南京工業(yè)大學(xué)-材料概論-第六章-復(fù)合材料課件

第六章復(fù)合材料為什么主要成分為碳酸鈣的貝殼強(qiáng)度要比同樣組成為碳酸鈣的粉筆要高很多？第六章復(fù)合材料為什么主要成分為碳酸鈣的貝殼強(qiáng)度要比同樣組成1復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。(ISO定義)材料A＋材料B（＋······）

材料C改善或克服單一組成材料的弱點(diǎn)，創(chuàng)造單一材料不具備的雙重或多重功能。復(fù)合材料的定義基體Matrix增強(qiáng)體Reinforce-ment＋主要組份粘結(jié)、保護(hù)增強(qiáng)相并把外加載荷造成的應(yīng)力傳遞到增強(qiáng)相上去其它組份主要承載相，并起著提高強(qiáng)度(或韌性)的作用復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)組合而成的2復(fù)合材料的特點(diǎn)懸浮液、氣溶膠、霧等含有氣相或是液相的多相體系不能稱之為復(fù)合材料。多相:至少兩相；獨(dú)立性：相是獨(dú)立的，組成和性能獨(dú)立；復(fù)合效益：具備不同于組成相的獨(dú)特的性能或是效益；*****固相：復(fù)合產(chǎn)物為固相；可設(shè)計(jì)性：組成和性能具有可設(shè)計(jì)性。*****復(fù)合材料的定義復(fù)合材料的特點(diǎn)懸浮液、氣溶膠、霧等含有氣相或是液相的多相體系3復(fù)合材料的定義獲得新組成的材料；獲得新形態(tài)的材料；獲得單一組分不具備的性質(zhì)和功能，獲得復(fù)合效應(yīng)；獲得某種特定的性能或效益。碳酸鈣填充PVC，PP等聚合物時只是為了經(jīng)濟(jì)效益與其功能無關(guān)。復(fù)合的目的復(fù)合材料的定義獲得新組成的材料；復(fù)合的目的4復(fù)合材料=增強(qiáng)材料+基體

骨＝膠原質(zhì)+磷灰石貝殼＝碳酸鈣+基質(zhì)膠原幾個實(shí)例復(fù)合材料=增強(qiáng)材料+基體幾個實(shí)例5波音787：以碳纖維合成物為主體材料耗油量：減少20％左右。Aluminiumorcomposite?波音787：以碳纖維合成物為主體材料耗油量：減少20％左右。6航空航天航空航天7波音787型飛機(jī)中使用的復(fù)合材料波音787型飛機(jī)中使用的復(fù)合材料8復(fù)合材料垂直安定面（左上圖中黑色部分）復(fù)合材料前機(jī)身段（上圖中黑色部分）復(fù)合材料在國產(chǎn)軍用飛機(jī)中的應(yīng)用（左圖）軍事復(fù)合材料垂直安定面（左上圖中黑色部分）軍事9金屬基復(fù)合材料在直升飛機(jī)中的應(yīng)用（用作旋翼支架）金屬基復(fù)合材料在直升飛機(jī)中的應(yīng)用10南京工業(yè)大學(xué)-材料概論--第六章-復(fù)合材料課件11交通交通12建筑建筑13日用品日用品14體育用品體育用品15玻璃鋼應(yīng)用于體育用品玻璃鋼應(yīng)用于體育用品16Ford’s‘soybeancar’usedcellulosefibre/soybeanresincompositepanelsattachedtoatubularsteelframe.Kerbweightwasreducedfrom3000to2000lb(900kg)./research/services/populartopics/SoybeanCar/Ford’s‘soybeancar’usedcell17風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片用復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片用復(fù)合材料18復(fù)合材料的概述現(xiàn)代復(fù)合材料的起源：發(fā)端于20世紀(jì)50～60年代，主要是適應(yīng)航空航天技術(shù)對高強(qiáng)度低密度材料的需求。復(fù)合材料的現(xiàn)狀:2005年全球玻璃鋼／復(fù)合材料產(chǎn)量逾700萬噸，產(chǎn)值逾4千億元人民幣。我國的產(chǎn)量約為全球的1/4，而平均單價(jià)卻僅為世界平均價(jià)格的1/4（低于1.5萬人民幣/噸）我國是世界玻纖產(chǎn)品的第二大生產(chǎn)國。我國玻纖著名研究院所：南京玻璃纖維研究院、北京玻璃鋼研究院。我國玻纖工業(yè)“三強(qiáng)”：泰山玻璃纖維股份有限公司、巨石集團(tuán)有限公司（亞洲玻纖3強(qiáng)，世界玻纖5強(qiáng)）、重慶國際復(fù)合材料有限公司復(fù)合材料的概述現(xiàn)代復(fù)合材料的起源：發(fā)端于20世紀(jì)50～60年19復(fù)合材料按基體相分按增強(qiáng)相的形態(tài)分金屬基界面結(jié)合存在問題；

陶瓷基對增強(qiáng)體有特殊要求，如耐高溫等；聚合物基熱塑性、熱固性聚合物?？沙尚托阅芎茫凰嗷缑娼Y(jié)合好，成型時基體有化學(xué)反應(yīng)。顆粒增強(qiáng)纖維增強(qiáng)晶須增強(qiáng)按用途分結(jié)構(gòu)復(fù)合材料功能復(fù)合材料承受載荷，作為承力結(jié)構(gòu)使用電、磁、光、熱、聲、摩擦、阻尼、化學(xué)分離性能碳纖維玻璃纖維有機(jī)纖維復(fù)合纖維編織物增強(qiáng)復(fù)合材料的分類復(fù)合材料按基體相分按增強(qiáng)相的形態(tài)分金屬基界面結(jié)合存20纖維增強(qiáng)體：碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維以及碳化硅晶須、氧化鋁晶須等。特點(diǎn)是用量小、強(qiáng)度大、價(jià)格高。纖維與晶須的主要特點(diǎn)是：密度低、強(qiáng)度高、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小.

粉狀填料：碳酸鈣、二氧化鈦、蒙脫土、碳黑、二氧化硅(白碳黑)。特點(diǎn)是用量大、價(jià)格低。編織物：二維紡織布、三維紡織物等。特點(diǎn)是初期可賦形、強(qiáng)度大、價(jià)格高。復(fù)合材料的原料(增強(qiáng)體)纖維增強(qiáng)體：纖維與晶須的主要特點(diǎn)是：密度低、強(qiáng)度高、彈性模量21a)多角狀SiC顆粒b)等離子噴射熔融法制備的Al2O3顆粒c)溶膠凝膠法制備的Al2O3顆粒d)a-Al2O3片晶常用的顆粒增強(qiáng)材料a)多角狀SiC顆粒b)等離子噴射熔融法制備的Al222nanofiber幾種纖維增強(qiáng)體nanofiber幾種纖維增強(qiáng)體23纖維的強(qiáng)度纖維的強(qiáng)度24三維編織纖維結(jié)構(gòu)管、容器的螺旋纏繞平面纏繞線型幾種編制物的結(jié)構(gòu)三維正交非織造的纖維結(jié)構(gòu)

