第三节复合材料1.ppt

1、2003年2月1日22：00 美国哥伦比亚号航天飞机坠毁 机上8名宇航员全部遇难,失事原因,第三节 复合材料,一、复合材料 1、概念：将两种或两种以上性质不同的材料经 特殊加工而制成的材料。,如：玻璃本身是易碎的脆性材料，由它制成的玻璃纤维却异常柔软，具有很高的强度。除了普通玻璃纤维(主要成分为SiO2、A1203、Na20等)外，还可以根据需要选用耐化学腐蚀、耐高温或强度高的特种玻璃纤维做玻璃钢的增强体。在制造玻璃钢时，可以将玻璃纤维制成纱或织物加到合成树脂中，也可以把玻璃纤维切成短纤维加到合成树脂中。玻璃钢的强度可达到甚至超过合金钢的强度，而密度只有钢铁的15左右；同时，这种材料保持着较好

2、的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬脆。,2、组成：复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。,3、特点：复合材料既保持了原有材料的特性， 又使各组分之间协同作用，形成了优 于原材料的特性。 例如，金属材料易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温、陶瓷材料易破碎，这些缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。,预测复合材料的性能,4、分类： 将复合材料按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。 将复合材料按增强体的形状分类，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。

3、,1、玻璃钢 组成：玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料。 玻璃本身是易碎的脆性材料，由它制成的玻璃纤维却异常柔软，具有很高的强度。,二、生产生活中常用的复合材料,玻璃钢的用途：已大量用于游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅等产品的生产，这些产品充分发挥了玻璃钢重量轻、强度高、耐水、耐磨、耐撞、产品美观及制造方便等特点。玻璃钢在排水管道工程中也得到了广泛的应用。,2、碳纤维增强复合材料在合成树脂的基体中加入 了碳纤维(carbon fiber)做增强体，具有韧性 好、强度高而质轻的特点。,用途：碳纤维增强复合材料广泛应用于纺织机械和化 工机械以及医学上人体组织中韧带、高

4、尔夫球 杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、赛 艇、滑雪板和冲浪板等的制造上。,三、航空航天领域中的复合材料,1、飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。这些材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等优点。作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维，其中应用最广泛的是碳纤维；作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。,2、 航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。在这种复合材料中，增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维，基体的主要成分有A12O

5、3陶瓷、MgOAl2O3陶瓷、Si02陶瓷、A12O3ZrO2陶瓷、Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等。纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。,目 标 检 测,1、某复合材料的基体是Si3N4陶瓷，增强体是SiO2纤维。则该复合材料可能具有的性能是( ) A、耐酸碱，化学稳定性好，耐高温，密度小，韧 性好 B、强度高，抗冲击，绝缘性好，不耐高温 C、耐高温，强度高，导电导热性好，不易老化 D、耐高温，强度高，密度小，不耐酸碱腐蚀,目 标 检 测,2下列不属于玻璃钢具有的性能的是( ) A易碎 B易燃 C耐水 D耐磨,3、下列各项中不能用玻璃钢制造

6、的是( ) A餐厅座椅 B、汽车窗玻璃 C、废水管道 D垃圾桶,4、下列复合材料的分类中，有一种与其他三种不 同的一种是( ) A金属基复合材料 B、树脂基复合材料 C颗粒增强复合材料 D绝缘基复合材料,目 标 检 测,5航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是( ) A仿生复合材料 B陶瓷和纤维复合而成的材料 C纳米复合材料 D分子复合材料,6飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、 尾翼中的复合材料是( ) A、金属基复合材料 B树脂基复合材料 C绝缘基复合材料 D智能复合材料,7纤维复合材料中的增强体为纤维状，其中应用比较广泛的有碳纤维、玻璃纤维等。对纤维的说法不正确的是( ) A玻璃可以在一定条件下拉成极细的丝