内生塑性相金属玻璃复合材料共24页文档
《复合材料》PPT课件(2024)
复合材料能够抵抗循环载荷作用下的疲劳破坏，具有较长的疲劳寿命， 适用于承受交变应力的结构件。
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良好的减震性能
Hale Waihona Puke 复合材料具有较好的阻尼性能，能够吸收和分散振动能量，降低结构的
振动和噪音水平。
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物理性能
耐高低温性能
复合材料能够在极端温度环境下保持稳定的性能，适用于高温或低 温工作条件。
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建筑领域应用
建筑结构
复合材料可用于制造建 筑结构部件，如梁、板 、柱和墙体等，具有轻 质、高强度和耐腐蚀等 优点。
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建筑材料
复合材料还可作为建筑 材料使用，如复合地板 、复合门窗和复合墙板 等，具有美观、环保和 耐用等特点。
装饰装修
复合材料也可用于建筑 装饰装修领域，如吊顶 、隔断和家具等，具有 多样化的外观和优良的 性能。
X射线衍射（XRD）
分析复合材料的晶体结构和相组成，确定增 强体和基体的晶体类型。
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透射电子显微镜（TEM）
揭示复合材料内部微观结构，如增强体的分 布、取向和缺陷等。
原子力显微镜（AFM）
研究复合材料表面纳米级形貌和力学性质。
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宏观性能测试方法
拉伸试验
测定复合材料的拉伸强度、弹性模量 和断裂伸长率等力学性能指标。
性能变化。
疲劳试验
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研究复合材料在交变应力作用下的疲 劳性能，预测其疲劳寿命和疲劳强度
。
耐化学腐蚀试验
测试复合材料在不同化学介质中的耐 腐蚀性能，评估其耐酸、耐碱、耐盐 雾等能力。
加速老化试验
第3节复合材料课件PPT课件
陶瓷隔音材料
生物陶瓷
能自然降解的红陶
纳米层状无机抗菌防菌 第14页/共27页 功能鞋垫、保健袜
蜂窝陶瓷
堇青石蜂窝陶瓷外观
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运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富 弹性,这三种材料能满足要求吗? “神州五号”载人飞船穿过大气层时,外 壳和大气层摩擦产生几千摄氏度的高温, 这些材料又能否经受这种考验而使飞船 安然无恙?
2.用于制造碳素球拍的是什么材料?碳素球拍比木质 球拍和铝合金球拍有哪些优越性?
3.碳纤维增强复合材料的基体和增强体分别是什么? 有什么优越性能?主要应用?
4.航天航空领域中的复合材料的基体பைடு நூலகம்增强体分别 是什么?有什么性能?
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还有哪些复合材料? 请你谈谈复合材料在社会发展
中的作用?
复合材料
观察.思考
以下物品用到哪些材料?
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光学玻璃
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玻璃纤维
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石英玻璃
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生活中的灵感,化学与生活、生产密切联 系，材料在人类生活中起到巨大作用。
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复合材料的分类
按基体分类
复合 材料
按增强体的 形状分类
树脂基复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
颗粒增强复合材料 夹层增强复合材料
纤维增强复合材料
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1.玻璃钢的基体和增强体分别是什么?玻璃钢有什么 性能?主要应用?