(a)非線性法平面增強(qiáng)(b)一種開式格狀結(jié)構(gòu)(c）一種柔性結(jié)構(gòu)三維編織纖維結(jié)構(gòu)管、容器的螺旋纏繞平面纏繞線型幾種編制物的結(jié)25比強(qiáng)度高抗疲勞與斷裂安全性能好良好的減震性能良好的高溫性能大量的增強(qiáng)纖維對裂紋的擴(kuò)展起到阻礙作用.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有較高的自震頻率，不易產(chǎn)生共振現(xiàn)象，具有一定的減震作用.增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)都很高，并且在高溫下仍具有較高的強(qiáng)度.比彈性模量高剛性強(qiáng)自重小可設(shè)計(jì)性強(qiáng)根據(jù)復(fù)合原理設(shè)計(jì)出具有特定功能的復(fù)合材料，性能對工藝的依賴性。復(fù)合材料的性能特點(diǎn)比強(qiáng)度高抗疲勞與斷裂安全性能好良好的減震性能良好的高溫性能大26南京工業(yè)大學(xué)-材料概論--第六章-復(fù)合材料課件27增強(qiáng)機(jī)理1.纖維增強(qiáng)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性纖維作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。提高基體在室溫下和高溫下的強(qiáng)度和彈性模量。設(shè)計(jì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的目標(biāo)：復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)機(jī)理1.纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指由高強(qiáng)度28纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：1、增強(qiáng)纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾率降低。2、纖維的表面受到基體的保護(hù)，不易在承載中產(chǎn)生裂紋，增大承載力。3、基體能阻止纖維的裂紋擴(kuò)展。4、基體對纖維的粘結(jié)作用、基體與纖維之間的摩擦力，使得材料的強(qiáng)度大大提高。復(fù)合材料的基本理論纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：1、增強(qiáng)纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾29陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)相是具有強(qiáng)結(jié)合鍵纖維阻止裂紋的產(chǎn)生，使脆性降低。高分子基復(fù)合材料中纖維增強(qiáng)相有效阻止基體分子鏈的運(yùn)動；金屬基復(fù)合材料中纖維增強(qiáng)相有效阻止位錯運(yùn)動而強(qiáng)化基體。鎢纖維銅基復(fù)合材料中的裂紋在銅中擴(kuò)展受阻碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料斷裂時纖維斷口電子掃描照片復(fù)合材料的基本理論陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)相是具有強(qiáng)結(jié)合鍵纖維阻止裂紋的產(chǎn)生，使脆性30增強(qiáng)纖維起到強(qiáng)化基體作用必要條件：1、增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模量高。3、纖維應(yīng)有一定的含量、尺寸和分布。4、纖維與基體之間的線膨脹系數(shù)相匹配。2、纖維與基體之間有良好的相容性。復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)纖維起到強(qiáng)化基體作用必要條件：1、增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模31增強(qiáng)纖維的形狀、分布及數(shù)量等均影響復(fù)合材料的性能(a)數(shù)量(b)大小(c)形狀(d)分布(e)取向復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)纖維的形狀、分布及數(shù)量等均影響復(fù)合材料的性能復(fù)合材料的基32復(fù)合材料的基本理論分單向取向和雙向取向取向的影響復(fù)合材料的基本理論分單向取向和雙向取向取向的影響33增強(qiáng)機(jī)理2.顆粒增強(qiáng)

指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性顆粒作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。納米硬顆粒彌散增強(qiáng)，微米顆粒增強(qiáng)。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的種類：復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)機(jī)理2.顆粒增強(qiáng)指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆34彌散強(qiáng)化復(fù)合材料中彌散顆粒種類金屬氧化物碳化物硼化物復(fù)合材料的基本理論顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：

彌散分布基體中的硬顆粒可以有效地阻止位錯運(yùn)動，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。彌散強(qiáng)化復(fù)合材料中彌散顆粒種類金屬氧化物碳化物硼化物復(fù)合材料35增韌機(jī)理1.纖維增韌

由于定向、取向或無序排布的纖維加入，使得復(fù)合材料的韌性得到顯著提高。纖維吸收裂紋尖端能量是靠纖維斷裂及纖維從基體中拔出實(shí)現(xiàn)的。要求用于補(bǔ)強(qiáng)的纖維具有較高的強(qiáng)度且能與陶瓷有良好的粘結(jié)。d復(fù)合材料的基本理論增韌機(jī)理1.纖維增韌由于定向、取向或無序排布的36增韌機(jī)理2.顆粒增韌增韌的機(jī)理主要包括相變增韌、裂紋轉(zhuǎn)向增韌和分叉增韌。復(fù)合材料的基本理論通過相變產(chǎn)生的體積膨脹，產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，從而抵消外加應(yīng)力，阻止裂紋的擴(kuò)展，達(dá)到增韌的目的。ZrO2相變增韌增韌機(jī)理2.顆粒增韌增韌的機(jī)理主要包括相變增韌、裂紋轉(zhuǎn)向增37纖維吸收裂紋尖端能量纖維斷裂纖維從基體中拔出裂紋轉(zhuǎn)向復(fù)合材料的基本理論纖維吸收裂紋尖端能量纖維斷裂纖維從基體中拔出裂紋轉(zhuǎn)向復(fù)合材料38界面復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)材料之間的結(jié)合面。這種結(jié)合面是基體和增強(qiáng)材之間發(fā)生相互作用和相互擴(kuò)散而形成的。復(fù)合材料的界面理論上可分為三個階段：第一階段：增強(qiáng)體表面預(yù)處理或改性階段。 i)界面設(shè)計(jì)與控制的重要手段 ii)改性層成為最終界面層的重要組成部分第二階段：兩相的接觸與浸潤過程

接觸－吸附與浸潤－交互擴(kuò)散－化學(xué)結(jié)合或物理結(jié)合(化學(xué)結(jié)合可看作是一種特殊的浸潤過程，是界面形成與發(fā)展的關(guān)鍵階段)第三階段：液態(tài)（或粘流態(tài)）組分的固化過程，即凝固或化學(xué)反應(yīng)。i)界面的固定（亞穩(wěn)態(tài)、非平衡態(tài)） ii)界面的穩(wěn)定（穩(wěn)態(tài)、平衡態(tài)）復(fù)合材料的界面形成過程界面復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)材料之間的結(jié)合面。這種結(jié)合面是基39界面分層組成非單分子層基體表面層、增強(qiáng)體表面層、基體/增強(qiáng)體界面層三個部分；梯度結(jié)構(gòu)具有一定厚度的界面相（層）隨厚度方向變化而變化，具有“梯度”特征；界面效益界面的比表面積或界面相的體積分?jǐn)?shù)很大(尤其是納米復(fù)合材料)界面效應(yīng)顯著，復(fù)合材料復(fù)合效應(yīng)產(chǎn)生的根源；界面缺陷界面缺陷形式多樣(包括殘余應(yīng)力)，對復(fù)合材料性能影響十分敏感。復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)復(fù)合材料的界面增強(qiáng)體基體界面分層組成非單分子層基體表面層、增強(qiáng)體表面層、基體/增40界面結(jié)合的類型1、機(jī)械結(jié)合：借助增強(qiáng)纖維表面凹凸不平的形態(tài)而產(chǎn)生的機(jī)械鉸合和基體與纖維之間的摩擦阻力形成。2、溶解與浸潤結(jié)合：液態(tài)或是粘流態(tài)基體對增強(qiáng)纖維的侵潤，而產(chǎn)生的作用力，作用范圍只有若干原子間距大小。3、反應(yīng)結(jié)合：基體與纖維之間形成界面反應(yīng)層。4、混合結(jié)合：上述三種形式的混合結(jié)合方式。復(fù)合材料的界面界面結(jié)合的類型1、機(jī)械結(jié)合：借助增強(qiáng)纖維表面凹凸不平的形態(tài)而41浸潤理論化學(xué)鍵理優(yōu)先吸附理可變形層理論束縛層理論每一理論只能部分解釋某些現(xiàn)象或某些結(jié)果。都有一定局限性。實(shí)際的界面現(xiàn)象復(fù)雜的多，需多方面、多角度加以分析。迄今，未能建立一個統(tǒng)一的界面響應(yīng)理論模型。界面作用理論復(fù)合材料的界面浸潤理論每一理論只能部分解釋某些現(xiàn)象或某些結(jié)果。都有一定42復(fù)合材料界面的類型1、增強(qiáng)體與基體互不反應(yīng)、互不溶解的界面。2、增強(qiáng)體與基體不反應(yīng)、但相互溶解的界面。3、增強(qiáng)體與基體反應(yīng)形成界面反應(yīng)層。復(fù)合材料的界面表面改性不同相之間的相容性或是改變界面物理結(jié)合處粗糙程度。方法有基體改性和增強(qiáng)體改性兩種。復(fù)合材料界面的類型1、增強(qiáng)體與基體互不反應(yīng)、互不溶解的界面。43怎樣通過控制界面特征對材料性能產(chǎn)生作用？1、改變增強(qiáng)材料表面性質(zhì)。2、向基體內(nèi)添加特定的元素。3、在增強(qiáng)材料的表面施加涂層。表面改性前表面改性后表面改性后復(fù)合材料的界面SEM圖由我院高分子系張?jiān)茽N教授提供怎樣通過控制界面特征對材料性能產(chǎn)生作用？1、改變增強(qiáng)材料表面44表面改性對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響序號玻纖含量(%)拉伸強(qiáng)度MPa彎曲強(qiáng)度MPa缺口沖擊kJ/m21LC/d界面粘結(jié)型式A-30B-30C-30D-3030303030

37.150.469.671.2

58.985.4112.3116.0

6.57.416.719.00.210.400.660.68

73371614物理潤濕互穿網(wǎng)絡(luò)化學(xué)偶聯(lián)化學(xué)偶聯(lián)物理潤濕型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)低，互穿網(wǎng)絡(luò)型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)中等，而化學(xué)偶聯(lián)型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)高。復(fù)合材料的界面此表數(shù)據(jù)由我院高分子系張?jiān)茽N教授提供表面改性對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響玻纖含量拉伸強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度缺口45玻璃鋼(玻璃纖維增強(qiáng)塑料，GFRP)密度低：1.6～2.0g/cm3；比強(qiáng)度高：較最高強(qiáng)度的合金鋼還高3倍；耐腐蝕突出特點(diǎn)耐燒蝕航空航天工業(yè)：如雷達(dá)罩、機(jī)艙門、燃料箱、行李架和地板等?；鸺喊l(fā)動機(jī)殼體、噴管。

