内生塑性相金属玻璃复合材料
常见的复合材料有哪些
常见的复合材料有哪些
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有优良的性能和广
泛的应用领域。
常见的复合材料有很多种类，下面将对其中一些常见的复合材料进行介绍。
首先，玻璃纤维增强塑料（GFRP）是一种常见的复合材料，其主要成分是玻
璃纤维和树脂。
玻璃纤维具有优异的拉伸强度和刚度，而树脂则能够起到粘合和保护作用。
GFRP具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
其次，碳纤维增强塑料（CFRP）也是一种常见的复合材料，其主要成分是碳
纤维和树脂。
碳纤维具有极高的强度和刚度，重量轻，耐高温，具有优异的导电性能，因此CFRP在航空航天、汽车、体育器材等领域有着广泛的应用。
另外，金属基复合材料也是一类常见的复合材料，其主要成分是金属基体和非
金属增强相。
金属基复合材料具有优异的热传导性和机械性能，同时还具有非金属增强相的特性，因此在航空航天、汽车、船舶等领域有着广泛的应用。
除此之外，陶瓷基复合材料也是一种常见的复合材料，其主要成分是陶瓷基体
和增强相。
陶瓷基复合材料具有优异的耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性，因此在航空航天、电子、化工等领域有着广泛的应用。
综上所述，常见的复合材料包括玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料、金属基
复合材料和陶瓷基复合材料等，它们在不同的领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，复合材料的种类和性能将会得到进一步的提升，为各个领域的发展提供更加优质的材料支持。
复合材料名词解释（2）
复合材料名词解释（2）复合材料名词解释虽然只是一句话，但信息量还是蛮大的。
简单点理解就是各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
最简单的例子，混凝土也是一种复合材料。
玻璃钢玻璃和钢，好像两者在强度上完全不是一个等级的物体，怎么会关联在一起。
玻璃钢正名玻璃纤维增强塑料，俗称frp （fiberreinforcedplastics），即纤维增强复合塑料。
根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（gfrp），碳纤维增强复合塑料（cfrp），硼纤维增强复合塑料等。
它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。
这种复合材料的力学性能可和钢材媲美，因此叫玻璃钢，其实这是我们国内一种通俗的叫法，属于中国特色。
玻璃纤维玻璃纤维（fiberglass或glassfiber）是一种无机非金属材料，由矿石（主要成分为二氧化硅）或玻璃球，经高温熔融，拉制成直径为几微米到二十几个微米的单丝，再络成原丝。
原丝又可加工成各种玻璃纤维制品，包括常见的短切毡、方格布、轴向布、复合毡等。
碳纤维碳纤维（carbonfiber）是指含碳量高于90%的无机高分子纤维，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
目前的生产工艺主要是把有机纤维经纤维纺丝、预氧化、碳化、石墨化4个过程而制成，按纤维基材分聚丙烯腈（pan）基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维等。
工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈（pan）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类，但主要生产前两种碳纤维。
而pan基碳纤维因其生产工艺较其他方法简单，产量约占全球碳纤维总产量的90%以上。
碳纤维以其优异的力学性能被广泛应用于国防军工、航空航天、汽车、电子、运动器材等领域，后续在复合材料中的应用也会越来越受到关注。
树脂树脂本义上为一种高分子聚合物，其定义是：相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。
金属复合材料的优势和应用前景
金属复合材料的优势和应用前景金属复合材料（metal matrix composites，MMC）是一种由金属基体和增强相组成的复合材料。
与传统的金属材料相比，金属复合材料具有许多优势，如高强度、高刚度、良好的耐磨性和热稳定性等。
这些优势使得金属复合材料在诸多领域具有广泛的应用前景。
一、金属复合材料的优势1. 高强度和高刚度：金属复合材料采用增强相（如纤维、颗粒等）与金属基体的复合结构，能够显著提高材料的强度和刚度。
这使得金属复合材料在需要承受大应力和重载情况下具有优越的性能。
2. 良好的耐磨性：金属复合材料中的增强相能够有效地抵抗磨损和磨削，这使得金属复合材料在摩擦、磨损和磨削严重的环境下具有较长的使用寿命。
3. 耐高温性能：金属复合材料中的增强相通常具有良好的耐高温性能，可以在高温环境下保持较好的力学性能和稳定性。
