复合材料
复合 材料
复合材料及原材料简介一. 复合材料概论复合材料是指两种或两种以上的不同材料，用适当的方法复合成的一种新材料，其性能比单一材料性能优越。
一般来说，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组分，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黏合成一个整体，起到均衡应力和传递应力的作用，是增强材料的性能得到充分发挥，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。
复合材料的性能主要取决于:1.基体的性能；2.增强材料的性能；3.基体与增强材料之间的界面性能。
复合材料的分类方法较多，常用的有以下三种，按基体类型有树脂基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料等；按增强材料类型有玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料等；按用途不同有结构复合材料、功能复合材料等。
复合材料是由多种组分的材料组成，许多性能优于单一组分的材料，主要有如下的特性；轻质高强、可设计性好、电性能好、耐腐蚀性能好、热性能良好、工艺性能优良、长期耐热性。
与传统材料（如金属、木材、水泥等）相比，复合材料是一种新型材料，其具有许多优良性能，且其成本在不断的下降，成型工艺的机械化、自动化程度在不断的提高，因此，复合材料的应用领域日益广泛，主要应用在航空、航天方面，交通运输方面，化学工业方面，电气工业，建筑工业方面，机械工业方面，体育用品方面等。
在我们的工作中主要涉及到以高聚物为基体的复合材料，因此在以下的内容中将从基体和增强材料两个方面对聚合物基复合材料进行简单的介绍。
二. 复合材料基体作为复合材料基体的树脂主要可以分为热固性和热塑性两大类，在这里我们将重点介绍几种常用的热固性树脂基体，其中包括环氧树脂，不饱和聚酯树脂以及酚醛树脂。
2.1 环氧树脂环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机高分子化合物，一般它们的相对分子量都不高。
复合材料是什么意思
复合材料是什么意思
复合材料是指由两种以上的不同材料组合而成，其性能比单一材料好的一种新型材料。
根据组合方式的不同，可以分为层状复合材料、颗粒复合材料等。
复合材料结构复杂，可以根据需要进行设计和制造，具有很高的机械性能、物理性能、化学性能和耐腐蚀性能，同时还具有很好的导热、绝缘、声学、热学、光学等特性，是一种理想的结构材料。
复合材料的组成部分主要有增强体和基体。
增强体是指在复合材料中起增强作用的成分，如纤维、颗粒、片、膜等；基体是指增强体所嵌入的材料，如塑料、金属、陶瓷等。
增强体和基体的组合可以根据需要进行选择，以达到最佳的性能要求。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育用品、电子产品等领域。
在航空航天领域，复合材料因其轻质高强、耐腐蚀等优势被广泛应用于飞机、导弹等部件的制造；在汽车领域，复合材料可以减轻车重、提高燃油效率；在建筑领域，复合材料可以提供更好的保温、隔热等性能。
然而，与传统材料相比，复合材料的制造过程更加复杂，成本更高。
同时，复合材料也存在着可回收性、耐久性等方面的问题，需要进一步的研发和改进。
综上所述，复合材料是一种由两种以上不同材料组合而成的新
型材料。
其具备优异的性能和特性，广泛应用于各个领域，但也面临着一些挑战，需要不断地进行研究和改进。
复合材料名词解释
复合材料名词解释复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有合成材料和传统材料的特点和优势。
复合材料的优点主要包括轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等。
复合材料由两种或以上的材料组成，其中一种称为基体（matrix），另一种或其他几种材料则是增强体（reinforcement）或填充物。
基体材料的主要作用是提供整体结构的支撑和连续性，而增强体则起到增加复合材料强度和刚性的作用。
常用的基体材料有塑料、树脂、金属等，而增强体则包括纤维、颗粒、薄膜等。
复合材料的制备过程主要包括预制部分、成型部分和固化部分。
