复合材料.知识点总结
第一章复合材料
1-1复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料。
1-2复合材料的特征：
可设计性；由基体组元与增强体或功能组元所组成；
非均相材料。组分材料间有明显的界面；
有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）；
组分材料性能差异很大
组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能.
1-3复合材料的分类。
按性能高低分类：先进复合材料（玻璃纤维增强体复合材料）和先进复合材料（以碳，芳纶，陶瓷的纤维和晶须等高性能增强体与耐高温的高聚物，金属，石墨，陶瓷等构成的复合材料）按增强体种类分类：纤维增强体复合材料;晶须增强体复合材料；颗粒增强体复合材料；板式增强体复合材料。
1-4复合材料的命名
复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名，通常将增强材料放在前面，基体材料放在后面，再加上“复合材料”而构成。
1-5复合材料的结构设计层次。
一次结构：单层设计--- 微观力学方法二次结构：层合体设计--- 宏观力学方法三次结构：产品结构设计--- 结构力学方法
单层材料的性能取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等。设计内容包括正确选择原料的种类和配比。
层合体的性能：取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）。设计内容包括：对铺层方案作出合理的安排。
产品结构性能：取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。
设计内容：最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。
第二章增强体
2-1增强体的定义
增强体是结构复合材料中能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。
2-2增强体的特征
能明显提高材料的一种或几种性能；具有良好的化学稳定性；具有良好的润湿性
2-3几种典型的纤维及其特征
无机非金属类(共价键)（玻璃纤维，陶瓷纤维，硼纤维，氧化铝纤维氮化硼纤维硅酸铝纤维）有机聚合物类(共价键、高分子链)（芳纶纤维）
金属类(金属键)。2-4 PAN法制备碳纤维的步骤及作用
1）稳定化处理：
又称不溶化处理或预氧化处理，目的是使原丝变成不溶不熔的，以防止在后来的高温处理中熔融或者粘连，通常在100 --300 C 范围内进行。
（2）碳化热处理：
有机化合物在惰性气氛中加热到1000-2000 C 时，非碳原子（氮、氢、氧等）将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，形成由小的
乱层石墨晶体组成的碳纤维。
（3）石墨化热处理：
当温度升到2000 --3000 C 时，非碳原子进一步排除，反应形成的六角平面逐步增加，排列也较规则，取向度显著提高，由二维乱层石墨结构向三维有序结构转化，此阶段称为石墨化过程。形成的石墨纤维弹性模量大大提高。该步骤不是每种碳纤维都必须的。
2-5颗粒增强体种类和作用
1）刚性颗粒增强体（Ragid Particle Reinforcement）。颗粒增强体主要是指具有高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温的陶瓷和石墨等非金属颗粒，如碳化硅、氧化钛、氮化硅、石墨、细金刚石等。颗粒增强体以很细的粉末（一般在10μm以下）加入到基体中起提高耐磨、耐热、强度、模量等作用。
如在Al合金中加入体积为30%，粒径为0.3μm的Al2O3颗粒,材料在300℃时的拉伸强度仍可达220MPa，并且所加入的颗粒越细，复合材料的硬度和强度越高。
2）延性颗粒增强体（Ductile Particle Reinforcement）主要为金属颗粒，加入到陶瓷基体和玻璃陶瓷基体中增强其韧性，如Al2O3中加入Al，WC中加入Co等。金属颗粒的加入使材料的韧性显著提高，但高温力学性能会有所下降。
颗粒增强体的特点是选材方便，可根据不同的性能要求选用不同的颗粒增强体。
颗粒增强体成本低，易于批量生产。
第三章聚合物基复合材料
3-1-聚合物基复合材料的性能特点
高优点：比强度，高比模量，可设计性高，热膨胀系数低，尺寸稳定，耐腐蚀，耐疲劳，阻尼减震效果好；缺点：拉伸模量低，导热系数低。
3-2玻璃钢（纤维增强体塑料）的定义玻璃纤维作为增强体材料，热塑性塑料作为基体的纤维增强体塑料。
3-3基体材料的作用
均衡载荷、传递载荷.保护纤维，防止纤维磨损决定复合材料一些性能，如耐热性、耐腐蚀性耐溶剂、抗辐射及吸湿性横向性能、剪切性能决定复合材料成型工艺方法及工艺参数选择对复合材料的一些性能有重要影响，如纵向拉伸、尤其是压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等3-4各种工艺方法共同遵循的原则纤维要均匀地分布在制品的各个部位树脂适量均匀地分布在制品的各个部位，并适当固化.尽量减少气泡，降低孔隙率，提高制品的致密性掌握所用树脂的工艺性能，制定合理的工艺规范
3-5成型的三要素
1) 赋形
赋形的基本问题在于增强材料如何达到均匀；或在设定的方向上，如何可信度很高地进行排列。将增强材料先行赋形过程称为“预成型”。其赋形的程度进行到与制品最终形状相近似，而最终形状的形成则靠成型模具进行。
(2) 浸渍
所谓浸渍意味着将增强材料间的空气转换为基体树脂。浸渍的机理可分为脱泡和浸渍两部分。浸渍好坏与难易的主要影响因素是基体树脂的黏度、基体树脂与增强材料的配比，以及增强材料的品种、形态。
(3) 固化
固化意味着基体树脂的化学反应，即分子结构上的变化，由线性结构变成网状结构。固化要采用引发剂、促进剂，有时还需加热，促使固化反应的进
3-6成型工艺的选择:材料性能和产品质量的要求；生产批量大小及供应时间；预定价格和经
济效益
第四章金属基复合材料（MMC）
4-1金属基复合材料的定义
以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相人工结合成的复合材料。
4-2 MMC的性能特征
高比强度比模量
高断裂韧性和高抗疲劳性能。
良好的高温稳定性和热冲击性
热膨胀系数小、尺寸稳定性好
导热、导电性能好
良好的耐磨性
不吸潮、不老化、气密性好
4-3液态法中TiB Ti-B涂层和液钠法的作用
Ti—B涂层法是将TiCl4和BCl3，用Zn蒸汽作还原剂，在700℃下进行化学气相沉积，在碳纤维上涂以Ti—B共积层。这种涂层能很好地被液态铝润湿，并可防止碳纤维与铝形成界面反应产物A14C3。
液钠法主要依据是Na在450℃时就可湿润碳，但在600 ℃以上温度时，碳纤维会被Na腐蚀，并渗入纤维中，损伤碳纤维，因此钠处理的最佳温度在550 ℃左右。
4-4 金属基复合材料的种类
增强体材料形态分类（纤维增强复合材料，颗粒和晶须增强复合材料，层状复合材料）
金属基体分类（铝基复合材料，钛基复合材料，镍基复合材料，镁基复合材料，高温复合材料）
4-5根据金属基复合材料的使用要求如何选择金属基体。
金属基复合材料的使用要求
金属基复合材料组成特点
基体金属与增强物的相容性
4-6耐热金属基体的选择
①用于450℃以下的轻金属基体：目前最广泛、最成熟铝基和镁基复合材料，用于航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等。
