復(fù)合材料復(fù)習(xí)1

1、1、 什么是復(fù)合材料學(xué)：是由兩種或以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的原料結(jié)合而成的多相固體材料。在復(fù)合材料中, 通常有一相為連續(xù)相,我們稱它為基體。能提高基體材料力學(xué)性能的材料, 稱為增強材料, 或強化材料。在復(fù)合材料中包含有基體，強化材和界面三要素。2、 復(fù)合材料的分類：按來源分天然和人工合成復(fù)合材料。3、 人工復(fù)合材料-用途分：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料：即傳統(tǒng)的復(fù)合材料，以提高力學(xué)性能為主要目的，作為結(jié)構(gòu)材料使用。功能復(fù)合材料：包括功能梯度復(fù)合材料，是指通過復(fù)合工藝，使制得的材料具有特別的功能 。智能復(fù)合材料：對環(huán)境變化能作出智能響應(yīng)，并具有促發(fā)功能的新材料。如SMP，SMA等。-基材分：聚合物基復(fù)合材料、金屬

2、基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料。-強化材的形式分：纖維狀復(fù)合材料、顆粒狀復(fù)合材料、積層狀、薄片狀、填充狀。4、 復(fù)合材料的性能：一般性能：1、具有較高的比強度和比模量。2、抗疲勞性能好，3、減振性能好，4、耐高溫性能好，5、可設(shè)計性強，成型工藝簡單。特殊性能：特殊的力學(xué)性能、功能性、智能型5、 應(yīng)用：航空航天、汽車制造、制船業(yè)、建筑業(yè)、化工業(yè)、體育業(yè)、醫(yī)療6、 基體：在復(fù)合材料中, 通常有一相為連續(xù)相,我們稱它為基體。7、 基體的作用：固結(jié)增強相，均衡載荷和傳遞應(yīng)力,保持基體性質(zhì),保護增強材料。8、 基體的種類：金屬基體、無機膠凝基體、陶瓷基體、高分子基體9、 陶瓷：是氧化物、碳化

3、物、 氮化物和硅酸鹽等無機化合物的總稱。陶瓷復(fù)合目的：增韌10、 陶瓷的特點：耐高溫、耐腐蝕、強度高、硬度大但呈脆性。11、 陶瓷的種類：玻璃: 是通過無機材料高溫燒結(jié)而成的具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的一種陶瓷.2. 玻璃陶瓷: 將無機玻璃通過特定的反玻璃化過程,形成無殘余應(yīng)力的微晶玻璃. 3. 氧化陶瓷: 含有三氧化二鋁,氧化鎂等氧化物的陶瓷4. 非氧化陶瓷:不含有氧化物的陶瓷12、 聚合物基體種類：不飽和聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂, 酚醛樹脂等熱固性樹脂和有機玻璃(PMMA)、聚醚亞胺等各種熱塑性樹脂。13、 基體組分:基體往往為混合組分，除了主要的聚合物組分外,還含有固化劑、增韌劑、稀釋劑14、 基體的作用

4、:把強化材粘結(jié)在一起的粘接作用, 分配纖維間載荷的作用，保護增強材不受環(huán)境影響的保護作用和根據(jù)需要合成所需要形狀的成型作用。15、 聚合物的分子鏈結(jié)構(gòu)是指單個聚合物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)結(jié)構(gòu),包括重復(fù)單元的本身,端基的本身,可能的支化和交鏈與結(jié)構(gòu)順序中缺陷的本身以及高分子的大小和形態(tài)等。聚合物分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指聚合物材料本體內(nèi)部結(jié)構(gòu),包括晶體結(jié)構(gòu),非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，取向結(jié)構(gòu)等。16、 性能：力學(xué)性能：包括強度,伸長率,模量,疲勞等。耐熱性能：引入C-F鍵可提高聚合物的耐熱性.耐腐蝕性能：包括耐水、酸、堿和耐有機溶劑等。介電性能：極性越大,則介電常數(shù)也越大,電阻率越小,介質(zhì)損耗角越大,介電性能越差