在预制部分，根据所需材料和形状，将基体材料和增强材料等按一定比例混合、搅拌、形成复合材料的原料。
在成型部分，将预制的原料放入模具中，常见的成型方式包括压力成型、注塑成型、挤出成型等。
在固化部分，通过热固化或化学反应等方式使复合材料成型，得到最终的复合材料制品。
复合材料具有许多优点。
首先，由于增强体的加入，复合材料具有很高的强度和刚性，远远超过单一材料的强度。
其次，复合材料的密度相对较低，可以做到轻质化，便于携带和使用。
再次，复合材料的导热性能好，具有较高的绝缘性能，可以用于电子、电气和航空航天等领域。
此外，复合材料的耐腐蚀性能好、耐磨损性能好，可以提高材料使用寿命。
最后，由于复合材料可以灵活设计，成型性好，可以根据需要制作出各种形状和尺寸的制品。
复合材料在许多领域有着广泛应用。
在航天航空领域，复合材料被用于飞机、火箭、导弹的制造，可以减轻重量、提高载荷能力和提高耐用性。
在汽车工业中，复合材料被用于汽车车身和零部件的制造，可以减轻整车重量，提高燃油经济性和安全性能。
在建筑领域，复合材料被用于建筑结构、钢材替代、建筑保温材料等，可以提高建筑品质和节能效果。
在体育用品领域，复合材料被用于制作高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等，可以提高运动器材的性能。
总之，复合材料是一种由两种或两种以上材料组合而成的材料，具有轻质、强度高、刚性好、耐腐蚀、耐磨损、导热性能好、成型性好、设计自由度高等优点。
复合材料的特点及应用
复合材料的特点及应用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，具有优良的综合性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育器材、电子等领域。
复合材料的特点和应用领域有着极其丰富的内容，以下将详细介绍。
一、复合材料的特点1. 高强度和高刚度：复合材料是由不同材料组合而成，可以充分发挥各材料的优点，因此具有很高的强度和刚度。
相较于传统材料，复合材料的强度可以达到甚至超过金属材料，而密度却较低。
2. 轻量化：由于复合材料的密度较低，本身重量很轻，可以有效降低整体产品的重量，对于航空航天、汽车等领域来说，可以减少燃料消耗、提高载重能力。
3. 耐腐蚀性能：复合材料对化学腐蚀和电化学腐蚀具有很好的抵抗能力，能够在恶劣环境下长时间使用，比如在海水中的应用。
4. 自由设计性：复合材料可以通过改变组合材料的种类、布局和结构，实现对材料性能的调控，从而满足不同工程应用的要求。
5. 热性能和隔热性能：复合材料具有较好的耐高温性能和隔热性能，能够在高温环境下保持稳定性能。
6. 高成型性：复合材料可以通过模压、注塑等成型工艺制成各种复杂形状的产品，成型性能很好，可以满足复杂结构产品的需求。
二、复合材料的应用1. 航空航天领域：复合材料在航空航天领域得到了广泛的应用，如飞机机身、翼面、动力部件等。
由于其轻量化和高强度的特点，可以有效降低飞机的自重，提高机身结构的强度和刚度，使飞机更节能、更安全。
2. 汽车工业：随着对汽车轻量化和节能化要求的提高，复合材料在汽车制造领域得到了越来越多的应用。
碳纤维复合材料在汽车制造中尤为突出，可以用于汽车车身、悬挂系统、发动机零部件等，能够提高汽车的整体性能和安全性。
3. 建筑领域：复合材料在建筑领域的应用包括建筑结构、装饰材料等，如玻璃钢、碳纤维等材料广泛用于桥梁、楼梯、管道等建筑结构部件中，其轻量化、耐腐蚀和耐久性能得到了充分发挥。
4. 体育器材：复合材料在体育器材领域应用广泛，如高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等，这些产品因为采用了复合材料，具有轻量化、高强度和高刚度等优点，在提高运动员表现的也增加了器材的耐用性。
复合材料包括什么
复合材料包括什么复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，具有明显界面的复合材料。
它是由增强材料和基体材料组成的，增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、有机纤维等，基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳、设计自由度高等优点，因此在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域得到了广泛的应用。