这使得金属复合材料在航空航天、汽车发动机等高温应用领域有着广泛的应用前景。
4. 良好的导热性和导电性：金属基体具有良好的导热性和导电性，而增强相通常也具有较高的导热性和导电性。
这使得金属复合材料能够在需要良好导热性和导电性的领域中发挥重要作用，如电子器件散热和电磁屏蔽。
二、金属复合材料的应用前景1. 航空航天领域：金属复合材料由于其高强度、高刚度和耐高温的特点，在航空航天领域具有广泛的应用前景。
例如，金属复合材料可以用于制造飞机结构件、发动机零部件和航天器热防护材料等。
2. 汽车工业：随着汽车行业对轻量化和节能环保要求的提升，金属复合材料作为一种重要的替代材料，其在汽车工业中的应用也越来越广泛。
金属复合材料可以应用于汽车发动机、底盘和车身结构等部件，以减轻整车重量、提高燃油效率和降低尾气排放。
3. 电子行业：金属复合材料具有良好的导热性和导电性，因此在电子行业中具有广泛的应用前景。
金属复合材料可以用于制造散热片、电磁屏蔽材料、半导体基底等，以提高电子器件的性能和稳定性。
4. 能源领域：金属复合材料的高强度、良好的耐高温性能和导热性，使其在能源领域具有潜在的应用前景。
南京理工大学科技成果——块体塑性金属玻璃复合材料
南京理工大学科技成果——块体塑性金属玻璃
复合材料
成果简介：
块体塑性金属玻璃复合材料，简称BMG，具有高强度、高硬度、低弹性模量、大弹性应变极限等一系列不同于传统晶态合金的优异力学性能，使得其被认为是极具潜力的结构材料。
然而，其室温脆性严重地制约着BMG作为先进结构材料在工程中的大规模应用。
本项目根据新型多组元合金特点，以多元相图为指导，设计出具有自主知识产权的合金成分；并设计了新的制备工艺，该工艺能够保证通过对合金成分和工艺参数的调整，有意识地控制晶体相的形态至球状或近球状，并能够控制球晶相的数量和大小、形态与分布等微观组织特性，从而提高了BMG及其复合材料的室温塑性。
技术指标：
本项目研制出了具有自主知识产权的塑性金属玻璃复合材料的合金成分，并通过有意识地控制晶态相的形态至团球状，进而在国际上首次制备出内生韧性球晶/BMG基体两相微观组织的复合材料Zr60Ti14.67Nb5.33Cu5.56Ni4.44Be10。
该材料在室温单轴压缩时的极限断裂强度、纯塑性应变分别达到了1890MPa、20%。
上述研究成果就使BMG及其复合材料作为结构
材料在工程中应用成为可能。
项目水平：国际领先
成熟程度：小试
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。
金属基复合材料概述
金属基复合材料的分类：按基体分：黑色金属基、有色金属基按增强体分：连续纤维增强金属基复合材料、非连续金属基复合材料（颗粒、短纤维、晶须）；混合增强、层板增强、自生增强金属基复合材料。
金属基复合材料的性能特点：力学性能：金属具有良好的塑形和韧性，加入适量的高强度、高模量、低密度的增强体，可显著提高复合材料的比强度和比模量。
导热、导电性能好，热膨胀系数小、尺寸稳定性好。
耐磨性好。
良好的高温性能良好的断裂韧性和抗疲劳性能（取决于增强体与金属基体的界面结合情况）。
制备方法：2.1、原位自生法2.2、粉末冶金法2.3、喷射沉积法2.4、搅拌铸造法2.5、挤压铸造法一．内生增强的金属基复材的特点.答：1.增强体试从金属体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高。
2.通过合理选择反应元素（或化合物)的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。
3.省去了增强体单位合成、处理和加入等工序，因此其工艺简单，成本较低。
4.从液态金属基体中原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。
5.在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大程度地提高材料的强度和弹性模量。
补：外加增强的金属基复材的特点：1.颗粒表面有污染；2.界面结合差；3.润湿性。
二.金属基复材的特点. 答：1.高比强度、高比模量；2.导热、导电性能；3.热膨胀系数小，尺寸稳定性好；4.良好的高温性能；5.耐磨性好；6.良好的疲劳性能和断裂韧度；7.不吸潮，不老化，气密性好。
三增强体的作用.答:传递作用承受力，提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能。
四.金属基复材增强体应有的基本特性答:1.增强体具有能明显提高金属基体某种所需特性的性能；2.增强体应具有良好的化学稳定性；3.与金属有良好的浸润性。
五选择增强体的原则. 答：1.力学性能：杨氏模量和塑性强度；2.物理性能：密度和热扩散系数；3.几何性：形貌和尺寸；4.物理化学相容性；5.成本因素。
生活中常见的复合材料
生活中常见的复合材料
生活中，我们经常接触到各种各样的复合材料，它们以其优异的性能和多样的
用途，为我们的生活带来了便利和美好。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料，具有各种材料的优点，同时克服了各种材料的缺点，因此在各个领域都有着广泛的应用。
在建筑领域，玻璃钢复合材料是一种常见的材料，它由玻璃纤维和树脂组成，