5、。17、 熱固性樹脂:聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜。熱塑性樹脂：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。18、 不飽和樹脂：是指有線型結(jié)構(gòu)的,主鏈上同時具有重復(fù)脂鍵及不飽和雙鍵的一類聚合物。19、 交聯(lián)劑:為了改善不飽和樹脂的固化性能，常把不飽和樹脂溶于烯類單體中，使聚脂中的雙鍵間發(fā)生共聚反應(yīng)，得到體型產(chǎn)物。應(yīng)用最廣的是苯乙烯。20、 引發(fā)劑：提供始自由基，通過自由基傳遞，使不飽和聚脂樹脂成為自由基，發(fā)動聚合反應(yīng)；常用引發(fā)劑為有機過氧化物。如BPO。21、 促進劑：加快引發(fā)劑釋放自由基的速度。常用促進劑為具有變價的金屬鈷。如環(huán)烷酸鈷等。22、 固化過程：膠凝階段-à硬化階段-à完全固

6、化階段23、 增粘特性:在堿土金屬氧化物或氫氧化物等作用下，不飽和聚脂樹脂很快稠化，形成凝膠狀物,這種能使不飽和聚脂樹脂粘度增加的物質(zhì),稱為增粘劑。這一過程稱為增粘過程。利用該特性可用來制造片狀或團狀模壓料。24、 環(huán)氧樹脂:凡是含有二個以上環(huán)氧基的高聚物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。屬于熱固性的基體樹脂25、 環(huán)氧樹脂特點： 1、粘附力好，韌性較好，收縮率低。復(fù)合材料強度高，尺寸穩(wěn)定。2、電性能好。介電強度高，耐電弧優(yōu)良的絕緣材料。3、耐酸堿耐溶劑性強。4、熱穩(wěn)定性良好。26、 玻璃纖維：玻璃纖維是一種以天然礦石為原料，經(jīng)過對各原料成分的科學(xué)計算和合理配比后，進行粉磨均化、高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工序

7、最后形成各類產(chǎn)品。玻璃纖維單絲的直徑從幾個微米，到二十幾微米，相當于一根頭發(fā)絲的1/201/5，每束纖維原絲都有數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維的突出特點是比強度大，彈性模量高，伸長率低，同時還具有電絕緣、耐腐蝕等優(yōu)點，通常作為復(fù)合材料中的增強材料27、 玻璃纖維的分類：按原料分-無堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維、有堿、無硼、特種。按直徑-粗纖維30微米、初級纖維20微米、中級纖維1020微米、高級纖維310微米、超細纖維4微米以下。按外觀分-連續(xù)纖維、短纖維、磨碎纖維。按特性分-高強纖維、高模纖維、耐高溫、耐酸、耐堿、普通28、 碳纖維：是由有機纖維或低分子烴氣體原料加熱至1500以上所形成的纖

8、維狀碳材料,主要由碳元素組成，其含碳量隨種類不同而異，一般在90以上。29、 碳纖維的分類：按性能-高性能、低性能。按原絲類型-聚丙烯腈基纖維、黏膠基纖維、瀝青基、木質(zhì)素纖維基、其他有機。按功能-結(jié)構(gòu)用、耐焰、活性炭、導(dǎo)電用、潤滑用、耐磨用。30、 碳纖維的等級：1、高模碳纖維(HM Fiber)>500GPa2、高強碳纖維(HT Fiber)>3GPa3、中模碳纖維(IM Fiber), 強度1-2GPa, 模數(shù)100-500GPa4、低模碳纖維(LM Fiber), 模數(shù)100-200GPa5、一般級(GP), 模數(shù)<100GPa, 強度<1GPa31、 碳纖維的性