汽車工業(yè)：如汽車車身、保險(xiǎn)杠、車門、擋泥板、燈罩、內(nèi)部裝飾件等。石油化工工業(yè)：如玻璃鋼貯罐、容器、管道、洗滌器、冷卻塔等應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂等熱固性樹脂基體—熱固性玻璃鋼；聚酰胺、聚丙烯、ABS、尼龍等熱塑性樹脂基體—熱塑性玻璃鋼。聚合物(樹脂)基復(fù)合材料玻璃鋼(玻璃纖維增強(qiáng)塑料，GFRP)密度低：1.6～2.0g46酚醛樹脂玻璃鋼齒輪

聚合物(樹脂)基復(fù)合材料酚醛樹脂玻璃鋼齒輪聚合物(樹脂)基復(fù)合材料47

圖3-87玻璃鋼管道與接頭在石油、化工工業(yè)中的應(yīng)用聚合物(樹脂)基復(fù)合材料

48復(fù)合材料(玻璃鋼)制作的漁船（右）玻璃鋼建筑材料用于上海東方明珠電視塔大堂裝潢(左)聚合物(樹脂)基復(fù)合材料復(fù)合材料(玻璃鋼)制作的漁船（右）玻璃鋼建筑材料用于上海49聚合物(樹脂)基復(fù)合材料各種玻璃鋼型材制品

聚合物(樹脂)基復(fù)合材料各種玻璃鋼型材制品50環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織(表面）

環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織（橫截面）環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織(表面）環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織（橫截51碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）航天工業(yè)：如航天飛機(jī)有效載荷門、副翼、垂直尾翼、主起落架門、內(nèi)部壓力容器等；空間站大型結(jié)構(gòu)桁架及太陽能電池支架。汽車工業(yè)：F－1方程式賽車車身體育用品：網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、釣魚桿。密度更低更高的比強(qiáng)度和比模量化學(xué)穩(wěn)定性高高、低溫力學(xué)性能好突出特點(diǎn)應(yīng)用比玻璃鋼的性能普遍優(yōu)越聚合物(樹脂)基復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）航天工業(yè)：如航天飛機(jī)有52聚合物(樹脂)基復(fù)合材料

CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP在空間站大型結(jié)構(gòu)桁架及太陽能電池支架中的應(yīng)用聚合物(樹脂)基復(fù)合材料CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP53特點(diǎn)－具有與樹脂基復(fù)合材料相同的高強(qiáng)度、高彈性模量和低線膨脹系數(shù)。

工作溫度高、高韌性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、不易燃燒、抗電磁干擾、抗輻射可進(jìn)行熱處理和其它加工來進(jìn)一步提高性能。缺點(diǎn)－密度高、制作成本高、工藝復(fù)雜、增強(qiáng)材與基體間易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。長纖維增強(qiáng)原位復(fù)合增強(qiáng)顆粒增強(qiáng)短纖維或晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料特點(diǎn)－具有與樹脂基復(fù)合材料相同的高強(qiáng)度、高彈性缺點(diǎn)－密度高、54長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、硼/鋁復(fù)合材料硼纖維高溫強(qiáng)度高，1500℃時蠕變速率低。但高溫氧化后強(qiáng)度降低，所以一般在硼纖維表面涂覆一層SiC或B4C，防止纖維表面氧化。金屬基復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料用于航天飛機(jī)主艙體龍骨桁架和支柱長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、硼/鋁復(fù)合材料硼纖維高溫強(qiáng)度高，552、石墨/鋁復(fù)合材料具有導(dǎo)電性高、摩擦系數(shù)小和耐腐蝕等特點(diǎn)。利用石墨纖維表面沉積Ti/Bi涂層技術(shù)，可改善石墨纖維與液態(tài)鋁的濕潤性，有效控制鋁與纖維的表面反應(yīng)，提高復(fù)合材料的性能。長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料3、石墨/鎂復(fù)合材料這種材料密度低、線膨脹系數(shù)為零，尺寸的穩(wěn)定性好，是金屬基復(fù)合材料中具有最高比強(qiáng)度和比彈性模量的復(fù)合材料?？稍谑w維表面沉積TiB2，提高石墨纖維的潤濕性。2、石墨/鋁復(fù)合材料具有導(dǎo)電性高、摩擦系數(shù)小和耐腐蝕等特點(diǎn)564、碳化硅/鈦復(fù)合材料碳化硅纖維比強(qiáng)度高、比模量高，高溫強(qiáng)度高，耐熱、耐氧化，與金屬的反應(yīng)小，潤濕性好。主要應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件和渦輪葉片以及火箭發(fā)動機(jī)箱體材料。長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料5、氧化鋁/鋁復(fù)合材料氧化鋁纖維在氧化氣氛中穩(wěn)定，能在高溫下保持其強(qiáng)度、剛度，且硬度高，耐磨性好。這種復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和高剛度，可用于汽車發(fā)動機(jī)活塞和其他發(fā)動機(jī)零件。4、碳化硅/鈦復(fù)合材料碳化硅纖維比強(qiáng)度高、比模量高，高溫強(qiáng)度57短纖維/晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、氧化鋁/鋁復(fù)合材料2、碳化硅/鋁復(fù)合材料3、氧化鋁/鎳復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料短纖維/晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、氧化鋁/鋁復(fù)合材料2、碳化58金屬基復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料2.碳化鈦/鈦復(fù)合材料1.碳化硅/鋁復(fù)合材料3.顆粒增強(qiáng)金屬間化合物復(fù)合材料TiB2/NiAl、TiB2/TiAl金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料2.碳化鈦/鈦復(fù)合材料159金屬基復(fù)合材料SiCp/Al，Al2O3p/Al汽車剎車盤，減重60％（豐田、福特和通用汽車公司）Al2O3短纖維/Al汽車活塞（活塞環(huán)）（豐田汽車公司）SiCp/Al連桿，鍛件替代鋼連桿，減重6Kg（福特、通用汽車公司）金屬基復(fù)合材料SiCp/Al，Al2O3p/Al汽車剎車盤60原位復(fù)合材料采用定向凝固方法，使液態(tài)金屬和合金在有規(guī)則的溫度梯度場中進(jìn)行冷卻凝固，金屬基體自身析出晶須或顆粒而得到的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料原位復(fù)合材料采用定向凝固方法，使液態(tài)金屬和合金在有規(guī)則的溫度61什么是陶瓷基復(fù)合材料？在陶瓷基體中添加碳纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、碳化硅晶須、氧化鋁晶須、碳化硅顆粒和碳化鈦顆粒，所形成的復(fù)合材料。纖維的加入可以大大提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性。陶瓷基復(fù)合材料什么是陶瓷基復(fù)合材料？在陶瓷基體中添加碳纖維、氧化鋁纖維、碳62特點(diǎn)－具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐磨、耐蝕和良好的韌性。應(yīng)用－制造高速切削工具和內(nèi)燃機(jī)部件。種類－顆粒增韌復(fù)合材料:Al2O3-TiC顆粒

晶須增韌復(fù)合材料:SiC-Al2O3晶須

纖維增韌復(fù)合材料:SiC-硼硅、Al2O3玻璃纖維陶瓷基復(fù)合材料目前研究重點(diǎn)－作為高溫、耐磨、耐蝕材料應(yīng)用，如大功率內(nèi)燃機(jī)的增壓渦輪；航空航天器的熱部件；車輛發(fā)動機(jī)；石油化工容器；廢物垃圾焚燒處理設(shè)備等。特點(diǎn)－具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐磨、耐蝕和良好的63長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料1.碳/陶瓷基復(fù)合材料具有很高的高溫強(qiáng)度、彈性模量和較高的韌性。碳纖維增強(qiáng)的氮化硅陶瓷可在1400度以上的高溫下長期工作碳纖維增強(qiáng)的石英陶瓷復(fù)合材料，沖擊韌性比燒結(jié)石英陶瓷高40倍、抗彎強(qiáng)度大5-12倍?？沙惺?200-1500度高溫氣流的沖擊。陶瓷基復(fù)合材料2.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多重陶瓷，如碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷等復(fù)合。碳化硅纖維通常采用CVD制備。利用碳化硅纖維強(qiáng)化的碳化硅陶瓷，其斷裂韌性提高5-6倍，抗彎強(qiáng)度提高50％以上，且基體與纖維之間的結(jié)合性能良好。長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料1.碳/陶瓷基復(fù)合材料具有很高的高溫643.碳/碳復(fù)合材料(Cf/C)由碳纖維及其制品(碳?xì)?、碳布?增強(qiáng)的碳基復(fù)合材料。