②用于450~700℃的金属基体：钛合金具有比重轻、耐腐蚀、耐氧化、强度高等特点，可在450～700℃使用，用于航空发动机等零件。
③用于1000℃以上的高温复合材料的金属基体：主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物。
第五章陶瓷基复合材料（CMC）
5-1 CMC强韧化的途径
颗粒弥散.纤维（晶须）补强增韧.层状复合增韧.金属复合增韧
5-2玻璃陶瓷（微晶玻璃）定义及举例
在玻璃组成中引入晶核剂，通过热处理、光辐射或化学处理等手段，使玻璃内均匀地析出大量微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相组成的多相复合体，这种含有大量微晶体的玻璃，称为微晶玻璃。常用的玻璃陶瓷有锂铝硅〔Li2O－A12O3－SiO2，LAS)玻璃陶瓷和镁铝硅(MgO－A12O3 －SiO2 ，MAS)玻璃陶瓷等。
5-3 CMC的增韧机理
负载转移：高弹纤维承受比基体更大的应力，强度、韧性提高。
预应力效应：纤维热膨胀系数高于基体时，基体受预压应力而强化。
拔出效应：复合材料破断，纤维从基体中拔出要消耗部分能量。
裂纹扩展受阻：纤维阻止裂纹扩展，消耗部分能量。
裂纹转向：裂纹尖端受阻钝化而转向，要消耗更多的表面能。
纤维断裂：高强度纤维断裂，要消耗更大的能量。
5-4 CMC室温力学性能的影响因素
增强材料的尺寸、形貌和体积分量、界面的结合情况、基体与增强材料的力学和热膨胀性能及相变情况。
5-5 为什么要制备陶瓷基复合材料及陶瓷的特点。
1．力学性能：密度小，高的抗拉强度和高弹性模量，高温下性能稳定。主要取决于碳纤维的种类、取向、含量和制备工艺等。单向增强的C/C复合材料, 沿碳纤维长度方向的力学性能比垂直方向高出几十倍。
2．热学性能：热膨胀系数小，导热性好，耐热冲击性极好。
3．烧蚀性能：表面烧蚀温度高，通过辐射和升华带走大量热；烧蚀率低，且均匀。
4、生物相容性好：可用于人体骨骼，心脏瓣膜等。
5、隔热性差：控制材料的密度梯度，或与其它材料复合成梯度材料。
6、抗氧化性不好：加入抗氧化性物质，或用SiC涂层。
第六章C/C复合材料
6-1C/C复合材料的定义
以碳纤维及其织物为增强材料, 以碳为基体, 通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料
6-2 碳/碳复合材料的抗氧化
抗氧化性不好，加入抗氧化性物质，或用SiC涂层。
一是在C/C复合材料表面进行耐高温材料的涂层，起到阻隔氧侵入的作用；
二是在制备C/C复合材料过程中，在基体中预先包含有氧化抑制剂
6-3基体碳的制备方法种类
1)、沥青基
沥青中含大量苯环，含碳高，碳化收率高。（沥青液化→浸渍→碳化→石墨化）(2)、树脂基
结构特点：分子链含大量苯环和杂环结构，固化后呈交联网状耐高温树脂。
优点：（与沥青比）
•低粘度（低温、低压、工艺性好）
•纯度高，结构稳定。
•含碳量高，碳化收率大。
3)、CVD热解碳
高温热分解小分子碳氢化合物甲烷、丙烷、丙烯、乙炔、天然气等碳氢化合物，在纤维坯体上沉积活性碳，然后石墨化。最大问题：表面积碳，内外不均。解决办法：a.热梯度法 b.压差法c.脉冲法
第七章水泥基复合材料
7-1 混凝土的组成：水泥，水，细骨料，粗骨料，钢筋
7-2 混凝土要具备的性能：良好的和易性（流动性黏聚性，保水性）以保证良好的浇灌质量7-3纤维增强水泥基复合材料定义：是由不连续的短纤维均匀的分散于水泥混凝土基材中形成的复合材料。
7-4 聚合物增强水泥基复合材料种类：聚合物浸渍混凝土；聚合物混凝土；聚合物水泥混
凝土
第八章仿生复合材料
8-1 生物材料的优良特性：生物材料的复合特性；生物材料的功能适应性；生物材料的创伤愈合
8-2 复合材复合材料最差界面的仿生设计料仿生的设计和制备领域：材料的结构仿生；材料的功能仿生；材料的过程仿生
8-3 复合材料最差界面的仿生设计
最差界面的仿生设计：
利用仿骨的哑铃形或仿树根的分型设计增强体，通过基体和增大了的端头之间的压缩传递应力而不对界面情况提出特殊要求，此时应力传递对界面不敏感，即使界面设计很差，也能满足要求，得到优良的性能，因此称之为最差界面结合。
强结合----应力的理想传递----材料的强度提高，韧性降低
复合材料界面
弱结合----阻止裂纹扩展，不利于应力传递----韧性提高，材料强度降低
最佳的界面组合：同时满足强度和韧性的要求
8-4贝壳增韧机制
其主要原因是由于裂纹偏转、纤维（晶片）拔出以及有机基质桥接等各种韧化机制协同作用的结果。
8-5 新途径探索
功能结构一体化防生－－智能复合材料；仿生温和制备；计算机模拟和智能化制备仿生
在使用中进行智能化改性和再生
第九章纳米复合材料
9-1 纳米复合材料定义：是指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。
9-2按照复合方式不同种类：0-0复合体系:；即不同成分,不同相或者不同种类的纳米粒子复合而成的纳米固体,这种复合体的纳米粒子可以是金属与金属,金属与陶瓷,金属与高分子,陶瓷与陶瓷,陶瓷和高分子等构成纳米复合体;
0-3复合体系；即把纳米粒子分散到常规的三维固体中,例如把金属纳米粒子弥散到另一种金属或合金中,或者放入常规的陶瓷材料或高分子中, 纳米陶瓷粒子(氧化物、氮化物) 放入常规的金属、高分子及陶瓷中
0-2 复合体系；即把纳米粒子分散到二维的薄膜材料中, 分为均匀弥散和非均匀弥散两大类;
纳米层状复合体系；即由不同材质交替形成的组分或结构交替变化的多层膜,各层膜的厚度均为纳米级,如Ni/ Cu 多层膜, Al/ Al2O3 纳米多层膜等。
9-3 聚合物基复合材料插层法
许多无机化合物(如石墨、层状硅酸盐、磷酸盐等)具有典型的层状结构,层间可膨胀,可以插入聚合物或单体分子形成复合材料。按照复合过程,可分为三类即单体原位聚合法（先将
单体插层进入层状硅酸盐片层中，然后引发原位聚合，利用聚合时放出的大量热量，克服硅酸盐片层间的作用力，使其剥离，从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合，
获得高分子纳米复合材料。
）、聚合物溶液插层（将层状填加物浸入聚合物溶液中，直接把聚合物嵌入到无机物层间，利用力学或热力学作用，使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中形
成高分子纳米复合材料。）、聚合物熔体插层（先将聚合物熔融，然后再借助机械作用力直接将聚合物嵌入层状无机材料间隙中，制得高分子纳米复合材料）。
9-4纳米组分在基体中的分散方法：超声波分散；机械搅拌分散；分散剂分散（加入反凝絮剂形成双电子层；加表界面活性剂包裹微粒（此法可以防止团聚））；化学改性分散第十章材料复合新技术
10-1 自蔓延高温复合技术（SHS）定义：利用配合的原材料自身的燃烧反应放出的热量使化学反应过程自发地持续进行，进而获得具有指定成分和结构产物的一种新型材料合成手段。
10-2梯度功能材料定义、研究内容
定义：由于材料构成要素(成分、组织结构等)在几何空间上连续变化，从而导致性能也连续变化的新型非均质复合材料。
研究内容：分为梯度材料设计、梯度材料制备与结构控制、梯度材料特性评价三个基本要素
10-3 分子自组装技术产生需要的条件：(1)自组装的动力：分子间的弱相互作用力的协同作用，它为分子自组装提供能量。(2)自组装的导向作用：分子在空间的互补性，即要使分子自组装发生就必须在空间的尺寸和方向上达到分子重排要求。
10-4聚合物基原位复合技术种类：熔融共混技术；溶液共沉淀技术；原位聚合技术
第十一章复合材料的界面及优化设计
11-1复合材料的界面效应
传递效应（应力）.阻断效应（阻止裂纹扩展、减缓应力集中）。不连续效应(抗电性、电感应、磁性）。散射和吸收效应（透光、隔热、隔音、耐热/机械冲击)。诱导效应