9、能：碳（石墨）纖維具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、低電阻、高熱導(dǎo)、低熱膨脹、耐化學(xué)輻射等優(yōu)良特性，此外，還具有纖維的柔曲性和可編性，比強度和比模量優(yōu)于其它纖維增強體。32、 有機纖維的主要代表為芳綸纖維(Aramid fiber),也叫凱夫拉（Kevlar),屬于聚芳酰胺纖維。芳綸纖維為對苯二甲酰對苯二胺的聚合體(PPD-T)，經(jīng)溶解轉(zhuǎn)為液晶紡絲而成。具有較高的各向異性。傳統(tǒng)的合成路線為二烴基酰胺溶劑內(nèi)苯撐(PPD)和對苯二酰氯(TCl)低溫縮聚。芳綸纖維具有高結(jié)晶和高取向的分子結(jié)構(gòu)。在縱向有周期性的疊層結(jié)構(gòu)。另外，芳綸纖維還具有皮芯結(jié)構(gòu)。33、 其它纖維：作為強化材的其他纖維

10、的主要有碳化硅纖維,硼纖維、氧化鋁纖維34、 復(fù)合材料的界面是指基體與強化材之間化學(xué)成分有顯著變化、構(gòu)成彼此結(jié)合、能起載荷傳遞作用的微小過渡區(qū)域。35、 界面效應(yīng)：傳遞效應(yīng): 將外力傳遞給增強物, 起到基體和增強物間的橋梁作用。阻斷效應(yīng): 結(jié)合適當?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴展、中斷 材料破壞、減緩應(yīng)力集中的作用。不連續(xù)效應(yīng): 在界面上產(chǎn)生物理性能的不連續(xù)性和界面摩擦出現(xiàn)的現(xiàn)象。如抗電性、耐熱性等。散射和吸收效應(yīng): 光波,聲波等在界面產(chǎn)生散射和吸收。誘導(dǎo)效應(yīng): 一種物質(zhì)(通常是增強物)的表面結(jié)構(gòu)使另 一種與使之接觸的物質(zhì)(通常是基體)的結(jié)構(gòu)由于誘導(dǎo)作用而發(fā)生的一些改變,由此產(chǎn)生一些現(xiàn)象。如彈性等。36、

11、 聚合物基復(fù)合材料界面的形成：界面的形成可分為兩個階段:第一階段是基體與增強物的接觸與浸潤過程.由于增強體對基體分子的各種基團或基體中各組分的吸附能力不同,它總是要吸附那些能降低其表面能的物質(zhì),并優(yōu)先吸附那些能較多降低其表面能的物質(zhì)。因此界面聚合層在結(jié)構(gòu)上與聚合物本體是不同的。第二階段是聚合物的固化階段。在此過程中聚合物通過物理或化學(xué)的變化而固化, 形成固定的界面層。固化階段受第一階段影響, 同時它直接決定界面層的結(jié)構(gòu)。37、 界面間作用：(1)擴散纏結(jié)作用:兩種高聚物表面的大分子頭端或支鏈的伸出端,會在其間作用面上產(chǎn)生相互的擴散,糾纏,形成分子網(wǎng)絡(luò)。界面的粘結(jié)強度顯然與伸出分子端的數(shù)量，分子

12、極性及相互作用力的大小，實際產(chǎn)生糾纏的分子數(shù)量有關(guān)。2）化學(xué)鍵的作用：化學(xué)鍵的作用形式如圖，是帶有A基團的物質(zhì)與帶有B基團的物質(zhì)相互接觸時，因A，B基團的相互反應(yīng)，使兩物質(zhì)以化學(xué)鍵形式結(jié)合在一起。構(gòu)成界面。該界面的強度直接取決于化學(xué)鍵的數(shù)量與類型。由于化學(xué)鍵的結(jié)合能量較高，因此，這類界面的相對穩(wěn)定性較好。（3）靜電吸引：是兩個相互作用的表面間因各自所帶電荷的極性不同而產(chǎn)生的相互作用力。屬于范德華力的作用。界面粘結(jié)的強度在很大程度上取決于表面電荷的密度和兩表面相互接觸的程度。許多高聚物的表面，或經(jīng)改性后的表面，或帶有涂層劑的表面都會存在許多游離或伸出的官能團，這些官能團的正負極性端會吸附在相應(yīng)的

