始，逐渐扩展到纤维与树脂的结合界面上，破坏前有明显征兆。 5. 减震性好 结构的自振频率除与结构形状有关外，还与结构材料比模量的平方根成正比。 由于复合材料的比模量高，因此，用这类材料制成的结构件具有高的自振频率。 6. 耐腐蚀性好 复合材料的耐化学腐蚀性能是通过选择基体材料来实现的。一般来讲陶瓷基复合材料和树脂基复合材料的耐化学腐蚀性能好。

4、3. 2. 2 无机非金属基复合材料 无机非金属基复合材料，通常是以水泥、玻璃、陶瓷、石膏等无机非金属材料为基体材料，用各种纤维(或晶须)为增强材料的一类复合材料。 物理、力学性能与单一的无机材料相比，均有很大程度的提高。 在无机非金属基复合材料系列中，有纤维增强水泥复合材料、纤维增强陶瓷复合材料、纤维增强石膏复合材料等，分别介绍如下：一、 陶瓷基复合材料二、 水泥基复合材料一、 陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料可克服陶瓷脆性和高温韧性差的缺点。当用高强度、高模量的纤维或晶须增强陶瓷材料后，其高温强度和韧性可大幅度提高。研究热点：多集中在纤维与基体之间的相容性、低 温制备技术和纤维表面处理技术等方面。二、 水泥基复合材料1. 水泥基复合材料简介 水泥基复合材料是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以各种类型的纤维为增强材料,经特定的工艺制成的一类