金属及陶瓷基复合材料PPT
热压工艺： 1）纤维与金属基体制成复合材料预制片； 2）将预制片按设计要求裁剪成所需的形状、叠层排 布(纤维方向)，视对纤维体积含量的要求，在叠层时 添加基体箔； 3）将叠层故人模具内，进行加热加压，最终制得复 合材料或零件。
影响复合材料的性能的因素： 1、预制件的质量； 2、模具的设计； 3、预制件预热温度； 4、熔体温度； 5、压力；
液态金属搅拌铸造法
这种方法的基本原理是将颗粒直接加入到基体 金属熔体中，通过一定方式的搅拌使颖粒均匀 地分散在金属熔体中并与之复合，然后浇铸成 锭坯、铸件等。
搅拌铸造法主要问题：
爆炸焊接的特点是作用时间短、材料的温度低， 不必担心发生界面反应。
用爆炸焊接可以制造形状复杂的零件和大尺寸 的板材，需要时一次作业可得多块复合板。 此法主要用来制造金属层合板和金属丝增强金 属基复合材料，例如钢丝增强铝、铜丝或钨丝 增强钛、钨丝增强镍等复合材料。
爆炸焊接
液态法
液态法是制备金属基复合材料的主要方法：
可惰性气氛中进行，也可在大气中进行 也有用纤维织物与基体箔直接进行热压制造复合材料 及零件的。
扩散粘结法
热压温度：
温度控制在基体合金的固相线和液相线之间。 热压压力： 选用压力可在较大范围内变化，但过高容易损伤纤维，一 般控制在10MPa以下。压力的选择与温度有关，温度高、 压力可适当降低。
热压时间： 时间在10-20minin即可。 热压气氛： 热压可以在大气中进行
固态法1粉未冶金法2热压固结法也称扩散粘结法3热等静压法4热轧法5热挤压和热拉法6爆炸焊接法颗粒晶须合金粉未混合热压成品零件复合材料坯挤压轧制等颗粒晶须合金粉未混合烧结成品零件颗粒晶须合金粉未混合封装除氧热压法热压法和热等静压法亦称扩散粘结法是加压焊接的一种因此有时也称扩散焊接法
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。
复合材料组成范文
复合材料组成范文复合材料是由两种或两种以上完全不同的材料组合而成的，通过界面相互作用获得一种新材料。
复合材料通常由增强相和基体相组成。
增强相提供了复合材料的机械性能，而基体相则用来固定增强相。
复合材料的组成方式可以根据不同应用领域的需求而有所不同。
常见的增强相材料有纤维、颗粒和片状物质，如碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、陶瓷颗粒等。
这些增强相材料具有很高的拉伸强度和模量，可以在复合材料中承担荷载。
其中，碳纤维是目前应用最广泛的增强相材料之一，因其具有重量轻、高强度、高模量等优点。
基体相材料可以是金属、陶瓷、聚合物等。
基体相的作用是保持增强相的方向性和形状，同时承受外界的荷载。
常用的基体材料有热固性树脂、热塑性树脂等。
这些材料具有良好的粘合性和成型性，可以使增强相均匀分散在基体中，并提高复合材料的耐热性和耐腐蚀性。
为了增加复合材料的机械性能，常常还会添加填充剂、界面剂和增容剂等。
填充剂可以增加复合材料的硬度和强度，常见的填充剂有硅酸盐、氧化铝等。
界面剂可以提高增强相和基体相的界面结合力，有效防止界面剥离。
增容剂则用于调节复合材料的密度和性能，如碳黑可以扩大热塑性聚合物的分子链间距。
复合材料的制备方法有很多种，常用的方法有注塑成型法、层叠法、浸渍法和螺旋缠绕法等。
注塑成型法是将增强相放在注塑机中加热熔融，通过注射成型得到复合材料制品。
层叠法是将增强相和基体相按照一定的顺序层叠，然后通过压制得到复合材料制品。
浸渍法是将增强相浸渍到基体相中，并通过热固化使其固化成型。
螺旋缠绕法是将增强相缠绕在一个圆柱基体上，然后通过热固化将其固定在基体上。
复合材料的应用非常广泛，主要应用于航空航天、船舶、汽车、体育器材、电子器件等领域。
由于复合材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀、抗疲劳等特点，因此更受到各行各业的重视。
随着科技的不断进步，复合材料的研究和应用将会更加广泛，为人们的生活带来更多的便利和可能性。
复合材料-第四章金属基复合材料教材
第四章 金属基复合材料
第四章 金属基复合材料
金属基复合材料(Metal Matrix Composites, MMC)，是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。 其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳、 石墨及硼等，也可以用金属丝。
§4－1 MMC的沿革和发展