由碳纖維及其制品作為預(yù)制體，通過化學(xué)氣相沉積法(CVD)或液態(tài)樹脂、瀝青浸漬碳化法獲得C/C的基體碳來制備。耐燒蝕性導(dǎo)彈彈頭和固體火箭發(fā)動機(jī)噴管航天飛機(jī)的鼻錐、機(jī)翼前緣摩擦磨損性能

與人體的生物相容性生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：人工心臟瓣膜、骨骼、牙根、髖關(guān)節(jié)等飛機(jī)的剎車盤；賽車、高速列車的剎車制動材料耐高溫和低密度航空發(fā)動機(jī)理想輕質(zhì)材料長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料3.碳/碳復(fù)合材料(Cf/C)由碳纖維及其制品(碳?xì)?、碳布?5空中客車A320的C/C剎車裝置2004年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎黃伯云院士《高性能炭/炭航空制動材料的制備技術(shù)》陶瓷基復(fù)合材料空中客車A320的C/C剎車裝置2004年度國家技術(shù)發(fā)明一664.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多種陶瓷，如碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷等復(fù)合。碳化硅纖維通常采用CVD制備。利用碳化硅纖維強(qiáng)化的碳化硅陶瓷，其斷裂韌性提高5-6倍，抗彎強(qiáng)度提高50％以上，且基體與纖維之間的結(jié)合性能良好。長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料4.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多種陶瓷，如碳化硅陶67SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具采用顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具加工高硬度的高鉻鑄鐵件短纖維、晶須、顆粒增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料CMC人工關(guān)節(jié)陶瓷基復(fù)合材料SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具采用顆粒增強(qiáng)氮化硅68功能復(fù)合材料基體主要起粘結(jié)作用，某些情況下也起功能作用復(fù)合材料的功能特性不同特性的功能體——特性各異的功能復(fù)合材料。功能體特點(diǎn)磁功能、電功能、光功能、熱功能、摩擦功能、阻尼功能、防彈功能、輻射功能等。按功能特性分類應(yīng)用面寬研制周期短附加值高小批量，多品種適于特殊用途功能復(fù)合材料基體主要起粘結(jié)作用，某些情況下也起功能作用69復(fù)合材料的制備工藝復(fù)合材料的制備工藝：將兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合在一起而采用的“適當(dāng)方法”。復(fù)合材料的制備工藝特點(diǎn)：（1）材料的形成與制品的成型同時完成。復(fù)合材料的生產(chǎn)過程也就是復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過程。復(fù)合材料的工藝水平直接影響材料或制品的性能。（2）復(fù)合材料的成型比較方便。一種復(fù)合材料制品可以用多種方法成型，有選擇余地。復(fù)合材料的制備工藝及特點(diǎn)復(fù)合材料的制備工藝復(fù)合材料的制備工藝：將兩種或兩種以上不同性70復(fù)合材料的制備工藝樹脂固化劑促進(jìn)劑填料染料紗布?xì)殖尚湍＞呙撃┰鰪?qiáng)材料原材料膠液配制處理模具準(zhǔn)備準(zhǔn)備工序半成品加工復(fù)合材料產(chǎn)品的生產(chǎn)流程圖復(fù)合材料的制備工藝樹脂固化劑促進(jìn)劑填料染料紗布?xì)殖尚湍＞呙撃?1成型作業(yè)固化脫模加工修飾檢驗(yàn)制品成品檢驗(yàn)成型工序復(fù)合材料的制備工藝成型作業(yè)固化脫模加工修飾檢驗(yàn)制品成品檢驗(yàn)成型工序復(fù)合材料的制72復(fù)合材料的制備工藝聚合物基復(fù)合材料的制備工藝手糊成型工藝噴射成型工藝鋪層工藝模壓成型工藝?yán)p繞成型工藝擠拉成型工藝復(fù)合材料的制備工藝聚合物基復(fù)合材料的制備工藝73用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開模具上，經(jīng)室溫固化和脫模獲得制品的工藝方法。手糊成型工藝

復(fù)合材料的制備工藝用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開模具上，經(jīng)室溫74優(yōu)點(diǎn)：形狀任意、復(fù)雜設(shè)備簡單、投資小、折舊低工藝簡單可任意添補(bǔ)樹脂量高，耐腐蝕缺點(diǎn)：效率低下工作環(huán)境差產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)產(chǎn)品力學(xué)性能不好批量小復(fù)合材料的制備工藝手糊成型工藝

優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：復(fù)合材料的制備工藝手糊成型工藝75復(fù)合材料的制備工藝(1)利用高壓空氣將樹脂系統(tǒng)（固化劑、引發(fā)劑、促進(jìn)劑等和短纖維從噴槍上不同噴嘴同時噴出并均勻沉積到模具上。(2)待沉積到一定厚度，用手輥滾壓，使纖維浸透樹脂，壓實(shí)并除去氣泡，室溫固化成型得到產(chǎn)品。噴射成型工藝復(fù)合材料的制備工藝(1)利用高壓空氣將樹脂系統(tǒng)（固化劑、引發(fā)76復(fù)合材料的制備工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：效率高成本低整體性（無縫）產(chǎn)品壁厚可調(diào)節(jié)缺點(diǎn)：污染大樹脂用量大制品強(qiáng)度低（短切）噴射成型工藝復(fù)合材料的制備工藝特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：噴射成型工藝77指用手工鋪疊方式，將預(yù)浸材料（無緯布、無緯帶、編織物等）按預(yù)定方向和順序在模具內(nèi)逐層鋪貼直至所需的厚度，經(jīng)加溫加壓固化、脫模、修整而獲得制品的過程。制品強(qiáng)度較高，可根據(jù)不同方向的受力情況制成強(qiáng)度各向異性的產(chǎn)品。鋪層工藝復(fù)合材料的制備工藝指用手工鋪疊方式，將預(yù)浸材料（無緯布、無緯帶、編織物等）按預(yù)78將一定量的模壓料放入金屬對模中，在一定的溫度和壓力作用下，使模塑料在模腔內(nèi)受熱塑化、受壓流動并充滿模腔成型固化而獲得制品的一種方法。模壓成型工藝復(fù)合材料的制備工藝將一定量的模壓料放入金屬對模中，在一定的溫度和壓力作用下，使79將浸過樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維或布帶，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后固化脫模成為增強(qiáng)材料制品的工藝過程。三大過程：預(yù)浸、纏繞、固化脫模。纏繞成型工藝復(fù)合材料的制備工藝將浸過樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維或布帶，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上80復(fù)合材料的制備工藝?yán)p繞成型工藝復(fù)合材料的制備工藝?yán)p繞成型工藝81復(fù)合材料的制備工藝1、比強(qiáng)度高原因：(1)表面缺陷小(2)避免縱橫交織點(diǎn)和末端的應(yīng)力集中(3)可控方向與數(shù)量，實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)(4)纖維含量高80%2、可靠性高：克服材料的韌性不夠及缺口帶來的可靠性降低。3、生產(chǎn)效率高：機(jī)械化，大批量。4、成本低：無捻減少了紡織等其它工費(fèi)。缺點(diǎn)：形狀限制，投資大，必須大批量。復(fù)合材料的制備工藝1、比強(qiáng)度高82注射成型是將粒狀或粉狀的纖維——樹脂混合料從注射機(jī)的料斗送入機(jī)筒內(nèi)，加熱熔化后，由柱塞或螺桿加壓，通過噴嘴注入溫度降低的閉合模內(nèi)，經(jīng)冷卻定型后，脫模得到制品。這是一種間歇式操作過程，適用于熱塑性和熱固性復(fù)合材料。注射成型工藝復(fù)合材料的制備工藝注射成型是將粒狀或粉狀的纖維——樹脂混合料從注射機(jī)的料斗送入83優(yōu)點(diǎn)：成型周期短熱耗量少閉模成型復(fù)雜產(chǎn)品一次成型，防變形或位移生產(chǎn)效率好，成本低缺點(diǎn)：不適用于長纖維的產(chǎn)品模具質(zhì)量要求高注射成型工藝復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)點(diǎn)：注射成型工藝復(fù)合材料的制備工藝84擠出成型工藝特點(diǎn)：借助旋轉(zhuǎn)螺桿的推擠，使處在一定溫度和壓力下呈熔融流動狀態(tài)的熱塑性物料連續(xù)地通過一個口模，然后降低溫度，硬化定型，得到口模所限定的形狀的復(fù)合材料性材料（桿、管、角材等）擠拉成型工藝復(fù)合材料的制備工藝擠出成型工藝特點(diǎn)：借助旋轉(zhuǎn)螺桿的推擠，使處在一定溫度和壓力下85復(fù)合材料的制備工藝用途：增強(qiáng)塑料管，棒材，異形斷面型材優(yōu)點(diǎn)：可加工熱塑性、部分熱固性復(fù)合材料、生產(chǎn)過程連續(xù)，自動化程度高、工藝易掌握，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、變換?？?，可得斷面形狀不同的制品。缺點(diǎn)：只能線型制品。復(fù)合材料的制備工藝用途：增強(qiáng)塑料管，棒材，異形斷面型材86 指從添加原材料到制成玻璃鋼制品的整個過程都是在連續(xù)不斷的進(jìn)行。