具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，被广泛应用于建筑外墙、屋顶、管道等领域。
而在汽车制造领域，碳纤维复合材料则是一种常见的材料，它具有重量轻、强度高、耐磨损等特点，可以大大降低汽车的整体重量，提高燃油效率，同时也增加了汽车的安全性能。
此外，复合材料还被广泛应用于航空航天、体育器材、电子产品等领域。
例如，航空航天领域常用的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等，它们具有重量轻、强度高、耐高温等特点，可以大大提高飞机的性能，减少燃料消耗。
而在体育器材领域，复合材料也被广泛应用于高尔夫球杆、网球拍、自行车等产品中，它们具有重量轻、强度高、耐磨损等特点，可以提高运动员的表现。
总的来说，复合材料在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，它们以其优异
的性能和多样的用途，为我们的生活带来了便利和美好。
随着科学技术的不断发展，相信复合材料在未来会有更广阔的应用前景，为我们的生活带来更多的惊喜和便利。
复合材料组成
复合材料组成
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，在宏观上复合而成的一种新型材料。
复合材料主要由两部分组成：
•增强材料（或称为粒料、纤维或片状材料），主要用于承受载荷，提供复合材料力学性能。
增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、天然纤维、合成纤维等，以及各种金属和非金属基体。
•基体材料（或称为粘结材料），主要用于保护固定增强材料，并改善复合材料部分性能。
基体材料可以分为金属基体和非金属基体，常用的金属基体材料有钛、铝、铜、镁及其合金；常用的非金属基体材料有树脂、碳、石墨、橡胶等。
这两部分材料在复合材料中发挥着不同的作用，通过精心的组合和设计，可以显著提高材料的综合性能，使其优于各单独的组分材料。
根据增强材料的形态，复合材料大致可以分为纤维增强复合材料、细粒增强复合材料和薄片增强复合材料三类。
其中，纤维增强复合材料由纤维状增强材料和基体材料组成，其纤维材料包括玻璃纤维、石棉纤维、天然纤维、合成纤维以及碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维、晶须等。
常用的基体材料有塑料、橡胶、水泥、陶瓷、金属等。
复合材料因其比强度高、抗疲劳性和减振性好、耐高温、易成型及性能可按使用要求设计等特点，广泛应用于宇航、航空、国防、机电、建筑、化工、交通等各部门。
新型复合材料的种类有哪些
新型复合材料的种类有哪些最佳答案复合材料,是以一种材料为基体,另一种材料为增强体组合而成的材料.复合材料的分类有很多种，常见的有以下几种：1）按基体材料类型分类：1.1）聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。
1.2）金属的复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。
1.3）无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。
2）按增强材料种类分类：2.1）玻璃纤维复合材料。
2.2）碳纤维复合材料。
2.3）有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。
2.4）金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。
2.5）陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。
3）按增强材料形态分类：3.1）连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。
3.2）短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。
3.3）粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。
3.4）编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。
4）按用途分类：4.1）结构复合材料结构复合材料主要用做承力和次承力结构，要求它质量轻、强度和刚度高.且能耐受一定溢度，在某种情况下还要求有膨胀系数小、绝热性能好或耐介质腐蚀等其他性能。
4.2）功能复合材料功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
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Eckert等人研究了冷却速率和合金成分对 Zr-Al-Ni -Cu合金的相形成、微观组织演 化和力学性能的影响。 结果表明,β相的形成和体积分数强烈地取 决于冷速即试样直径尺寸，随试样直径增 加, β相尺寸和体积分数增加。
H和C室温变形能力的提高的原因： β相所致