13、陰離子或陽離子表面上構(gòu)成相互作用區(qū)。（4）機械鎖結(jié)：機械鎖結(jié)是指基體對填充體的流動浸潤，并按填充體表面形狀固化定形后的一種作用形式。如只考慮兩相結(jié)合面上的機械物理作用，界面的結(jié)合強度主要取決于表面鎖結(jié)點的多少。即表面的粗糙程度。兩物質(zhì)相切移動時，或其間為剪切作用時，界面的抗剪粘結(jié)強度較高，兩物質(zhì)相離遠動時，即界面拉伸分開時，界面粘結(jié)強度較低。38、 粘結(jié)機理：A: 界面浸潤理論：是基于液態(tài)樹脂對纖維表面的浸潤親和，即物理和化學(xué)吸附作用。填充劑被液體樹脂良好浸潤是極其重要的,浸潤不良會在界面上產(chǎn)生空隙,導(dǎo)致界面缺陷和應(yīng)力集中而使復(fù)合材料發(fā)生開裂,如果完全浸潤,則基體與填充劑間的粘合強度大于基體的

14、內(nèi)聚強度.B:化學(xué)鍵理論, 認為復(fù)合材料的纖維-基體界面是由化學(xué)鍵作用完成其間黏著或吸附的，這種作用的基礎(chǔ)是界面層中的化學(xué)鍵接形式。最典型的是玻璃纖維與基體間的偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑是涂覆在玻璃纖維表面的一層物質(zhì)，具有雙官能團的特征。即一部分官能團能與玻璃纖維形成化學(xué)共價鍵，而另一部分又與基體形成化學(xué)鍵，在玻璃纖維與基體間起橋梁的作用。C: 物理吸附理論, 增強材與基體之間的結(jié)合屬于機械鉸合和基于次價鍵作用的物理吸附。D：變形層理論：復(fù)合材料大都由高強低伸的纖維和低強高伸的基體復(fù)合而成，這樣纖維于基體的熱膨脹性差異就很大，當基體固化成型后，就會在界面區(qū)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，損傷界面，從而導(dǎo)致復(fù)合材料性能下降。

15、另外，在外力作用下，復(fù)合后界面會因此產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致界面缺陷和微裂紋的發(fā)展。變形層理論認為，如果纖維表面處理后，能在纖維表面覆上一層塑性層，再經(jīng)基體復(fù)合成型后，這層塑性層即界面就會收縮內(nèi)應(yīng)力，發(fā)生松弛，以減少界面中的應(yīng)力集中現(xiàn)象。E拘束層理論：認為表面處理劑是界面的一個部分，界面區(qū)的模量介于樹脂和增強材之間，可均勻地傳遞應(yīng)力，減緩應(yīng)力集中。這時吸附在硬質(zhì)增強材上的聚合物基體要比本體更為緊密。且聚集密度隨離界面區(qū)距離的增大而減少。F擴散層理論：認為粘結(jié)是由化學(xué)鍵和分子擴散共同作用的，并在一定的厚度的界面層中相互穿插網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。G減弱界面局部應(yīng)力作用理論：認為基體與增強材之間的處理劑，提供了一

16、種具有自愈能力的化學(xué)鍵。在載荷作用下，它處于不斷形成于斷裂的動態(tài)平衡狀態(tài)。39、 聚合物基復(fù)合材料界面強度的評價：1、顯微觀察法：用SEM，TEM，偏光顯微鏡等對其結(jié)構(gòu)進行觀察分析。確定是黏結(jié)破壞還是內(nèi)聚破壞。2、力學(xué)測量法：（1）單纖維抽拔試驗：是將單纖維包埋在基體中，然而，將單纖維從基體中抽拔出來。并記錄抽拔力及位移量。（2） 臨界纖維長度測量：又稱拉伸碎斷法。是將纖維包埋于一工字形基體中，當模塊受拉伸時，基體會伸長，由此將伸長形變以剪應(yīng)力形式通過基體與纖維界面?zhèn)鬟f給纖維，使纖維伸長，直到作用于纖維上的剪應(yīng)力大于纖維某部位的拉伸斷裂應(yīng)力時，纖維發(fā)生斷裂，形成一些碎段。成為L長度的短纖維。(