11-2复合材料界面效应的影响因素：
增强体及基体(聚合物、金属)两相材料之间的润湿、吸附、相容等热力学问题；
两相材料本身的结构、形态以及物理、化学等性质；
界面形成时所诱导发生的界面附加应力；
复合材料成型加工过程中两相材料相互作用;
界面反应程度。
11-3 改善树脂基复合材料的原则1）改善树脂基体对增强材料的浸润程度；2）适度的界面粘结；3）减少复合材料成型中形成的残余应力；4）调节界面内应力、减缓应力集中
11-4 金属基复合材料界面优化及界面反应控制的途径：1）纤维增强体的表面涂层处理2）金属基体合金化3）优化制备工艺方法和参数
第十二章复合材料的可靠性
12-1 可靠性定义:指系统或部件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性包括广义的和狭义的两种解释，广义的可靠性是指产品在其整个寿命周期内完成规定功能的能力，它包括狭义可靠性的维修性；狭义可靠性则指产品在某一规定时间内发生失效的难以程度。
12-2复合材料可靠性复杂的原因:组分材料的多重性; 材料的结构工艺的同步性; 材料结构的可设计性
12-3 复合材料的可靠性内容:复合材料的可靠性内容:一是复合材料性能的稳定性，包括组分
材料均一性和复合材料工艺对性能分散性的影响；二是复合材料的耐久性，包括在湿热等环境条件下的使用寿命；三是复合材料在突发（异常）状态下的许用值。
12-4无损评价:指利用无损检测方法对复合材料及构件进行非破坏性测试，从而对复合材料质量进行评价
聚合物基复合材料 知识点总结
第二章增强材料 1.增强材料的品种： 1）无机纤维：（1）玻璃纤维 （2）碳纤维：①聚丙烯腈碳纤维②沥青基碳纤维 （3）硼纤维，（4）碳化硅纤维，（5）氧化铝纤维 2）有机纤维：（1）刚性分子链——液晶（干喷湿纺）： ①对位芳酰胺②聚苯并噁唑③聚芳酯 （2）柔性分子链：①聚乙烯②聚乙烯醇 2.玻璃纤维的分类： 1）按化学组成份：有碱玻璃纤维，碱金属含量>12%；中碱玻璃纤维，碱金属含量6%~12%；低碱玻璃纤维，碱金属含量2%~6%；微碱玻璃纤维，碱金属含量<2% 2）按纤维使用特性分：普通玻纤（A-GF）；电工玻纤（E玻纤）；高强玻纤（S玻纤或R玻纤）；高模玻纤（M-GF）；耐化学药品玻纤（C玻纤）…… 3）按产品特点分：长度（定长玻纤<6-50mm>，连续玻纤）；直径（粗纤维30μm，初级纤维20μm，中级纤维10-20μm，高级纤维3-9μm）；外观（连续纤维，短切纤维，空心玻纤，磨细纤维和玻璃粉） 3.玻璃纤维的制备：目前生产玻璃纤维最多的方法有坩埚拉丝法（玻 璃球法）和池窑拉丝法（直接熔融法） 4.玻璃纤维的力学特性： 1）玻璃纤维的拉伸应力--应变关系：玻璃纤维直到拉断前其应力-应变关系为一条直线，无明显的屈服、塑性阶段，呈脆性材料特征 2）玻璃纤维的拉伸强度较高，但模量较低；解释： （1）Griffith微裂纹理论： 玻璃在制造过程中引入许多微裂纹，受力后裂纹尖端应力集中。当应力达到一定值时，裂纹扩展，材料破坏。所以，缺陷尺寸越大，越多，应力集中越严重，导致强度越低 （2）分子取向理论： 玻纤在制备过程中，受到定向牵引力作用，分子排列更规整，所以玻纤强度更大。 3）玻璃纤维强度特点：单丝直径越小，拉伸强度σb越高；试样测试段长度L越大，拉伸强度σb越低。这两点结果被称为玻璃纤维强度的尺寸效应和体积效应，即体积或尺寸越大，测试的强度越低 4）缺点：①强度分散性大，生产工艺影响②强度受湿度影响，吸水后，湿态强度下降③拉伸模量较低（70GPa），断裂伸长率约为2.6% 5.玻璃纤维纱的常用术语、参数：（填空） 1）原纱：指玻璃纤维制造过程中的单丝经集束后的单股纱 2）表示纤维粗细的指标：①支数β：指1g原纱的长度(m)，支数越大表示原纱越细②特(tex)：指1000m长原纱的质量(g)，tex数越大，纱越粗③旦、袋(den)：指9000m长原纱的质量(g)，den 数越大纱越粗 3）捻度：表示纱的加捻程度，指每米长原纱的加捻数，即捻/m。S：右捻，Z：左捻。增加抱合力 4）股数N：指由几根原纱合股组成。纱的合股数指以一根原纱为一股，几根原纱合并起来的原纱根数即为合股纱的合股数N。玻璃纱的公称支数为原纱支数除以股数（β=β0/N） 6.预氧化阶段施加张力的目的，是使纤维中形成的梯形结构取向。热定型后的聚丙烯纤维在温度高于玻璃化温度后，在纤维长轴方向上会发生收缩。预氧化过程前期为物理收缩，表现为取向度
复合材料知识点复习
第一章概论物质与材料 材料：具有满意指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质人类（材料）进展的四大阶段：石器时代-►青铜时代T铁器时代T人工合成时代 1.1复合材料的定义与特点复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。 特点： ①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。 ②组分保存各自固有的物化特性③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关 ④组分间存在这明显的界面,并可在界面处发生反响形成过渡层,是一种多相材料简述复合材料的特点。 ①比强度、比模量大耐疲惫性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展, 破坏是渐渐进展的，破坏前有明显的预兆。 ②减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震力量,因而振动阻尼高。 ③耐烧蚀性能好,因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能汲取大量热能，是良好的耐烧蚀材料。 ④工艺性好，制造制品的工艺简洁，并且过载时平安性好。 4. 3. 2碳纤维CF具有沿纤维轴择优取向的同质多晶结构，使其与树脂的界面结合力不大，尤其是石墨碳纤维，外表处理方法有： 1）氧化法（气相、液相、阳极电解氧化）2）外表晶须化法（将CF在高温的晶须生长炉中外表沉积生长晶须，提高CF与基体的粘结力 3）蒸汽沉积法（高温裂解乙快或甲烷生成的碳沉积在CF上，沉积的碳活性大，增加界面结合力）4）电沉积法（电化学法使聚合物沉积在CF外表） 5）等离子体法4界面表征方法（表征界面的形态、成分、结构、剩余应力、结合强度）
界面形态的表征.透射电镜TEM 是把经加速和聚集的电子束（波长很短）投射到特别薄的样品（nm级别）上，电子与样品中的原子碰撞而转变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与柱品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的衬度，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。TEM的区分力可达0.2nm。 衬度：两像点间的明暗差异（质厚衬度、相位衬度、衍射衬度）.扫描电镜SEM （界面形貌和界面层断裂面观看） 扫描电镜从原理上讲就是采用聚焦得特别细的高熊曳土兔在试样上扫描，激发出各种物理信息（二次电子）。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样外表形貌的观看。二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。 界面微观结构的表征：指界面区域的结晶学结构和其他聚集态结构界面微观结构：拉曼光谱、ATM;结晶学结构：TEM,HRTEM ATM原子力显微镜：当针尖与样品充分接近相互之间存在相互斥力时，检测该斥力可获得外表物质的组分分布和外表结构，一般状况下区分率也在纳米级水平界面成分的表征：化学元素的组成（TEM和SEM,XRD） 还有俄歇能谱AES, X光电子能谱XPS第五章聚合物基复材 5.1. 1分类增加体：晶须、颗粒、纤维（BF,GF,CF芳纶纤维增加聚合物基复材）按基体分：热固性树脂基（环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺），热塑性树脂基（聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚烯烬）1.2特点 优点：高比强度比模量（机械强度超过金属）抗疲惫性能好（纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展，破坏有征兆 减振性能好高的自振频率避开早期破坏，界面吸振力量耐烧蚀性卓越，比热容大，高温下汲取大量热