• β相的屈服强度仅为550MPa,却具有好的室温 延展性
• β相树枝晶本身可以通过位错、孪晶等机制 发生形变 • β相通过与玻璃基体中剪切带的相互作用,有效 地阻止了单一剪切带的过度局域剪切行为。这 促进了剪切带的形成,使复合材料的室温塑性得 以改善。
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Cu含量↑
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结束语
• 改善BMG的塑形和韧性将直接推动BMG在实际 工程领域的应用。这一方向的研究，已经成为 当今世界各国BMG合金研究与开发的热点。 • 了解金属玻璃中各个元素的作用将为开发工程 应用上的金属玻璃复合材料提供方向和依据。
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谢谢
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1 单相大块金属玻璃典型的力学行为
100
200Βιβλιοθήκη 3002杨氏模量E/GPa
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2.4 Cu对金属玻璃复合材料的影响 Tang 等人制备了
2 内生塑性晶体相/大块金属玻璃基体复合材料
引入第二相 阻碍单个剪切带的扩展
促进多剪切带的形成 改善材料的室温宏观塑性
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真空压铸制备
水冷铜模急冷成形制备
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H的压缩应力-应变曲线
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C的压缩应力-应变曲线
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Zan Bian等人将Nb加入到Cu基合金 Cu 0.6 Zr0.25Ti0.15 中,制 备出了含有平均尺寸为5~10μm的树枝状Nb基固溶体的 Cu 0.6 Zr0.25Ti0.15 93 Nb7 BMG基体复合材料
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什么导致了β相的析出
？？？？？？？
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Ti36.1Zr33.2Ni5.8Be24.9 100x Cux x 5,7,9,11,13,15,17
最大直径与Vit1相比
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BMG的室温应力-应变曲线
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非晶脆性的原因
？？？
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Icosahedral short-range order (ISRO) has been suggested to be a main building block of the undercooled liquid and metallic glasses. ISRO↑ 熔体平衡粘度↑ 不容易形核 抑制结晶 GFA↑
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Nb基固溶体树枝晶在复合材料的断裂行为中起 重要作用： 主剪切带扩展时,其前端必然要与Lm尺度的 树枝晶相遇。剪切带总是不可能通过这些Lm级 尺度的塑性相的。因此在连续载荷下,剪切带不 得不改变其扩展方向。这就导致了次级剪切带 的形成。依照这种机制,第三级、第四级、第五 级剪切带形成。 这样,就形成了上图中的大量剪切带分支。
2.2 Nb在大块金属玻璃形成合金中的应用
Nb的作用：
Nb是促进了β相析出的元素,其不但具有2467°的 高熔点,而且能够与β-(Zr,Ti)相形成无限固溶体。因 此在熔体冷却过程中,一方面是β相的析出并以树 枝状生长,另一方面,剩余的液体向V1合金的成分位 置移动。当剩余熔体急冷至其玻璃转变温度时被 被冻结为BMG。由于Nb对β相的稳定作用,最终形 成了β相/BMG基体两相微观组织。
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2.3 铸态内生β-Ta/大块金属玻璃基体复合材料
β-Ta液相线温度非常高(>3000K),接下来的感应熔炼 不能将存在于母合金铸锭中的β-Ta熔化。因此一般 来说,这些β-Ta不具有发达的树枝形态,而呈现出拉 长的椭球形或短小的板条状。
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铸态内生塑性晶体相/大块金属 玻璃基体复合材料
报告人 ：雷锋
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