喷射与喷涂沉积工艺的最大特点是增强材料 与基体金属间润湿性要求低；增强材料与熔 融金属基体的接触时间短，界面反应量少。
喷涂沉积
喷涂技术是采用由直流电驱动的等离 子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属 等材料加热到熔融或半熔融状态，并以 高速喷向经过预处理的工件表面而形成 附着牢固的表面层的方法。 可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐 高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减 磨和密封等性能。
涡轮发动机的各个部件对于高温高效性材
料的不断需求，触发了对金属基复合材科 特别是钛基材料的广泛兴趣的复苏。
70年代中，液钠法和Ti—B工艺的研究成功，解决 了碳纤维与铝液的浸润问题，从而使碳纤维增强 铝基复合材料的研制及应用取得了较大进展。 70年代末出现了碳化硅纤维、晶须、颗粒和氧化 铝纤维增强铝、钛等多种金属基复合材料，使金 属基复合材料向多品种发展、逐渐形成了金属基 复合材料体系。 80年初开始重视对其制备工艺技术的研究，如压 铸、半固态复合铸造以及喷射沉积和原位金属直 接氧化法、反应生成法。
聚合物高很多，加上增 强材料主要为无机物， 在高温下具有很高的强 度和模量，因此ＭＭＣ 比基体金属具有更高的 高温性能。 例如：石墨／铝复合材 料在５００℃高温下， 仍具有６００ＭＰａ的 高温强度；而铝基体在 ３００ ℃强度已下降到 １００ＭＰａ以下。
5）良好的耐磨性好
复合材料课件ppt
直升飞机——它的桨叶采用玻璃纤维或碳纤维布等不同 结构形成，具有抗疲劳性，使直升飞机在高空中保持稳 定，平行，充分发挥复合材料的结构特性。
小飞守角制作
复合材料在医疗上的应用
例如：假肢、关节、CT设备、身心保健设备、超声诊断仪 装置、磁共振诊断装置、残疾人辅助工具等
残疾人轮椅—— 它采用玻璃纤维 增强尼龙树脂， 特殊加气加压成 型，轻质高强、 造型轻便、外观 灵巧，便于残疾 人士生活自理。
E51
F51
双氰胺
DCMU 丙烯酰胺
配方1
70
20
50
7
2.8
0
配方2
70
20
50
7
2.8
2
配方3
70
20
50
配方4
70
20
50
7
2.8
5
7
2.8
8
Time/min
200
160
120
80
40
0
90 100 110 120 130
Temperature/℃
图1 四种配方的凝胶时间-温度曲线
小飞守角制作
1.
按基体材 料分类
3.
按复合材料 的性能分类
小飞守角制作
1.复合材料按基体材料分类 复合材料
聚合物基 陶瓷基 金属基
井盖
氟金云母
TPD钻头
小飞守角制作
2.复合材料按增强相形状分类
材料和层状
钛标准件
塑
料
复合材料 粒子增强
增
韧
剂
纤维增强
玻璃纤维垃圾桶
小飞守角制作
3.复合材料按性能分类
功能
金属材料复合材料
一、巩固训练T3，写出分析过程
课 题 二
6组
二、巩固训练T8，写出分析过程
交流·研讨
材料 金属材料 实例 钢铁 普通玻璃 塑料 优点 硬度大、 易加工 抗腐蚀、 耐高温
耐腐蚀、强 度大、良好 热塑性
缺点 易被腐蚀 易破碎
易老化、不耐 高温、废弃后 不易分解
无机非金 属材料 有机合成 材料
合金与复合材料的异同点
课 题 一、巩固训练T3，写出分析过程 一
课 题 二、巩固训练T8，写出分析过程 二
6组
精彩点评（20分钟）
讨论内容
课 题 一
点评
4组
目标及要求
目标： A层准备补充拓展； B层积极思考，大胆 质疑； C层认真理解，记好 笔记。 要求： 1. 点评同学脱稿点评， 点出解题思路、突破口， 总结规律、方法和拓展 2. 非点评同学都要认 真倾听、积极思考、迅 速记录，大胆提出疑问 和补充观点。
举例 合金
复合材料
两种或两种以上不同材料
成分
铝加入其它元素如：Cu、 玻璃钢：玻璃纤维和合成树脂 Mg、Si、Zn、Li 碳纤维：合成树脂和碳纤维 融合 铝合金建筑业、容器和包装 业、交通运输、以及电 子行业、飞机构件等 特殊加工 船体、汽车车身、排水管道、 纺织、机械、化工机械、 宇宙工业等
形成工 艺 用途 性能
特点：韧性好、强度高、质量轻等
应用：网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、 冲浪板等体育用品以及纺织机械、化工机 械的制造。
历史回顾： 2003年2月1日， 美
国“哥伦比亚”号航天飞机在即将返 回地面前十几分钟与美国宇航局控制 中心失去联系。在美国宇航局宣布 “哥伦比亚”号失事后，各国宇航专 家对失事原因纷纷发表看法和意见。