首先，复合材料包括增强材料。
增强材料是复合材料中起到增强作用的材料，其种类繁多。
常见的增强材料有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
这些增强材料具有高强度、高模量、耐疲劳等特点，能够有效地提高复合材料的强度和刚度，使其具有更好的性能。
其次，复合材料包括基体材料。
基体材料是复合材料中起到粘结作用的材料，其种类也非常丰富。
常用的基体材料有环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯、金属、陶瓷等。
这些基体材料具有良好的粘结性能和耐腐蚀性能，能够有效地固定增强材料，使其形成整体。
另外，复合材料还包括界面剂。
界面剂是用来提高增强材料和基体材料之间粘结强度的物质，常见的界面剂有硅烷偶联剂、聚氨酯树脂等。
界面剂能够有效地提高复合材料的界面结合强度，防止增强材料和基体材料之间的剥离和开裂，从而提高复合材料的整体性能。
此外，复合材料还包括填料和添加剂。
填料是用来改善复合材料性能的材料，常见的填料有碳黑、纳米粒子等。
添加剂是用来改善复合材料加工性能和使用性能的物质，常见的添加剂有抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂等。
填料和添加剂能够有效地改善复合材料的力学性能、耐老化性能和阻燃性能，使其更加适用于不同的工程领域。
综上所述，复合材料包括增强材料、基体材料、界面剂、填料和添加剂等多个组成部分。
这些组成部分相互作用，共同发挥作用，使复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优良性能，广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域。
复合材料的不断发展和应用将为人类社会带来更多的创新和进步。
复合材料的定义以及修复的方法
复合材料的定义以及修复的方法复合材料是指由两种或更多种不同性质的材料组合而成的新材料，具有优良的综合性能。
它通常由增强材料和基体材料组成，增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、Kevlar纤维等，而基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
由于复合材料具有轻量、高强度、耐腐蚀、设计自由度大等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
复合材料与传统材料相比，具有很好的强度和韧性，可以满足不同工程领域的需求。
但是复合材料在使用过程中依然会遭受磕碰、挤压、拉伸等外力的影响，由此导致材料的损伤。
为了延长复合材料的使用寿命和保证其性能，需要进行修复。
复合材料修复常用的方法包括表面修复和结构修复两种。
表面修复是指对复合材料的表面进行简单的修补，一般用于处理轻微的表面划痕、凹坑等情况。
修复过程包括以下步骤：清洁表面、打磨、涂覆填料、光照固化。
需要清洁损坏的表面，清除杂质和油脂，以便填料能够充分粘附。
然后，对受损区域进行打磨处理，以便填料能够充分附着。
接着，涂覆填料，填平损伤表面。
使用紫外线照射或烤箱加热等方法进行固化，使填料与基材紧密结合，完成表面修复。
结构修复是指对复合材料的内部结构进行修复，通常用于处理较为严重的损伤，如层间剥离、穿孔、裂纹等。
结构修复的步骤相对复杂，需要先对损伤部位进行评估，确定损伤的类型和程度。
然后，根据具体情况选择合适的修复方法，如层间剥离可以采用注射修复法，穿孔可以采用布贴修复法，裂纹可以采用层压修复法。
修复过程中需要采用适当的树脂和增强材料，确保修复区域与原材料具有相似的力学性能。
进行固化处理，确保修复部位与基材紧密结合，恢复材料的整体性能。
复合材料的修复方法丰富多样，可以根据具体的损伤情况选择合适的修复策略，保证材料的完整性和性能，延长其使用寿命。
在未来，随着复合材料应用领域的不断扩大和深入，复合材料的修复技术也将不断发展和完善，为各行业提供更可靠、更经济的修复方案。
复合材料PPT课件
随着科技的不断进步和环保意识的提高，未来复合材料将 更加注重环保、可再生、高性能等方向的发展，同时其在 智能制造、新能源等领域的应用也将不断拓展。