17、3) 短梁剪切法，用于測試一方向復(fù)合材料的層間剪切強度。采用的是傳統(tǒng)的三點彎曲試驗, 只是跨度縮小,滿足:L<bh/2。以較厚的試樣為好。4) 橫向拉伸法:采用傳統(tǒng)的拉伸試驗,將纖維增強復(fù)合材料試樣以與纖維成90度或成45度進行拉伸.（0度拉伸方法主要用來測定界面的拉伸強度，也叫界面黏結(jié)強度。45度拉伸主要用來測定界面的剪切強度。） ·d 纖維直徑，k修正系數(shù)0.75， l 平均斷裂長度. f 纖維拉伸強度采用短切梁試驗的層間剪切強度的計算公式為：為 層間剪切強度， Pmax為試樣破壞是的最大強度，b為試樣厚度，h為試樣寬度。40、 界面力學(xué)強度的評價主要分為直接和間接兩大類。

18、直接測量一般針對單纖維的黏結(jié)作用性質(zhì)進行測量。主要有單纖維抽拔試驗，臨界纖維長度測量和加壓界面脫粘試驗等。間接測量是利用傳統(tǒng)的拉伸，剪切等方法測量復(fù)合材料的宏觀力學(xué)行為，并從中導(dǎo)出復(fù)合材料界面的抗剪切特性。主要有短梁剪切法，Iosipescu剪切法，橫向或45度拉伸法等。41、 如果基體模塊被繼續(xù)拉伸，且界面的黏結(jié)作用足夠強，纖維所受的拉伸應(yīng)力會繼續(xù)增大。只要能達到拉伸斷裂應(yīng)力，纖維可能繼續(xù)發(fā)生斷裂，直到剪應(yīng)力對纖維所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力不能達到拉伸斷裂應(yīng)力為止。該最小段纖維的長度稱為臨界纖維長度。42、 內(nèi)聚破壞：是指纖維體（或基體）在界面附近的破壞或纖維體（或基體）本身的破壞。43、 黏結(jié)破壞：

19、在通常意義上是指界面黏結(jié)作用區(qū)的破壞。44、 金屬基復(fù)合材料的界面結(jié)合包括物理結(jié)合、溶解與津潤結(jié)合、反應(yīng)結(jié)合。物理結(jié)合是借助于材料表面的粗糙形態(tài)產(chǎn)生的機械鎖結(jié)作用以及因基體固化收縮包緊纖維所產(chǎn)生的摩擦阻力。結(jié)合強度的大小取決于材料表面的粗糙程度以及材料表面的抗剪強度。溶解與津潤結(jié)合是一種界面兩側(cè)的物質(zhì)以擴散滲透，交錯互溶的形式構(gòu)成的有一定厚度的界面。這種形式的關(guān)鍵是增加金屬對纖維的浸潤性。方法有：除去纖維表面的氧化膜，增大液態(tài)金屬的流動性。反應(yīng)結(jié)合指在一定條件下纖維與基體在相互緊密接觸中產(chǎn)生具有新的化合物的層面，并隨反應(yīng)的發(fā)展，形成具有一定厚度的反應(yīng)層。反應(yīng)層介于纖維與基體之間，故稱界面反應(yīng)層

20、。45、 影響界面的因素：物理因素: 因溫度變化而引起的相互熔融, 相互滲透。 如溫度高于600度以上時，碳纖維/鎳復(fù)合材料中的碳纖維會融入鎳基中?；瘜W(xué)因素:主要與復(fù)合材料中的組成物有關(guān)。46、 殘余應(yīng)力：在纖維中的殘余應(yīng)力分為壓應(yīng)力和拉應(yīng)力。在反應(yīng)結(jié)合的界面中，隨著反應(yīng)程度的增加，界面層的結(jié)合強度增大。由于界面反應(yīng)物大都為脆性化合物，界面厚度達一定值時，界面的殘余應(yīng)力將破壞界面本身，使界面結(jié)合強度下降。為了減少殘余應(yīng)力，要求纖維與基體的膨脹系數(shù)不要相差很大。47、 陶瓷基復(fù)合材料的增強體與基體之間的結(jié)合(Bonding)包括機械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合。陶瓷基復(fù)合材料中機械結(jié)合占大多數(shù)?；瘜W(xué)結(jié)合導(dǎo)致強