種類：連續(xù)制管連續(xù)制板拉擠成型復(fù)合管生產(chǎn)連續(xù)成型工藝復(fù)合材料的制備工藝 指從添加原材料到制成玻璃鋼制品的整個過程都是在連續(xù)不斷的進(jìn)87連續(xù)制管連續(xù)管—效率高，投資大，品種少連續(xù)復(fù)合管—品質(zhì)高，高強(qiáng)，高性能，多用途連續(xù)制板浸膠氈定形固化而成。連續(xù)拉擠—生產(chǎn)型材離心法制管—低成本玻鋼管連續(xù)化定制長度一芯即可工藝穩(wěn)定結(jié)構(gòu)多樣工藝特點(diǎn)

四種連續(xù)工藝復(fù)合材料的制備工藝連續(xù)制管連續(xù)化工藝特點(diǎn)四種連續(xù)工藝復(fù)合材料的制備工藝88宏觀復(fù)合微觀復(fù)合微纖增強(qiáng)復(fù)合材料、納米復(fù)合材料、分子復(fù)合材料簡單復(fù)合多元混雜復(fù)合、超混雜復(fù)合兩種纖維的復(fù)合應(yīng)用，兩種基體的復(fù)合應(yīng)用結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)合與功能復(fù)合并重復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(1)被動復(fù)合主動復(fù)合具備能自診斷、自適應(yīng)和自修補(bǔ)作用的新型復(fù)合材料。常規(guī)設(shè)計(jì)仿生設(shè)計(jì)仿生設(shè)計(jì)是利用某種生物體的功能機(jī)制設(shè)計(jì)出新的功能材料。宏觀復(fù)合微觀復(fù)合微纖增強(qiáng)復(fù)合材料、納米復(fù)合89微米復(fù)合納米復(fù)合從增強(qiáng)體角度:材料的屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸平方根成反比，隨晶粒的細(xì)化材料強(qiáng)度將顯著增加。從界面角度:在納米尺寸范圍內(nèi)復(fù)合而成。界面面積非常大，很強(qiáng)的界面相互作用界面模糊。界面面積大，提供足夠的晶界滑移機(jī)會，導(dǎo)致形變增加，在保持剛性，同時提高韌性。從功能體角度:納米分散相有大表面積和強(qiáng)界面相互作用，復(fù)合材料表現(xiàn)出不同于一般宏觀復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)性能，還可能具有原組分不具備的特殊性能和功能，為設(shè)計(jì)制備高性能、多功能新材料提供了新的機(jī)遇。StresspolymernanocompositeTraditional復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(2)微米復(fù)合納米復(fù)合從增強(qiáng)體角度:Stres90參考書目復(fù)合材料概論，王榮國主編，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999材料概論，周達(dá)飛主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，第一版參考書目復(fù)合材料概論，王榮國主編，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版91第六章復(fù)合材料為什么主要成分為碳酸鈣的貝殼強(qiáng)度要比同樣組成為碳酸鈣的粉筆要高很多？第六章復(fù)合材料為什么主要成分為碳酸鈣的貝殼強(qiáng)度要比同樣組成92復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。(ISO定義)材料A＋材料B（＋······）

材料C改善或克服單一組成材料的弱點(diǎn)，創(chuàng)造單一材料不具備的雙重或多重功能。復(fù)合材料的定義基體Matrix增強(qiáng)體Reinforce-ment＋主要組份粘結(jié)、保護(hù)增強(qiáng)相并把外加載荷造成的應(yīng)力傳遞到增強(qiáng)相上去其它組份主要承載相，并起著提高強(qiáng)度(或韌性)的作用復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)組合而成的93復(fù)合材料的特點(diǎn)懸浮液、氣溶膠、霧等含有氣相或是液相的多相體系不能稱之為復(fù)合材料。多相:至少兩相；獨(dú)立性：相是獨(dú)立的，組成和性能獨(dú)立；復(fù)合效益：具備不同于組成相的獨(dú)特的性能或是效益；*****固相：復(fù)合產(chǎn)物為固相；可設(shè)計(jì)性：組成和性能具有可設(shè)計(jì)性。*****復(fù)合材料的定義復(fù)合材料的特點(diǎn)懸浮液、氣溶膠、霧等含有氣相或是液相的多相體系94復(fù)合材料的定義獲得新組成的材料；獲得新形態(tài)的材料；獲得單一組分不具備的性質(zhì)和功能，獲得復(fù)合效應(yīng)；獲得某種特定的性能或效益。碳酸鈣填充PVC，PP等聚合物時只是為了經(jīng)濟(jì)效益與其功能無關(guān)。復(fù)合的目的復(fù)合材料的定義獲得新組成的材料；復(fù)合的目的95復(fù)合材料=增強(qiáng)材料+基體

骨＝膠原質(zhì)+磷灰石貝殼＝碳酸鈣+基質(zhì)膠原幾個實(shí)例復(fù)合材料=增強(qiáng)材料+基體幾個實(shí)例96波音787：以碳纖維合成物為主體材料耗油量：減少20％左右。Aluminiumorcomposite?波音787：以碳纖維合成物為主體材料耗油量：減少20％左右。97航空航天航空航天98波音787型飛機(jī)中使用的復(fù)合材料波音787型飛機(jī)中使用的復(fù)合材料99復(fù)合材料垂直安定面（左上圖中黑色部分）復(fù)合材料前機(jī)身段（上圖中黑色部分）復(fù)合材料在國產(chǎn)軍用飛機(jī)中的應(yīng)用（左圖）軍事復(fù)合材料垂直安定面（左上圖中黑色部分）軍事100金屬基復(fù)合材料在直升飛機(jī)中的應(yīng)用（用作旋翼支架）金屬基復(fù)合材料在直升飛機(jī)中的應(yīng)用101南京工業(yè)大學(xué)-材料概論--第六章-復(fù)合材料課件102交通交通103建筑建筑104日用品日用品105體育用品體育用品106玻璃鋼應(yīng)用于體育用品玻璃鋼應(yīng)用于體育用品107Ford’s‘soybeancar’usedcellulosefibre/soybeanresincompositepanelsattachedtoatubularsteelframe.Kerbweightwasreducedfrom3000to2000lb(900kg)./research/services/populartopics/SoybeanCar/Ford’s‘soybeancar’usedcell108風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片用復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片用復(fù)合材料109復(fù)合材料的概述現(xiàn)代復(fù)合材料的起源：發(fā)端于20世紀(jì)50～60年代，主要是適應(yīng)航空航天技術(shù)對高強(qiáng)度低密度材料的需求。復(fù)合材料的現(xiàn)狀:2005年全球玻璃鋼／復(fù)合材料產(chǎn)量逾700萬噸，產(chǎn)值逾4千億元人民幣。我國的產(chǎn)量約為全球的1/4，而平均單價(jià)卻僅為世界平均價(jià)格的1/4（低于1.5萬人民幣/噸）我國是世界玻纖產(chǎn)品的第二大生產(chǎn)國。我國玻纖著名研究院所：南京玻璃纖維研究院、北京玻璃鋼研究院。我國玻纖工業(yè)“三強(qiáng)”：泰山玻璃纖維股份有限公司、巨石集團(tuán)有限公司（亞洲玻纖3強(qiáng)，世界玻纖5強(qiáng)）、重慶國際復(fù)合材料有限公司復(fù)合材料的概述現(xiàn)代復(fù)合材料的起源：發(fā)端于20世紀(jì)50～60年110復(fù)合材料按基體相分按增強(qiáng)相的形態(tài)分金屬基界面結(jié)合存在問題；

陶瓷基對增強(qiáng)體有特殊要求，如耐高溫等；聚合物基熱塑性、熱固性聚合物。可成型性能好；水泥基界面結(jié)合好，成型時基體有化學(xué)反應(yīng)。顆粒增強(qiáng)纖維增強(qiáng)晶須增強(qiáng)按用途分結(jié)構(gòu)復(fù)合材料功能復(fù)合材料承受載荷，作為承力結(jié)構(gòu)使用電、磁、光、熱、聲、摩擦、阻尼、化學(xué)分離性能碳纖維玻璃纖維有機(jī)纖維復(fù)合纖維編織物增強(qiáng)復(fù)合材料的分類復(fù)合材料按基體相分按增強(qiáng)相的形態(tài)分金屬基界面結(jié)合存111纖維增強(qiáng)體：碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維以及碳化硅晶須、氧化鋁晶須等。特點(diǎn)是用量小、強(qiáng)度大、價(jià)格高。纖維與晶須的主要特點(diǎn)是：密度低、強(qiáng)度高、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小.