02
CATALOGUE
复合材料的组成与结构
基体材料
01
02
03
定义
基体材料是复合材料中连 续相，起粘结、保护增强 材料并传递载荷到增强材 料上的作用。
生物相容性
某些复合材料具有良好的生物相容性 ，可用于医疗器械、人体植入物等领 域。
05
CATALOGUE
复合材料的应用实例
航空航天领域应用
飞机结构
复合材料用于制造飞机机翼、机身和尾翼等结构部件，具 有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点，可提高飞行器的性 能和燃油经济性。
航天器结构
复合材料在航天器结构中也有广泛应用，如卫星、火箭和 空间站等，其轻质高强的特性有助于减轻发射重量和提高 有效载荷。
美观、舒适、环保等特点。
03
动力系统
复合材料可用于制造汽车发动机罩、进气歧管等动力系统部件，具有优
异的耐高温性能和力学性能。
建筑领域应用
建筑结构
复合材料可用于制造建筑结构中的梁、板、柱等承重部件，具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲 劳等优点，有助于提高建筑物的抗震性能和耐久性。
建筑装饰
复合材料也可用于制造建筑装饰材料，如墙板、吊顶、隔断等，具有美观、环保、易安装 等特点。
某些复合材料在受到冲击时能 够吸收大量能量，表现出良好
的抗冲击性能。
物理性能
低密度
相对于金属材料，复合材料通常具有较低的 密度，有利于实现轻量化设计。
优异的电绝缘性
某些复合材料具有极佳的电绝缘性能，适用 于电气和电子设备。
复合材料的组成和结构
复合材料的组成和结构随着科技的不断发展，复合材料已经成为了现代工业领域不可或缺的一部分。
它们可以广泛应用于飞机、汽车、船舶、建筑、电子设备和医学器械等领域。
那么，什么是复合材料呢？复合材料的组成和结构是什么？下面将为您详细解答。
一、何为复合材料？复合材料（Composite Materials）是指由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料。
它的特点在于不同材料之间有更强的结合力，这种结合力可以使复合材料具有独特的性质和优良的性能。
二、复合材料的组成1. 基体材料基体材料通常是具有良好强度和刚度的聚合材料（如环氧树脂），金属（如铝、钛等）或陶瓷（如氧化铝）等。
基体材料形成了复合材料的主要骨架结构。
2. 增强材料增强材料通常是一种纤维材料，如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
这些纤维具有高强度和高模量特性，经过加工可以将它们布置在基体材料的表面上，形成所谓的增强材料。
3. 界面材料由于基体材料和增强材料的化学和物理性质有很大的差异，所以界面材料的作用是防止它们之间的层间剥离，保证复合材料整体强度。
目前，界面改性技术已经成为大量研究的主要方向之一。
三、复合材料的结构复合材料结构是由增强材料和基体材料的交替叠加形成的。
正常情况下，复合材料的厚度都很小，只有几毫米到几十厘米不等。
其结构特点主要包括以下几个方面：1. 纤维结构复合材料中的纤维结构通常是由排列有序的纤维复合体构成的。
这样的排列方式可以使纤维之间相互贯通，在应力作用下相互支撑，提高复合材料的抗拉强度和抗剪强度。
2. 层间结构层间结构是由交替叠加的增强材料和基体材料构成的。
由于增强材料比基体材料更硬，所以在外力作用下，增强材料首先承受应力，从而优化整个结构的抗振性能。
3. 裂纹结构相对于单一材料的均质结构而言，复合材料内部有很多不同性质的材料组合而成，因此对外部应力有更强的韧性和耐久性。
裂纹结构是在复合材料发生破裂时形成的，通过层间叠加的结构来缓解应力并防止破碎。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
航天领域：1kg需费用10万元
航空发动机材料发展预测如下:
四、课程的重点和要求
学习重点是使学生能够较全面和系统地理解
复合材料及其力学的重要基本概念和理论，各类 复合材料的性能、成型工艺、界面特征和结构设 计以及复合材料，同时具有初步的复合材料设计 能力。为学生今后在材料领域的学习和研究奠定
较坚实的基础。
1、界面效应
界面是复合材料的特征，可将界面的机能归纳 为以下几种效应： （1）传递效应： 界面可将复合材料体系中基体承受的外力传递