复合材料.知识点总结
第一章复合材料 1-1复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料。 1-2复合材料的特征： 可设计性；由基体组元与增强体或功能组元所组成； 非均相材料。组分材料间有明显的界面； 有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）； 组分材料性能差异很大 组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能. 1-3复合材料的分类。 按性能高低分类：先进复合材料（玻璃纤维增强体复合材料）和先进复合材料（以碳，芳纶，陶瓷的纤维和晶须等高性能增强体与耐高温的高聚物，金属，石墨，陶瓷等构成的复合材料）按增强体种类分类：纤维增强体复合材料;晶须增强体复合材料；颗粒增强体复合材料；板式增强体复合材料。 1-4复合材料的命名 复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名，通常将增强材料放在前面，基体材料放在后面，再加上“复合材料”而构成。 1-5复合材料的结构设计层次。 一次结构：单层设计--- 微观力学方法二次结构：层合体设计--- 宏观力学方法三次结构：产品结构设计--- 结构力学方法 单层材料的性能取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等。设计内容包括正确选择原料的种类和配比。 层合体的性能：取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）。设计内容包括：对铺层方案作出合理的安排。 产品结构性能：取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。 设计内容：最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。 第二章增强体 2-1增强体的定义 增强体是结构复合材料中能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。 2-2增强体的特征 能明显提高材料的一种或几种性能；具有良好的化学稳定性；具有良好的润湿性 2-3几种典型的纤维及其特征 无机非金属类(共价键)（玻璃纤维，陶瓷纤维，硼纤维，氧化铝纤维氮化硼纤维硅酸铝纤维）有机聚合物类(共价键、高分子链)（芳纶纤维） 金属类(金属键)。2-4 PAN法制备碳纤维的步骤及作用 1）稳定化处理： 又称不溶化处理或预氧化处理，目的是使原丝变成不溶不熔的，以防止在后来的高温处理中熔融或者粘连，通常在100 --300 C 范围内进行。 （2）碳化热处理： 有机化合物在惰性气氛中加热到1000-2000 C 时，非碳原子（氮、氢、氧等）将逐步被驱除，碳含量逐步增加，固相间发生一系列脱氢、环化、交链和缩聚等化学反应，形成由小的
复合材料(第二版)知识点复习
第一章概论 1.1物质与材料 材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质 人类（材料）发展的四大阶段：石器时代→青铜时代→铁器时代→人工合成时代 1.2复合材料的定义与特点 复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。 特点： ①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。 ②组分保留各自固有的物化特性 ③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关 ④组分间存在这明显的界面，并可在界面处发生反应形成过渡层，是一种多相材料 简述复合材料的特点。 ①比强度、比模量大 ②耐疲劳性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展，破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的预兆。 ③减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震能力，因而振动阻尼高。 ④耐烧蚀性能好，因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀材料。 ⑤工艺性好，制造制品的工艺简单，并且过载时安全性好。 1.3组成与命名 以增强体和基体共同命名时：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料 p、w、f下标→颗粒、晶须、纤维 M MCs金属基复合材料，聚合物基复合材料PMCs, 陶瓷基复合材料CMCs 1.4分类
按基体：聚合物基，金属基，无机非金属基（陶瓷、玻璃、水泥、 石墨） 复合材料按纤维增强体种类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、陶瓷纤维按增强体形态：连续纤维，短纤维，颗粒，晶须增强 近代的复合材料以1942年制出的玻璃纤维增强塑料为起点 第二章增强体 2.1增强体（起到增韧、耐磨、耐热、耐蚀等提高和改善性能的作用） 纤维是具有较大长径比的材料，具有较高的强度，良好的柔曲性，高比强度，高比模量，与基体相容性好，成本低工艺学好 2.1.1玻璃纤维：非晶型无机纤维，二氧化硅（形成骨架，高熔点）和其他元素的碱金属氧化物（二氧化硅提高GF化学稳定性，碱金属降低熔点和稳定性，改善制备工艺） ①性能 →力学：无屈服无塑性，脆性特征，拉伸强度高，模量较低，直径越小，长度越短，含碱量越低，拉伸强度越高，与水作用强度降低 →热性能：耐热性较高，玻璃纤维热处理使微裂纹增加，强度降低 →电性能：电绝缘性能优，在纤维表面涂石墨或金属成为导电纤维 →玻璃耐酸碱、有机溶剂性能好，玻璃纤维耐蚀性能变差 E无碱玻璃纤维：绝缘，机械性能强，耐水性好 C中碱玻璃纤维：耐酸性好（酸与硅酸盐生成氧化硅保护膜），耐水性差， A有碱玻璃纤维 ②结构：微晶结构假说和网络结构假说，GF为无定形结构，三维网状结构，各向同性。直径在微米级别。 ③制备：坩埚法，池窑法（节能50%) 2.1.2硼纤维 半导体性质，硬度仅次于金刚石，在芯材（钨丝）上沉积不定型的原子硼，具有
高一化学复合材料知识点
高一化学复合材料知识点 复合材料是一种由两种或两种以上的不同物质组成的材料，其 中它们各自保持其特点，并且相互作用之后呈现出更好的综合性能。在现代工业中，复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、 建筑材料等领域。本文将介绍一些高一化学学习课程中涉及的关 于复合材料的基本知识。 一、复合材料的分类 复合材料根据其组成和结构的不同可以分为以下几种类型： 1. 纤维增强复合材料：以纤维为增强体，树脂等为基体，通过 层叠或编织形成的材料。纤维增强复合材料具有高强度、高模量、轻质等优点，因此在航空航天等领域得到广泛应用。 2. 颗粒增强复合材料：以颗粒为增强体，树脂等为基体，混合 后形成的材料。颗粒增强复合材料具有良好的耐磨性、耐蚀性等 特点，常用于建筑材料中。