21、界面，在陶瓷基復(fù)合材料中要盡力避免或降弱結(jié)合強度。強界面使陶瓷基復(fù)合材料發(fā)生脆性斷裂，弱界面的作用是增強韌性。48、 所謂表面處理，就是在纖維（也包括其他增強材）的表面涂覆一層有利于增強材和基體形成良好黏結(jié)界面的物質(zhì)，如偶聯(lián)劑等，以改善復(fù)合材料的界面49、 玻璃纖維的表面處理：前處理法：將偶聯(lián)劑與浸潤劑合為一體。在玻璃纖維抽絲過程中，將處理劑涂覆到玻璃纖維表面上。后處理方法：也叫浸漬法。除去抽絲過程中涂覆的表面浸潤劑后，通過浸漬，水洗，干燥工藝，將處理劑涂覆到玻璃纖維表面上。遷移法：將化學(xué)處理劑加入到樹脂膠粘劑中，在浸膠過程中，與玻璃纖維（已除去浸潤劑）表面接觸，在固化時產(chǎn)生偶聯(lián)作用。50、

22、碳纖維的表面處理：氧化法:有液相氧化法和氣相氧化法，其目的是增加纖維表面的粗糙度和極性基含量。分氣相氧化（高溫氧氣等），液相氧化（濃硝酸等強氧化劑溶液），陽極氧化（纖維作為陽極，鎳板等作為陰極，氫氧化鈉等作為電解質(zhì)溶液）沉積法:也叫涂層法。在高溫或還原性氣氛中,使烴類,金屬鹵化物等以碳,碳化物的形式在纖維表面形成沉積膜.電聚合法：將碳纖維作為陽極，在電解液中加入含不飽和鍵的丙烯酸脂，苯乙烯等單體，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生自由劑，在纖維表面產(chǎn)生聚合而形成具有大分子鏈的碳纖維。電沉積法：采用電化學(xué)過程使聚合物沉積覆蓋于碳纖維表面。等離子體處理法：采用等離子體，刻蝕纖維表面，使纖維表面自由基增加，表面能增大

23、。51、 有機纖維的表面處理：有機化學(xué)法和等離子體處理法。使纖維表面引入或產(chǎn)生活性基團.52、 金屬纖維的表面處理：CVD法即化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition)是指利用反應(yīng)氣體，在纖維表面沉積一層薄膜。以改善液態(tài)金屬的浸潤性和阻止有害的界面反應(yīng)。53、 聚合物基復(fù)合材料由一種或多種細小形狀(直徑為微米級)的材料(稱為分散相或稱增強體)，分散于聚合物(稱為基體相)中組成的。其中分散相有長纖維(連續(xù)) 、顆粒、晶須、短纖維、紡織結(jié)構(gòu)材料等?；w為聚合物材料。54、 聚合物基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計三個過程，確定設(shè)計條件、材料設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計。三個條件：明確結(jié)構(gòu)性能要求、環(huán)境

24、條件、安全性與經(jīng)濟性。55、 層和正交層的剛度的預(yù)測(用體積含量)：體積含量和質(zhì)量含量的關(guān)系式為 分別為纖維和樹脂的質(zhì)量百分比 分別為纖維和樹脂的密度56、 單向?qū)拥膹椥韵禂?shù)預(yù)測： ， 分別為纖維,基體彈性摸量， 纖維體積含量57、 復(fù)合材料層合板設(shè)計：也叫鋪層設(shè)計，是根據(jù)單層的性能確定層合板中各層的取向，厚度，層數(shù)和總層數(shù)、總厚度等。58、 （1）設(shè)計原則：鋪層定向原則：盡量減少鋪層數(shù)、均衡對稱原則、按承載取向原則、鋪層最小比例原則：>6%10%的原則、鋪設(shè)順序原則、沖擊載荷區(qū)設(shè)計原則、防邊緣分層破壞設(shè)計原則、抗局部屈曲設(shè)計原則、連接區(qū)設(shè)計原則、變厚度設(shè)計原則。（2）等代設(shè)計法:用相同