粉狀填料：碳酸鈣、二氧化鈦、蒙脫土、碳黑、二氧化硅(白碳黑)。特點(diǎn)是用量大、價(jià)格低。編織物：二維紡織布、三維紡織物等。特點(diǎn)是初期可賦形、強(qiáng)度大、價(jià)格高。復(fù)合材料的原料(增強(qiáng)體)纖維增強(qiáng)體：纖維與晶須的主要特點(diǎn)是：密度低、強(qiáng)度高、彈性模量112a)多角狀SiC顆粒b)等離子噴射熔融法制備的Al2O3顆粒c)溶膠凝膠法制備的Al2O3顆粒d)a-Al2O3片晶常用的顆粒增強(qiáng)材料a)多角狀SiC顆粒b)等離子噴射熔融法制備的Al2113nanofiber幾種纖維增強(qiáng)體nanofiber幾種纖維增強(qiáng)體114纖維的強(qiáng)度纖維的強(qiáng)度115三維編織纖維結(jié)構(gòu)管、容器的螺旋纏繞平面纏繞線型幾種編制物的結(jié)構(gòu)三維正交非織造的纖維結(jié)構(gòu)

(a)非線性法平面增強(qiáng)(b)一種開式格狀結(jié)構(gòu)(c）一種柔性結(jié)構(gòu)三維編織纖維結(jié)構(gòu)管、容器的螺旋纏繞平面纏繞線型幾種編制物的結(jié)116比強(qiáng)度高抗疲勞與斷裂安全性能好良好的減震性能良好的高溫性能大量的增強(qiáng)纖維對裂紋的擴(kuò)展起到阻礙作用.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有較高的自震頻率，不易產(chǎn)生共振現(xiàn)象，具有一定的減震作用.增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)都很高，并且在高溫下仍具有較高的強(qiáng)度.比彈性模量高剛性強(qiáng)自重小可設(shè)計(jì)性強(qiáng)根據(jù)復(fù)合原理設(shè)計(jì)出具有特定功能的復(fù)合材料，性能對工藝的依賴性。復(fù)合材料的性能特點(diǎn)比強(qiáng)度高抗疲勞與斷裂安全性能好良好的減震性能良好的高溫性能大117南京工業(yè)大學(xué)-材料概論--第六章-復(fù)合材料課件118增強(qiáng)機(jī)理1.纖維增強(qiáng)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性纖維作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。提高基體在室溫下和高溫下的強(qiáng)度和彈性模量。設(shè)計(jì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的目標(biāo)：復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)機(jī)理1.纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指由高強(qiáng)度119纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：1、增強(qiáng)纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾率降低。2、纖維的表面受到基體的保護(hù)，不易在承載中產(chǎn)生裂紋，增大承載力。3、基體能阻止纖維的裂紋擴(kuò)展。4、基體對纖維的粘結(jié)作用、基體與纖維之間的摩擦力，使得材料的強(qiáng)度大大提高。復(fù)合材料的基本理論纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：1、增強(qiáng)纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾120陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)相是具有強(qiáng)結(jié)合鍵纖維阻止裂紋的產(chǎn)生，使脆性降低。高分子基復(fù)合材料中纖維增強(qiáng)相有效阻止基體分子鏈的運(yùn)動；金屬基復(fù)合材料中纖維增強(qiáng)相有效阻止位錯運(yùn)動而強(qiáng)化基體。鎢纖維銅基復(fù)合材料中的裂紋在銅中擴(kuò)展受阻碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料斷裂時纖維斷口電子掃描照片復(fù)合材料的基本理論陶瓷基復(fù)合材料增強(qiáng)相是具有強(qiáng)結(jié)合鍵纖維阻止裂紋的產(chǎn)生，使脆性121增強(qiáng)纖維起到強(qiáng)化基體作用必要條件：1、增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模量高。3、纖維應(yīng)有一定的含量、尺寸和分布。4、纖維與基體之間的線膨脹系數(shù)相匹配。2、纖維與基體之間有良好的相容性。復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)纖維起到強(qiáng)化基體作用必要條件：1、增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模122增強(qiáng)纖維的形狀、分布及數(shù)量等均影響復(fù)合材料的性能(a)數(shù)量(b)大小(c)形狀(d)分布(e)取向復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)纖維的形狀、分布及數(shù)量等均影響復(fù)合材料的性能復(fù)合材料的基123復(fù)合材料的基本理論分單向取向和雙向取向取向的影響復(fù)合材料的基本理論分單向取向和雙向取向取向的影響124增強(qiáng)機(jī)理2.顆粒增強(qiáng)

指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性顆粒作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。納米硬顆粒彌散增強(qiáng)，微米顆粒增強(qiáng)。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的種類：復(fù)合材料的基本理論增強(qiáng)機(jī)理2.顆粒增強(qiáng)指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆125彌散強(qiáng)化復(fù)合材料中彌散顆粒種類金屬氧化物碳化物硼化物復(fù)合材料的基本理論顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理：

彌散分布基體中的硬顆?？梢杂行У刈柚刮诲e運(yùn)動，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。彌散強(qiáng)化復(fù)合材料中彌散顆粒種類金屬氧化物碳化物硼化物復(fù)合材料126增韌機(jī)理1.纖維增韌

由于定向、取向或無序排布的纖維加入，使得復(fù)合材料的韌性得到顯著提高。纖維吸收裂紋尖端能量是靠纖維斷裂及纖維從基體中拔出實(shí)現(xiàn)的。要求用于補(bǔ)強(qiáng)的纖維具有較高的強(qiáng)度且能與陶瓷有良好的粘結(jié)。d復(fù)合材料的基本理論增韌機(jī)理1.纖維增韌由于定向、取向或無序排布的127增韌機(jī)理2.顆粒增韌增韌的機(jī)理主要包括相變增韌、裂紋轉(zhuǎn)向增韌和分叉增韌。復(fù)合材料的基本理論通過相變產(chǎn)生的體積膨脹，產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，從而抵消外加應(yīng)力，阻止裂紋的擴(kuò)展，達(dá)到增韌的目的。ZrO2相變增韌增韌機(jī)理2.顆粒增韌增韌的機(jī)理主要包括相變增韌、裂紋轉(zhuǎn)向增128纖維吸收裂紋尖端能量纖維斷裂纖維從基體中拔出裂紋轉(zhuǎn)向復(fù)合材料的基本理論纖維吸收裂紋尖端能量纖維斷裂纖維從基體中拔出裂紋轉(zhuǎn)向復(fù)合材料129界面復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)材料之間的結(jié)合面。這種結(jié)合面是基體和增強(qiáng)材之間發(fā)生相互作用和相互擴(kuò)散而形成的。復(fù)合材料的界面理論上可分為三個階段：第一階段：增強(qiáng)體表面預(yù)處理或改性階段。 i)界面設(shè)計(jì)與控制的重要手段 ii)改性層成為最終界面層的重要組成部分第二階段：兩相的接觸與浸潤過程