3. 片层材料：由多个层状片材通过胶合等方式连接而成的材料。片层材料常用于电子元器件中，可以提供较好的绝缘性能和导热 性能。 二、复合材料的制备方法 复合材料的制备方法多种多样，常见的有以下几种： 1. 手工层压：将纤维和树脂依次叠放在模具中，利用手工操作 使其完全贴合，并经过高温高压处理，最终形成复合材料。 2. 注塑成型：将树脂熔融后注入模具中，并加压使其充分填充 纤维空隙，待冷却固化后取出模具即可得到复合材料。 3. 熔融法：将纤维和树脂混合后加热熔融，然后通过喷射或挤 出成型的方法得到复合材料。 三、复合材料的应用领域
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在许多领域中得 到了广泛应用。 1. 航空航天领域：航空器的结构件和发动机零部件中经常使用 复合材料，可以减轻重量，提高飞行速度和燃油利用率。 2. 汽车制造：复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛，例如 车身和发动机盖等部位常使用复合材料，可以降低车辆重量，提 高燃油经济性。 3. 建筑材料：复合材料可以制成各种形状的板材，用于墙体、 屋面等建筑结构中，具有良好的隔热、隔音和耐候性能。 4. 体育用品：高档的运动装备和器械，如高尔夫球杆、网球拍 等常使用复合材料制作，以提高其性能和使用寿命。 如此，我们可以看到，复合材料在现代工业中的应用日益广泛，给我们的生活带来了诸多便利。高一化学课程中学习复合材料的 基本知识，不仅可以扩展我们的知识面，还有助于我们对材料科 学的深入理解。希望通过这篇文章对高一化学学习者们有所帮助。
材料力学复合材料知识点总结
材料力学复合材料知识点总结复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。它们的组合结构 使复合材料具有优异的性能，可以满足各种特殊的工程要求。以下是 关于材料力学复合材料的知识点总结。 一、复合材料的分类 复合材料可以按照其成分进行分类，常见的分类包括：纤维增强复 合材料、颗粒增强复合材料、结构复合材料等。纤维增强复合材料是 其中最常见和重要的类型。 二、纤维增强复合材料 1. 纤维种类：常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维和有机纤维等。 2. 纤维体积分数：纤维体积分数是指纤维在复合材料中所占的比例。纤维体积分数的提高可以增强复合材料的强度和刚度。 3. 界面特性：界面是纤维与基体之间的接触区域。优良的界面能够 提高复合材料的力学性能，如界面黏结强度的提高可防止纤维脱离基体。 4. 复合材料的制备方法：常见的制备方法有手工层叠法、预浸法和 纺织法等。 三、复合材料的力学性能 1. 强度和刚度：复合材料的强度和刚度主要取决于增强纤维的性能 和体积分数。
2. 断裂韧性：复合材料的断裂韧性取决于纤维的断裂韧性、界面黏结强度和纤维体积分数。合理的纤维取向可以提高复合材料的断裂韧性。 3. 疲劳性能：复合材料的疲劳寿命较长，但应注意纤维和界面的损伤和疲劳裂纹的产生。 4. 热膨胀系数：复合材料的热膨胀系数通常要小于金属材料，其热膨胀性能可通过纤维取向进行调控。 四、应用领域 复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有广泛的应用。其中，碳纤维复合材料在航空航天领域应用较为广泛，可以制造轻型飞机、卫星等。 五、复合材料的优势和挑战 复合材料具有重量轻、强度高、刚度大、抗腐蚀等优势，在一些特殊环境下比传统材料更加适用。然而，复合材料的制备成本较高，其可靠性和维修性也是挑战所在。 在未来的发展中，随着技术的不断进步，复合材料在各个领域中的应用前景将更加广阔。通过掌握复合材料的相关知识，我们能够更好地理解和应用这一材料，为工程和科学研究提供更多可能性。
材料力学层合材料知识点总结
材料力学层合材料知识点总结材料力学是研究材料内部的力学行为、结构和性能之间的关系的学科。而层合材料则是由两个或多个材料层通过粘结在一起而形成的复合材料。本文将对材料力学层合材料的基本知识点进行总结。 一、层合材料的构成与分类 层合材料由两个或多个层（称为层片）组成，每个层片都具有不同的材料和物理性质。根据层片的类型，层合材料可以分为金属层合材料、聚合物层合材料以及陶瓷层合材料。 金属层合材料：由两个或多个金属层通过粘结或焊接在一起形成。其中，常见的金属层合材料有铝层合板和钛-铝层合板等。 聚合物层合材料：由两个或多个聚合物层粘结在一起，形成具有不同性能和用途的复合材料。例如，碳纤维增强聚酰胺层合材料被广泛应用于航空航天和汽车工业领域。 陶瓷层合材料：由两个或多个陶瓷层粘结在一起形成的复合材料。陶瓷层合材料通常具有高的耐磨性和耐高温性能，因此在高温环境下的应用非常广泛。 二、层合材料的力学性能 1. 强度和刚度：层合材料的强度和刚度取决于组成层片的材料的性能、厚度和层合材料的结构。例如，使用高强度的纤维增强材料作为强化层片，可以提高层合材料的强度和刚度。
2. 破坏行为：层合材料的破坏行为可以分为层间剪切破坏、层内剪切破坏和层间拉伸破坏等。在设计和使用层合材料时，需要考虑不同破坏模式的发生条件和预测方法。 3. 界面性能：由于层合材料是由粘结材料将层片连接在一起，界面的粘结性能对层合材料的性能具有重要影响。强化界面的方法包括化学处理、增加粘结剂以及使用中间层等。 4. 热膨胀性：由于不同材料的热膨胀系数不同，层合材料在温度变化时会发生热应力。合理设计层合材料的结构，可以减小热应力对材料性能的影响。 三、层合材料的应用领域 1. 航空航天领域：由于层合材料具有优异的比强度和比刚度，可以用来制造飞机和航天器的结构件，如机翼、尾翼和机身等。 2. 汽车工业：层合材料可以用于制造汽车车身、车门和引擎罩等部件，以减轻重量、提高燃油效率和碰撞安全性。 3. 建筑领域：层合材料可以用于建筑结构中的隔热和增强材料，以提高建筑物的节能性能和抗震能力。 4. 体育用品：许多体育用品，如高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等，都采用层合材料制造，以提高材料的强度和刚度。 结论
聚合物基复合材料知识点