25、形狀的復(fù)合層板來代替其他材料（3）層合板排序設(shè)計法59、 聚合物基復(fù)合材料的加工技術(shù):成型和固化.成型是將預(yù)浸料根據(jù)產(chǎn)品的要求鋪置成一定的形狀，一般為產(chǎn)品的形狀。固化是利用溫度。60、 分類：手工成型法、噴涂成型法、壓縮、注射、SMC壓縮、RTM壓縮、真空熱壓成型61、 金屬基復(fù)合材料是以金屬為基體,以高強度的第二相為增強體而制得的材料。按基體分:鋁基復(fù)合材料,鎳基復(fù)合材料,鈦基復(fù)合材料。按增強體分: 顆粒增強復(fù)合材料,層狀復(fù)合材料,纖維增強復(fù)合材料。力學(xué)性能:各向異性。62、 金屬基復(fù)合材料界面結(jié)合方式：物理結(jié)合、溶解與津潤結(jié)合、反應(yīng)結(jié)合，物理結(jié)合是借助于材料表面的粗糙形態(tài)產(chǎn)生的機械鎖結(jié)作用

26、以及因基體固化收縮包緊纖維所產(chǎn)生的摩擦阻力。結(jié)合強度的大小取決于材料表面的粗糙程度以及材料表面的抗剪強度。如經(jīng)等離子處理的不銹鋼纖維與基體的結(jié)合強度比未處理的高23倍。溶解與津潤結(jié)合是一種界面兩側(cè)的物質(zhì)以擴散滲透，交錯互溶的形式構(gòu)成的有一定厚度的界面。這種形式的關(guān)鍵是增加金屬對纖維的浸潤性。方法有：除去纖維表面的氧化膜，增大液態(tài)金屬的流動性。反應(yīng)結(jié)合是指在一定條件下纖維與基體在相互緊密接觸中產(chǎn)生具有新的化合物的層面，并隨反應(yīng)的發(fā)展，形成具有一定厚度的反應(yīng)層。反應(yīng)層介于纖維與基體之間，故稱界面反應(yīng)層。63、 鋁基復(fù)合材料特點：由于鋁具有較小的比重，鋁基復(fù)合材料作為輕量高強的復(fù)合材料而廣泛地用于航

27、空航天業(yè)中。其中應(yīng)用最多的是硼-鋁復(fù)合材料.64、 鋁基復(fù)合材料的制造：分為三個階段，纖維排列，復(fù)合材料的組裝壓合和零件層壓。65、 鋁基復(fù)合材料的二次加工：二次加工是指對基本的復(fù)合材料型件如平板、管等所進行的加工。包括成型加工、連接機械加工和熱處理等工藝過程。66、 鎳基復(fù)合材料：特點：鎳有很好的耐熱性能，被廣泛用于復(fù)合材料的基體中，常用的有：鎳-藍寶石復(fù)合材料，該材料高彈性模量、低密度、高強度,高熔點,具有良好的高溫強度和抗氧化性。制造：主要方法為熱壓法，也叫擴散結(jié)合，將纖維夾在金屬板之間進行加熱。67、 鈦基復(fù)合材料：特點：鈦基復(fù)合材料的使用溫度超過塑料基體的極限。即工作溫度高。高的抗損

28、傷性和耐腐蝕性，較高的比強度和較小的各相異性。問題點：相容性問題-界面反應(yīng)層。研制：解決相容性問題的辦法之一是采用高速工藝。目前常用的方法為采用連續(xù)帶材法。發(fā)展方向：連續(xù)制造法68、 石墨纖維增強金屬基復(fù)合材料：種類：石墨-鋁復(fù)合材料，石墨-鎳復(fù)合材料，石墨-鎂復(fù)合材料。制造方法：金屬粉末法、容壓法、擴散結(jié)合法、熱擠壓法、金屬箔法、熔壓法、擴散結(jié)合法、金屬溶液法、壓力注入法、抽吸通過法、電鍍、真空蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積69、 陶瓷材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等許多優(yōu)良的性能，但脆性。陶瓷基復(fù)合材料改善其脆性。陶瓷基復(fù)合材料的基體為陶瓷，屬于無機化合物、而不是單質(zhì)。陶瓷基復(fù)合材料的增強體通常也稱為