接觸－吸附與浸潤－交互擴(kuò)散－化學(xué)結(jié)合或物理結(jié)合(化學(xué)結(jié)合可看作是一種特殊的浸潤過程，是界面形成與發(fā)展的關(guān)鍵階段)第三階段：液態(tài)（或粘流態(tài)）組分的固化過程，即凝固或化學(xué)反應(yīng)。i)界面的固定（亞穩(wěn)態(tài)、非平衡態(tài)） ii)界面的穩(wěn)定（穩(wěn)態(tài)、平衡態(tài)）復(fù)合材料的界面形成過程界面復(fù)合材料中基體與增強(qiáng)材料之間的結(jié)合面。這種結(jié)合面是基130界面分層組成非單分子層基體表面層、增強(qiáng)體表面層、基體/增強(qiáng)體界面層三個部分；梯度結(jié)構(gòu)具有一定厚度的界面相（層）隨厚度方向變化而變化，具有“梯度”特征；界面效益界面的比表面積或界面相的體積分?jǐn)?shù)很大(尤其是納米復(fù)合材料)界面效應(yīng)顯著，復(fù)合材料復(fù)合效應(yīng)產(chǎn)生的根源；界面缺陷界面缺陷形式多樣(包括殘余應(yīng)力)，對復(fù)合材料性能影響十分敏感。復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)復(fù)合材料的界面增強(qiáng)體基體界面分層組成非單分子層基體表面層、增強(qiáng)體表面層、基體/增131界面結(jié)合的類型1、機(jī)械結(jié)合：借助增強(qiáng)纖維表面凹凸不平的形態(tài)而產(chǎn)生的機(jī)械鉸合和基體與纖維之間的摩擦阻力形成。2、溶解與浸潤結(jié)合：液態(tài)或是粘流態(tài)基體對增強(qiáng)纖維的侵潤，而產(chǎn)生的作用力，作用范圍只有若干原子間距大小。3、反應(yīng)結(jié)合：基體與纖維之間形成界面反應(yīng)層。4、混合結(jié)合：上述三種形式的混合結(jié)合方式。復(fù)合材料的界面界面結(jié)合的類型1、機(jī)械結(jié)合：借助增強(qiáng)纖維表面凹凸不平的形態(tài)而132浸潤理論化學(xué)鍵理優(yōu)先吸附理可變形層理論束縛層理論每一理論只能部分解釋某些現(xiàn)象或某些結(jié)果。都有一定局限性。實(shí)際的界面現(xiàn)象復(fù)雜的多，需多方面、多角度加以分析。迄今，未能建立一個統(tǒng)一的界面響應(yīng)理論模型。界面作用理論復(fù)合材料的界面浸潤理論每一理論只能部分解釋某些現(xiàn)象或某些結(jié)果。都有一定133復(fù)合材料界面的類型1、增強(qiáng)體與基體互不反應(yīng)、互不溶解的界面。2、增強(qiáng)體與基體不反應(yīng)、但相互溶解的界面。3、增強(qiáng)體與基體反應(yīng)形成界面反應(yīng)層。復(fù)合材料的界面表面改性不同相之間的相容性或是改變界面物理結(jié)合處粗糙程度。方法有基體改性和增強(qiáng)體改性兩種。復(fù)合材料界面的類型1、增強(qiáng)體與基體互不反應(yīng)、互不溶解的界面。134怎樣通過控制界面特征對材料性能產(chǎn)生作用？1、改變增強(qiáng)材料表面性質(zhì)。2、向基體內(nèi)添加特定的元素。3、在增強(qiáng)材料的表面施加涂層。表面改性前表面改性后表面改性后復(fù)合材料的界面SEM圖由我院高分子系張?jiān)茽N教授提供怎樣通過控制界面特征對材料性能產(chǎn)生作用？1、改變增強(qiáng)材料表面135表面改性對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響序號玻纖含量(%)拉伸強(qiáng)度MPa彎曲強(qiáng)度MPa缺口沖擊kJ/m21LC/d界面粘結(jié)型式A-30B-30C-30D-3030303030

37.150.469.671.2

58.985.4112.3116.0

6.57.416.719.00.210.400.660.68

73371614物理潤濕互穿網(wǎng)絡(luò)化學(xué)偶聯(lián)化學(xué)偶聯(lián)物理潤濕型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)低，互穿網(wǎng)絡(luò)型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)中等，而化學(xué)偶聯(lián)型界面粘結(jié)材料的強(qiáng)度指標(biāo)高。復(fù)合材料的界面此表數(shù)據(jù)由我院高分子系張?jiān)茽N教授提供表面改性對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響玻纖含量拉伸強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度缺口136玻璃鋼(玻璃纖維增強(qiáng)塑料，GFRP)密度低：1.6～2.0g/cm3；比強(qiáng)度高：較最高強(qiáng)度的合金鋼還高3倍；耐腐蝕突出特點(diǎn)耐燒蝕航空航天工業(yè)：如雷達(dá)罩、機(jī)艙門、燃料箱、行李架和地板等。火箭：發(fā)動機(jī)殼體、噴管。

汽車工業(yè)：如汽車車身、保險(xiǎn)杠、車門、擋泥板、燈罩、內(nèi)部裝飾件等。石油化工工業(yè)：如玻璃鋼貯罐、容器、管道、洗滌器、冷卻塔等應(yīng)用玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂等熱固性樹脂基體—熱固性玻璃鋼；聚酰胺、聚丙烯、ABS、尼龍等熱塑性樹脂基體—熱塑性玻璃鋼。聚合物(樹脂)基復(fù)合材料玻璃鋼(玻璃纖維增強(qiáng)塑料，GFRP)密度低：1.6～2.0g137酚醛樹脂玻璃鋼齒輪

聚合物(樹脂)基復(fù)合材料酚醛樹脂玻璃鋼齒輪聚合物(樹脂)基復(fù)合材料138

圖3-87玻璃鋼管道與接頭在石油、化工工業(yè)中的應(yīng)用聚合物(樹脂)基復(fù)合材料

139復(fù)合材料(玻璃鋼)制作的漁船（右）玻璃鋼建筑材料用于上海東方明珠電視塔大堂裝潢(左)聚合物(樹脂)基復(fù)合材料復(fù)合材料(玻璃鋼)制作的漁船（右）玻璃鋼建筑材料用于上海140聚合物(樹脂)基復(fù)合材料各種玻璃鋼型材制品

聚合物(樹脂)基復(fù)合材料各種玻璃鋼型材制品141環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織(表面）

環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織（橫截面）環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織(表面）環(huán)氧樹脂玻璃鋼顯微組織（橫截142碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）航天工業(yè)：如航天飛機(jī)有效載荷門、副翼、垂直尾翼、主起落架門、內(nèi)部壓力容器等；空間站大型結(jié)構(gòu)桁架及太陽能電池支架。汽車工業(yè)：F－1方程式賽車車身體育用品：網(wǎng)球拍、高爾夫球桿、釣魚桿。密度更低更高的比強(qiáng)度和比模量化學(xué)穩(wěn)定性高高、低溫力學(xué)性能好突出特點(diǎn)應(yīng)用比玻璃鋼的性能普遍優(yōu)越聚合物(樹脂)基復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（CFRP）航天工業(yè)：如航天飛機(jī)有143聚合物(樹脂)基復(fù)合材料

CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP在空間站大型結(jié)構(gòu)桁架及太陽能電池支架中的應(yīng)用聚合物(樹脂)基復(fù)合材料CFRP在民用飛機(jī)中的應(yīng)用CFRP144特點(diǎn)－具有與樹脂基復(fù)合材料相同的高強(qiáng)度、高彈性模量和低線膨脹系數(shù)。