复合材料知识点 一、绪论 1、复合材料定义：①ISO:有两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。②GB两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。 2、复合材料组成：复合材料由基体和增强材料组成。增强材料是复合材料的主要承力部分，特别是拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能主要由增强材料承担，基体的作用是将增强材料粘合成一个整体，起到均衡应力和传递应力的作用，使增强材料的性能得到充分的发挥，从而产生一种复合效应，使复合材料的性能大大优于单一材料的性能。 3、复合材料的分类：⑴按基体类型分类树脂基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料。⑵按增强材料类型分类玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料。⑶按用途不同分类结构复合材料、功能复合材料 二、增强材料 1、增强材料作用：增强材料是复合材料的主要组成部分，它起着提高树脂基的强度、模量、耐热和耐磨等性能的作用，增强材料还有减小复合材料成型过程中的收缩率，提高制品硬度等作用。 2、作为树脂基复合材料的增强材料应具有的基本特征：⑴应具有能明显提高树脂基体某种所需特性的性能，如高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、低热膨胀性等，以便赋予树脂基体某种所需的特性和综合性能。⑵应具有良好的化学稳定性。⑶与树脂有良好的浸润性和适当的界面反应，使增强材料与基体树脂有良好的界面结合。⑷价廉。 3、微裂纹假说：玻璃的理论强度取决于分子或原子间的吸引力，其理论强度很 高，可以达到2000―― 12000MPa但强度的实际测试结果却低很多，这是因为玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等，尺寸不同的微裂纹，因而大大降低了其强度。微裂纹分布在玻璃或玻璃纤维的整个体积内，但以表面的微裂纹危害最大。由于微裂纹的存在，玻璃或玻璃纤维在外力的作用下，微裂纹处首先发生应力集中，首先发生破坏。玻璃纤维比玻璃的强度高很多，是因为玻璃纤维经高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少；另外，玻璃纤维的断面尺寸小，微裂纹存在的概率也小，故使纤维强度增高。 4、玻璃纤维的生产方法有坩埚法和池窑法两种，其中池窑拉丝的优点是省去了制球工艺。 5、浸润剂在玻璃纤维拉丝和纺织过程中的作用是：使纤维粘合集束，润滑耐磨，消除静电等，保证拉丝和纺织工序的顺利进行。浸润剂有两类，一类是纺织型浸润剂，主要满足纺织加工的需要，其主要成分有石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油、固色剂、表面活性剂和水。但不利于树脂和玻璃纤维的粘合，须经脱蜡处理。另一类是增强型浸润剂，是专门为增强用玻璃纤维发展起来的，除满足纤维生产工艺要求外，还要满足纤维制品加工以及玻璃纤维复合材料成型中的多方面要求，更主要是改善树脂对纤维浸润性，提高树脂与纤维的黏结力。主要成分有成膜剂、偶联剂、润滑剂、润湿剂、抗静电剂等。 三、复合材料基体
【初中化学】初中化学知识点：复合材料
【初中化学】初中化学知识点：复合材料 定义： 人们将两种或两种以上的不同材料复合起来，使各种材料在性能上取长补短，制成了 比原来单一材料的性能优越得多的复合材料。如钢筋混凝土、玻璃钢。 优点： 复合材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。复合材料既能充分利用资源，又能节约能源。如钢筋混凝土就是钢筋和混凝土的复合材料，机动车的轮胎是用合金 钢与橡胶的复合材料制成的，快艇的船身、餐厅的桌椅是由塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻 璃纤维增强塑料(玻璃钢)制作的，飞机的机翼、火箭的发动机壳体是用碳纤维复合材料制 成的。因此复合材料成为大有发展前途的一类新型材料。 复合材料的应用前景： 由于复合材料一般具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上 超过了单一材料，因此宇航工业就成了复合材料的重要应用领域。我们知道，质量对飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的冈素。例如：有的导弹的质量每 减少1kg，它的射程就可以增加几千米。航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧 烈变化等特殊条件的考验，所以，复合材料就成为理想的宇航材料，它的发展趋势从小部 件扩大到大部件，从简单部件扩大到复杂部件，成为宇宙航空业发展的关键所在。另外， 复合材料在机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔。 复合材料的类别： (1)聚合物复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使 复合材料强度增加，用于制造网球拍、高尔夫球杆和雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤 维与聚酯的复合体，可以用于制作结构材料，如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材 料和船体等，其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于制作汽车的塑料发动机， 使发动机质量减小，节约燃料。 (2)陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性，将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中，制成的 复合材料有一定的韧性，不易碎裂。而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料 有望成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性，可作为防 弹衣的材料。 (3)金属基复合材料在金属表面涂层，可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能，如金属表面涂油漆可以抗腐蚀；金属表面作搪瓷内衬可制作化学反应釜；金属表面镀 铬可使表面光亮；金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性，可作为抗气蚀材料用于水轮
高分子和复合材料知识点
1、名词解释： 单体、单体是可与同种或他种分子通过共价键连接生成聚合物的小分子。 聚合度、大分子链上的结构单元的数目n 结构单元、构成大分子链的基本结构单元称为结构单元或重复单元。链段、链段是指高分子链上划分出来的可以任意取向的最小单元。构象、由单键的内旋转而引起的分子在空间上表现的不同形态。构象是由分子内部热运动而产生的，是一种物理结构。 塑料、塑料是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上也包括塑料的半成品。 橡胶、橡胶是有机高分子弹性化合物。在很宽的温度（-50~150℃）范围内具有优异的弹性，所以又称为弹性体。 硫化剂、在一定条件下能使橡胶产生交联的物质，也叫交联剂。 胶粘剂、胶粘剂又称为粘合剂、粘接剂，简称为胶。是一种能把各种材料紧密地结合在一起的物质。 2、写出下列聚合物的结构式： 聚丙烯、(C3H6)n pp 聚氯乙烯、：[ ―CH2 ―CHCl―]n。pvc 聚苯乙烯、-[-CH—CH2-]-n ps 尼龙-66、pa66 聚甲醛、pom
聚对苯二甲酸乙二醇酯、 天然橡胶、 丁苯橡胶 3、聚合物的结构。 （1）大分子链的近程结构，（2）大分子链的远程结构，（3）聚合物聚集状态结构。 4、试述非晶态聚合物的力学三态。 玻璃态 高弹态 黏流态 5、试述聚合物的性能特点？ (1)强度：大分子链的主价力、分子间的力、大分子的柔韧性、聚合度、结晶度、取向情况、添加填料等。 高弹性：处于高弹态的聚合物表现出高弹性能。 粘弹性：聚合物的粘弹性是指聚合物既有粘性又有弹性的性质。 电阻率：聚合物是电阻率非常高的绝缘体。 介电常数：聚合物的介电常数一般1～10之间。 介电强度：聚合物处于高电压下，每单位厚度能承受到被击穿时的电压称为介电强度。 静电现象：聚合物的高电阻率容易积累大量静电荷。形成较高的静电压,造成灰尘及其他污物吸附、产生静电放电与电击现象。 (2)耐热性：高聚物的软化，高聚物的热裂解