29、增韌體,可分為纖維、晶須和顆粒三類。70、 纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的成型方法：1、泥漿澆鑄法：在陶瓷泥漿中，將纖維分散，然后澆鑄在石膏模型中。適用于短纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制作。2、熱壓燒結(jié)法：將長纖維切短（<3mm)，然后分散并與基體粉末混合，再用熱壓燒結(jié)的方法制成復(fù)合材料。3、浸漬法：把纖維編織成所需形狀，然后用陶瓷泥漿浸漬，干燥后，進行焙燒。適用于長纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制作。71、 晶須：是一種針狀單晶體材料，其直徑為零點幾至幾個微米，長度為幾微米至數(shù)百微米。在單晶體中的原子排列非常整齊，幾乎沒有多晶材料中存在的各種缺陷。晶須特點：晶體結(jié)構(gòu)十分完整，使其具有驚人的力學(xué)強度，作

30、為塑料、金屬和陶瓷等類物質(zhì)的改型添加劑，顯示出極佳的物理化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的機械性能。直徑為16微米（只有發(fā)絲粗細的 150l40）的鐵晶須抗拉強度高達 13 400兆帕，是工業(yè)純鐵的70多倍。72、 種類：有金屬、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、無機鹽等外觀：白色松軟狀粉末73、 水泥的定義：凡細磨成粉末狀，加入適量水后成塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將沙、石等散?；蚶w維材料等牢固地結(jié)合在一起的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱為水泥。是建筑工業(yè)的三大基本材料之一。74、 水泥的種類：通用水泥（也叫標準水泥，建筑常用水泥），專用水泥（專門用途的水泥），特性水泥（某種性能比較突出的一類水泥）。

31、75、 水泥的制造：分為原料的調(diào)合工序，燒成工序，精加工工序。76、 水泥的成分：碳酸鈣化合物、孔隙相物質(zhì)、和石膏。77、 水泥基復(fù)合材料是指以水泥為基體與其他材料組合而得到的材料?？煞譃榛炷痢⒗w維增強水泥基復(fù)合材料和聚合物改性混凝土等。78、 混凝土:由水泥、水、砂和石子所組成，經(jīng)澆搗成型后硬化而成的。79、 纖維增強水泥復(fù)合材料:為了提高水泥混凝土制品的拉伸強度和許用應(yīng)變，在混凝土中加入纖維材料，形成纖維強化水泥基復(fù)合材料。其目的是提高混凝土的抗彎強度和韌性。80、 聚合物改性混凝土:聚合物應(yīng)用于水泥混凝土主要有三種方式(1)聚合物浸漬混凝土; (2)聚合物混凝土; (3)聚合物水泥混凝

32、土。81、 水泥混凝土的性質(zhì)：1、和易性：綜合技術(shù)性質(zhì)，包括流動性、黏聚性和保水性。2、流動性：在本身自重或機械振搗的外力作用下，產(chǎn)生流動或塌落，能均勻密實地填滿模板的性質(zhì)。3、黏聚性：混合料的黏聚力，在運輸或澆筑過程中，不致出現(xiàn)分離曾，使混凝土保持整體均勻的性能。4、保水性是指在施工過程中具有保水能力。保水性好不易產(chǎn)生嚴重泌水現(xiàn)象，抗?jié)B性和抗凍性好。82、 水泥基復(fù)合材料的成型工藝：圖混凝土設(shè)計與施工設(shè)計過程：原料選擇 工程計算 實驗校核調(diào)整初定配方：水 : 灰 : 砂 : 石 0.5 : 1 : 1.5 : 3實驗校核：強度實驗與和易性實驗調(diào)整：提高水泥標號或用量，可提高強度。 提高水量、降低石料用量，可提高和易性。最終配方中水泥用量、W/C需滿足耐久性要求83、 水灰比計算：1）、選擇水泥品種，確定混凝土試配強度R=Rst+1.64