工作溫度高、高韌性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、不易燃燒、抗電磁干擾、抗輻射可進(jìn)行熱處理和其它加工來進(jìn)一步提高性能。缺點(diǎn)－密度高、制作成本高、工藝復(fù)雜、增強(qiáng)材與基體間易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。長纖維增強(qiáng)原位復(fù)合增強(qiáng)顆粒增強(qiáng)短纖維或晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料特點(diǎn)－具有與樹脂基復(fù)合材料相同的高強(qiáng)度、高彈性缺點(diǎn)－密度高、145長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、硼/鋁復(fù)合材料硼纖維高溫強(qiáng)度高，1500℃時蠕變速率低。但高溫氧化后強(qiáng)度降低，所以一般在硼纖維表面涂覆一層SiC或B4C，防止纖維表面氧化。金屬基復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料用于航天飛機(jī)主艙體龍骨桁架和支柱長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、硼/鋁復(fù)合材料硼纖維高溫強(qiáng)度高，1462、石墨/鋁復(fù)合材料具有導(dǎo)電性高、摩擦系數(shù)小和耐腐蝕等特點(diǎn)。利用石墨纖維表面沉積Ti/Bi涂層技術(shù)，可改善石墨纖維與液態(tài)鋁的濕潤性，有效控制鋁與纖維的表面反應(yīng)，提高復(fù)合材料的性能。長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料3、石墨/鎂復(fù)合材料這種材料密度低、線膨脹系數(shù)為零，尺寸的穩(wěn)定性好，是金屬基復(fù)合材料中具有最高比強(qiáng)度和比彈性模量的復(fù)合材料?？稍谑w維表面沉積TiB2，提高石墨纖維的潤濕性。2、石墨/鋁復(fù)合材料具有導(dǎo)電性高、摩擦系數(shù)小和耐腐蝕等特點(diǎn)1474、碳化硅/鈦復(fù)合材料碳化硅纖維比強(qiáng)度高、比模量高，高溫強(qiáng)度高，耐熱、耐氧化，與金屬的反應(yīng)小，潤濕性好。主要應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)部件和渦輪葉片以及火箭發(fā)動機(jī)箱體材料。長纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料5、氧化鋁/鋁復(fù)合材料氧化鋁纖維在氧化氣氛中穩(wěn)定，能在高溫下保持其強(qiáng)度、剛度，且硬度高，耐磨性好。這種復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和高剛度，可用于汽車發(fā)動機(jī)活塞和其他發(fā)動機(jī)零件。4、碳化硅/鈦復(fù)合材料碳化硅纖維比強(qiáng)度高、比模量高，高溫強(qiáng)度148短纖維/晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、氧化鋁/鋁復(fù)合材料2、碳化硅/鋁復(fù)合材料3、氧化鋁/鎳復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料短纖維/晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料1、氧化鋁/鋁復(fù)合材料2、碳化149金屬基復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料2.碳化鈦/鈦復(fù)合材料1.碳化硅/鋁復(fù)合材料3.顆粒增強(qiáng)金屬間化合物復(fù)合材料TiB2/NiAl、TiB2/TiAl金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料2.碳化鈦/鈦復(fù)合材料1150金屬基復(fù)合材料SiCp/Al，Al2O3p/Al汽車剎車盤，減重60％（豐田、福特和通用汽車公司）Al2O3短纖維/Al汽車活塞（活塞環(huán)）（豐田汽車公司）SiCp/Al連桿，鍛件替代鋼連桿，減重6Kg（福特、通用汽車公司）金屬基復(fù)合材料SiCp/Al，Al2O3p/Al汽車剎車盤151原位復(fù)合材料采用定向凝固方法，使液態(tài)金屬和合金在有規(guī)則的溫度梯度場中進(jìn)行冷卻凝固，金屬基體自身析出晶須或顆粒而得到的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料原位復(fù)合材料采用定向凝固方法，使液態(tài)金屬和合金在有規(guī)則的溫度152什么是陶瓷基復(fù)合材料？在陶瓷基體中添加碳纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、碳化硅晶須、氧化鋁晶須、碳化硅顆粒和碳化鈦顆粒，所形成的復(fù)合材料。纖維的加入可以大大提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性。陶瓷基復(fù)合材料什么是陶瓷基復(fù)合材料？在陶瓷基體中添加碳纖維、氧化鋁纖維、碳153特點(diǎn)－具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐磨、耐蝕和良好的韌性。應(yīng)用－制造高速切削工具和內(nèi)燃機(jī)部件。種類－顆粒增韌復(fù)合材料:Al2O3-TiC顆粒

晶須增韌復(fù)合材料:SiC-Al2O3晶須

纖維增韌復(fù)合材料:SiC-硼硅、Al2O3玻璃纖維陶瓷基復(fù)合材料目前研究重點(diǎn)－作為高溫、耐磨、耐蝕材料應(yīng)用，如大功率內(nèi)燃機(jī)的增壓渦輪；航空航天器的熱部件；車輛發(fā)動機(jī)；石油化工容器；廢物垃圾焚燒處理設(shè)備等。特點(diǎn)－具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、耐磨、耐蝕和良好的154長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料1.碳/陶瓷基復(fù)合材料具有很高的高溫強(qiáng)度、彈性模量和較高的韌性。碳纖維增強(qiáng)的氮化硅陶瓷可在1400度以上的高溫下長期工作碳纖維增強(qiáng)的石英陶瓷復(fù)合材料，沖擊韌性比燒結(jié)石英陶瓷高40倍、抗彎強(qiáng)度大5-12倍?？沙惺?200-1500度高溫氣流的沖擊。陶瓷基復(fù)合材料2.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多重陶瓷，如碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷等復(fù)合。碳化硅纖維通常采用CVD制備。利用碳化硅纖維強(qiáng)化的碳化硅陶瓷，其斷裂韌性提高5-6倍，抗彎強(qiáng)度提高50％以上，且基體與纖維之間的結(jié)合性能良好。長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料1.碳/陶瓷基復(fù)合材料具有很高的高溫1553.碳/碳復(fù)合材料(Cf/C)由碳纖維及其制品(碳?xì)?、碳布?增強(qiáng)的碳基復(fù)合材料。

由碳纖維及其制品作為預(yù)制體，通過化學(xué)氣相沉積法(CVD)或液態(tài)樹脂、瀝青浸漬碳化法獲得C/C的基體碳來制備。耐燒蝕性導(dǎo)彈彈頭和固體火箭發(fā)動機(jī)噴管航天飛機(jī)的鼻錐、機(jī)翼前緣摩擦磨損性能

與人體的生物相容性生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：人工心臟瓣膜、骨骼、牙根、髖關(guān)節(jié)等飛機(jī)的剎車盤；賽車、高速列車的剎車制動材料耐高溫和低密度航空發(fā)動機(jī)理想輕質(zhì)材料長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料3.碳/碳復(fù)合材料(Cf/C)由碳纖維及其制品(碳?xì)?、碳布?56空中客車A320的C/C剎車裝置2004年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎黃伯云院士《高性能炭/炭航空制動材料的制備技術(shù)》陶瓷基復(fù)合材料空中客車A320的C/C剎車裝置2004年度國家技術(shù)發(fā)明一1574.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多種陶瓷，如碳化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷等復(fù)合。碳化硅纖維通常采用CVD制備。利用碳化硅纖維強(qiáng)化的碳化硅陶瓷，其斷裂韌性提高5-6倍，抗彎強(qiáng)度提高50％以上，且基體與纖維之間的結(jié)合性能良好。長纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料4.碳化硅/陶瓷基復(fù)合材料碳化硅纖維可與多種陶瓷，如碳化硅陶158SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具采用顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具加工高硬度的高鉻鑄鐵件短纖維、晶須、顆粒增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料CMC人工關(guān)節(jié)陶瓷基復(fù)合材料SiC晶須增強(qiáng)氧化鋁鉆頭顆粒增強(qiáng)氮化硅刀具采用顆粒增強(qiáng)氮化硅159功能復(fù)合材料基體主要起粘結(jié)作用，某些情況下也起功能作用復(fù)合材料的功能特性不同特性的功能體——特性各異的功能復(fù)合材料。功能體特點(diǎn)磁功能、電功能、光功能、熱功能、摩擦功能、阻尼功能、防彈功能、輻射功能等。按功能特性分類應(yīng)用面寬研制周期短附加值高小批量，多品種適于特殊用途功能復(fù)合材料基體主要起粘結(jié)作用，某些情況下也起功能作用160復(fù)合材料的制備工藝復(fù)合材料的制備工藝：將兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合在一起而采用的“適當(dāng)方法”。復(fù)合材料的制備工藝特點(diǎn)：（1）材料的形成與制品的成型同時完成。復(fù)合材料的生產(chǎn)過程也就是復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過程。復(fù)合材料的工藝水平直接影響材料或制品的性能。（2）復(fù)合材料的成型比較方便。一種復(fù)合材料制品可以用多種方法成型，有選擇余地。復(fù)合材料的制備工藝及特點(diǎn)復(fù)合材料的制備工藝復(fù)合材料的制備工藝：將兩種或兩種以上不同性161復(fù)合材料的制備工藝樹脂固化劑促進(jìn)劑填料染料紗布?xì)殖尚湍＞呙撃┰鰪?qiáng)材料原材料膠液配制處理模具準(zhǔn)備準(zhǔn)備工序半成品加工復(fù)合材料產(chǎn)品的生產(chǎn)流程圖復(fù)合材料的制備工藝樹脂固化劑促進(jìn)劑填料染料紗布?xì)殖尚湍＞呙撃?62成型作業(yè)固化脫模加工修飾檢驗(yàn)制品成品檢驗(yàn)成型工序復(fù)合材料的制備工藝成型作業(yè)固化脫模加工修飾檢驗(yàn)制品成品檢驗(yàn)成型工序復(fù)合材料的制163復(fù)合材料的制備工藝聚合物基復(fù)合材料的制備工藝手糊成型工藝噴射成型工藝鋪層工藝模壓成型工藝?yán)p繞成型工藝擠拉成型工藝復(fù)合材料的制備工藝聚合物基復(fù)合材料的制備工藝164用手工工具將布或纖維氈浸上樹脂膠液，鋪糊在敞開模具上，經(jīng)室溫固化和脫模獲得制品的工藝方法。手糊成型工藝

復(fù)合材料的制備工藝用手工工具將布或纖維氈浸上