复合材料知识点
复合材料知识点 南开大学2017年攻读博士学位研究生入学考试试题 知识点 考试科目：复合材料科目代码：3111 考试时间：月日 （注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！） ——————————————————————————————— 1 什么是复合材料，复合材料有哪些特点，并结合复合材料的特点说明其应用领域广泛的原因。答：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同作用，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足不同的要求。 复合材料的特点：A 典型的复合材料是在一个特定的基体中，填充有一种或多种填充体；B 既能保留原组分或材料的主要特色，并通过复合效应获得原组分所不具备的性能； C 可以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关联，从而获得新的优越性能 6 热塑性树脂基复合材料与热固性树脂基复合材料在性能和加工工艺上的区别是什么？答：热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物，热固性树脂是以不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等为主的高分子化合物。 性能上：热塑性树脂—柔韧性大，脆性低，加工性能好，但刚性、耐热性、尺寸稳定性差。热固性树脂—刚性大，耐腐蚀性、耐热性、尺寸稳定性好，不易变形，成型工艺复杂，加工较难 加工工艺上：热塑性树脂—受热软化或熔融，可进行各种线型加工，冷却后变得坚硬。再受热，又可进行熔融加工，具有可重复加工性。热固性树脂—受热熔融的同时发生固化反应，形成立体网状结构，冷却后再受热不熔融，在溶剂中不溶解，不具有重复加工性。
三、如何改善聚合物的耐热性能？ 产生交联结构（对于热固性树脂、有机硅树脂等，工艺条件影响聚合物的交联密度）。 增加高分子链的刚性（引进不饱和共价键或环状结构（脂环、芳环、杂环）、引入极性基团）。 提高聚合物分子链的键能，避免弱键的存在（例：以C-F键完全取代C-H键，可大大提高聚合物的热稳定性）。 形成结晶聚合物，结晶聚合物的熔融温度大大高于相应的非结晶聚合物。 四、简述不饱和聚酯树脂基体的组成、代表物质及作用。主要成分：不饱和聚酯树脂，按化学结构可分为顺酐型、丙烯酸型、丙烯酸环氧酯型聚酯树脂。 辅助材料：交联剂、引发剂和促进剂 交联剂：烯类单体，既是溶剂，又是交联剂。能溶解不饱和聚酯树脂，使其双键间发生共聚合反应，得到体型产物，以改善固化后树脂的性能。常用的交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、乙烯基甲苯等。引发剂：一般为有机过氧化物，在一定的温度下分解形成游离基，从而引发不饱和聚酯树脂的固化。常用的引发剂：过氧化二异丙苯C6H5C(CH3)2]2O2、过氧化二苯甲酰(C6H5CO)2O2。促进剂：把引发剂的分解温度降到室温以下。对过氧化物有效的促进剂：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等。 对氢过氧化物有效的促进剂：具有变价的金属钴：环烷酸钴、萘酸钴等。 五、简述不饱和聚酯树脂的固化特点。不饱和聚酯树脂的固化是放热反应，可分为三个阶段：胶凝阶段：从加入促进剂到不饱和聚酯树脂变成凝胶状态的时间，是固化过程最重要的阶段。影响胶凝时间的因素：阻聚剂、引发剂和促进剂的加入量，交联剂的蒸发损失，环境温度和湿度等。硬化阶段：从树脂开始胶凝到具有一定硬度，能把制品从模具上取下为止的时间。完全固化阶段：通常在室温下进行，可能需要几天至几星期。
化学知识点初中复合材料
初中化学知识点：复合材料 1.什么是复合材料？复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的 材料。它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。 2.复合材料的组成复合材料通常由两个主要组成部分构成：基体和增 强材料。基体是主要成分，起到固化增强材料的作用。增强材料则提供了复合材料的特殊性能。 3.基体的种类基体可以是金属、陶瓷、聚合物等。不同的基体材料具 有不同的特性。金属基体材料通常具有高强度和刚性，适用于需要承受高压和高温的应用。陶瓷基体材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于高温和化学环境下的应用。聚合物基体材料具有轻质和良好的绝缘性能，适用于需要轻质和绝缘的应用。 4.增强材料的种类增强材料可以是纤维、颗粒、颗粒等。纤维增强材 料是最常见的类型，如碳纤维、玻璃纤维等。纤维增强材料具有高强度和刚性，能够增加复合材料的强度和耐用性。颗粒增强材料可以改善复合材料的耐磨性和耐腐蚀性能。 5.复合材料的制备方法制备复合材料的方法有很多种，其中最常见的 是层压法和浸渍法。层压法是将基体和增强材料层层叠加，并通过压力和温度使其固化在一起。浸渍法是将基体浸入增强材料的浆料中，使其吸附增强材料，并通过固化使其固定在基体上。 6.复合材料的应用复合材料具有广泛的应用领域。在航空航天领域， 复合材料被广泛应用于飞机和宇航器的结构件，以提高其强度和轻量化。在汽车制造领域，复合材料可以用于制造车身和零部件，以提高汽车的燃油效率和碰撞安全性。此外，复合材料还可以应用于建筑、体育用品、电子设备等领域。 7.复合材料的优点和挑战复合材料相比传统材料具有许多优点，如高 强度、轻质、耐腐蚀等。然而，复合材料的制备过程较为复杂，成本较高，并且在环境和可持续性方面面临挑战。因此，如何平衡复合材料的性能和成本，以及如何解决其可持续性问题，是复合材料研究的重要课题。 总结：复合材料是由两种或更多种不同物质组合而成的材料。它们的组合使得复合材料具有比单一物质更好的性能和特性。复合材料由基体和增强材料组成，基体可以是金属、陶瓷、聚合物等，而增强材料可以是纤维、颗粒等。复合材料具有广泛的应用领域，但也面临成本和可持续性等挑战。因此，进一步研究复合材料的制备方法和性能优化是非常重要的。
复合材料课程学习知识点
《复合材料》课程学习知识点 1、复合材料的概念与内涵？复合材料的分类及特点？ •1、什么是复合材料？ 复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。 例如： 分类及特点见P4-P6 2、玻璃纤维表面处理的作用（浸润剂、偶联剂）。 • 1. 浸润剂的作用 玻璃纤维突出的弱点：较脆而且不耐磨，纤维之间的摩擦系数大。在拉丝和纺织过程中，纤维就难免出现断裂现象，而且刚拉出的纤维容易受到空气中水蒸汽的侵蚀，使其强度下降。 浸润剂的作用：使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。 偶联剂是一种高分子化合物，这种化合物一般都含有两部分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维表面结合；另一种官能团能很好与合成树脂结合(产生共聚)。通过表面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统一的整体。因此，把表面处理剂叫“架桥剂”，也叫“偶联剂”。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。 3、玻璃纤维的拉丝方法。 坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝 坩埚法拉丝工艺 生产工艺由制球和拉丝两部分组成 整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的 2) 池窑漏板法拉丝工艺 池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑拉丝是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。 窑拉丝与坩埚拉丝相比较，具有如下优点： 1. 省去制球工艺，简化工艺流程，效率高； 2. 池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板，熔量大，生产能力高； 3. 易实现自动化； 4. 适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维； 5. 生产的废纱便于回炉。 4、玻纤的结构与组成？玻纤性能与块状玻璃性能差异原因？ 结构详见:P26-P27 微晶结构假说 玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子”组成，在“微晶子”之间由硅酸块过冷溶液所填充。 网络结构假说
【化学知识点】复合材料和合成材料的区别
【化学知识点】复合材料和合成材料的区别 复合材料：由两种或两种以上物化性能不同的物质以不同方式组合而成的材料；合成 材料：由人工合成的有机高分子材料。复合材料是物理现象，合成材料是化学现象。 一、两者的特点不同 1、合成材料（又叫做人造材料）的特点：具有质轻、强度高、耐磨等特点。 2、复合材料的特点：其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂 复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩 耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。 二、两者的概述不同 1、合成材料的概述：指人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料， 其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等。 2、复合材料的概述：复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组 分优化组合而成的新材料。 三、两者的用途不同 1、合成材料的用途：复合材料是一种很有前途的新兴材料，广泛地用于航空、宇航、化工、造船、汽车、电气制造等行业。 2、复合材料的用途：应用于航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比 刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、 大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。 应用于汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲 劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、 发动机架及其内部构件。 复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件: 复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料; 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、 比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在; 它具有结构可设计性，可进行复合结构设计;
复合材料考点总结
复合材料考试重点 1、复合材料的概念：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。a.性能—取长补短,协同作用；b.基体—连续相 2、聚合物基复合材料: 1)、热固性聚合物基复合材料性能特点：(1)比强度、比模量高。(2)加工性能好(流动性好)，可采用手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等。(3)过载安全性好：过载而有少数纤维断裂时，载荷迅速重，新分配到未破坏的纤维上。（4）可具有多种功能性：耐烧蚀性、摩擦学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、特殊的光、电、磁学性能。 2）、热塑性聚合物基复合材料性能特点：断裂韧性好；可重复再加工。 3、金属基复合材料特点：导电、导热、耐高温、抗老化好。 4、无机非金属基复合材料特点：耐高温(>1000℃)，耐磨，强度高，硬度大，抗氧化，耐化学腐蚀，热膨胀系数小，但是脆性大。 5、复合材料的增强材料分类：纤维及其织物、晶须、颗粒。特点：提高抗张强度和刚度、减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。 6、芳纶纤维(PPTA：聚芳酰胺纤维)-----聚对苯二甲酰对苯二胺，通过液晶纺丝方法制成，分子链伸直平行排列结且晶度很高。 性能特点：1）、芳纶纤维的力学性能：拉伸强度高，冲击性能好，弹性模量高，断裂伸长高，密度小，有高的比强度与比模量；2）、热稳定性: 180℃下可长期使用；低温下(-60℃)不发生脆化亦不降解, T>487℃时，不熔化，但开始碳化→高温下直至分解也不变形；3）、化学性能:耐介质性良好,但易受酸碱侵蚀,耐水性不好。 7、聚乙烯纤维（Polyethylene, PE） 优点：高比强度、高比模量以及耐冲击、耐耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。 缺点：熔点低、易蠕变。 8、高强高模PE纤维：又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。 性能特点：强度更高；质量更轻，密度只有0.97g/cm ；化学稳定性更好；具有很好的耐候性；耐低温性好，使用温度可以低至-150℃。耐磨耐弯曲性能、张力疲劳 性能、抗切割性能是现有纤维中最强的。 9、聚酰胺纤维（尼龙）性能特点：聚酰胺纤维具有耐磨性好、耐疲劳强度和断裂强度高、抗冲击负荷性能优异、容易染色及与橡胶的附着力好等突出性能，因此，聚酰胺纤维多用于作衣料和轮胎帘子线，其产量仅次于聚酯纤维，居第二位。 10、玻璃纤维分类：⑴无碱玻璃纤维(E玻纤)：碱金属氧化物MO<0.5%；⑵中碱玻璃纤维：碱金属氧化物含量MO在11.5%～12.5%；⑶有碱玻璃纤维(A玻璃):含碱量高,强度低,易潮气侵蚀；⑷特种玻璃纤维。（表面积大） 11、玻璃纤维比玻璃的强度高很多的原因：高温成型时减少了玻璃不均一性，微裂纹产生的机会减少。随着直径的减小，微裂纹存在的几率也减少，从而使纤维强度增高。“微裂纹理论”纤维直径和长度对拉伸强度的影响,随着纤维直径的减小和长度的缩短，纤维中微裂纹的数量和大小就会相应地减小，这样强度就会相应地增加。 12、玻璃纤维的耐腐蚀性能比块玻璃差很多的原因：由于玻璃纤维的比表面积大所造成。 13、纤维支数的表示方法：1）定重法：是用一克重原纱的长度来表示。例如：50支纱，就是指一克重的原纱长50m。2）、定长法：国际统一方法，通称“TEＸ”(特克斯)，是指1000m长的原纱的克重量。例如：5 “ TEX ” 就是指1000m原纱重5g。