给增强相，起到基体和增强相之间的桥梁作用。
（2）阻断效应： 基体和增强相之间结合力适当的界面有阻止裂
纹扩展、减缓应力集中的作用。
（3）不连续效应：
在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩 擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐 热性和磁场尺寸稳定性等。 （4）散射和吸收效应： 光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生 散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐机械 冲击性等。
润湿是组分良好粘结的必要条件，并非充分条件。
2、机械作用理论：
当两个表面相互接触后，由于表面粗糙不平将
发生机械互锁。
尽管表面积随着粗糙度增大而增大，但其中 有相当多的孔穴，粘稠的液体是无法流入的。无 法流入液体的孔不仅造成界面脱粘的缺陷，而且
也形成了应力集中点。
3、静电理论：
当复合材料不同组分表面带有异性电荷时，将
陶 瓷 基 复 合 材 料
敏感元件 陶瓷 超硬陶瓷 电气陶瓷
二、 复合材料的提出
现代高科技的发展更紧密地依赖于新材料的
发展；
同时也对材料提出了更高、更苛刻的要求。
高温、高压、高强度、低密度、耐磨、柔韧
性……。
当前作为单一的金属、陶瓷、聚合物等材料
各自固有的局限性而不能满足现代科学技术发展 的需要。
★ 对于韧性基体材料，最好具有较高的热膨胀系数。
这是因为热膨胀系数较高的相，从较高的加工温度冷却是
将受到张应力； 对于脆性材料的增强相，一般都是抗压强 度大于抗拉强度，处于压缩状态比较有利。 ★ 而对于像钛这类高屈服强度的基体，一般却要求避 免高的残余热应力，因此热膨胀系数不应相差太大。
2、化学相容性：
电子能量损失仪（EELS）
X射线反射谱仪（GAXP） 透射电子显微镜（ TEM） 扫描电镜（ SEM）、拉曼光谱（ Raman）等
TiB2纤维表面涂层SiCF / Ti复合材料界面SEM
3、界面残余应力及其表征
（1）界面残余应力 复合材料成型后，由于基体的固化或凝固发生体积收 缩或膨胀（通常为收缩），而增强体则体积相对稳定使界 面产生内应力，同时又因增强体与基体之间存在热膨胀系 数的差异，在不同环境温度下界面产生热应力。这两种应 力的加和总称为界面残余应力。
3、良好的尺寸稳定性：
加入增强体到基体材料中不仅可以提高材料的强度 和刚度，而且可以使其热膨胀系数明显下降。通过改变
复合材料中增强体的含量，可以调整复合材料的热膨胀
系数。
4、良好的化学稳定性：
聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料。
5、良好的抗疲劳、蠕变、 冲击和断裂韧性：
陶瓷基复合材料的脆性得到明显改善
发生静电吸引。
仅在原子尺度量级内静电作用力才有效 。
4、化学键理论：
在复合材料组分之间发生化学作用，在界面上形
成共价键结合。 在理论上可获得最强的界面粘结能 （210 - 220 J / mol）。
5、界面反应或界面扩散理论
在复合材料组分之间发生原子或
分子间的扩散或反应，从而形成反应 结合或扩散结合。
复合材料特别是先进复合材料就是为了满 足以上高技术发展的需求而开发的高性能的先 进材料。复合材料是应现代科学技术而发展出 来的具有极大生命力的材料。
三、复合材料的发展历史和意义
1、复合材料的发展历史 传统复合材料：6000年前人类就已经会用稻 草加粘土作为建筑复合材料。 水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和 河堤大坝等的建筑，发挥着极为重要的作用。
1、高比强度、高比模量（刚度）：
比强度 = 强度/密度 MPa /（g/cm3）,
比模量 = 模量/密度 GPa /（g/cm3）。
2、良好的高温性能：
目前： 聚合物基复合材料的最高耐温上限为350 C； 金属基复合材料按不同的基体性能，
其使用温度在350 1100 C范围内变动；
陶瓷基复合材料的使用温度可达1400C； 碳/碳复合材料的使用温度最高可达2800C。
★ 中子的穿透能力较X射线强，可用来测量界面内
应力；其结果是很大区域的应力平均值。 ★ X射线衍射法只能测定样品表面的残余应力。 目前，应用最广泛的仍是传统的X射线衍射法。
第四章 复合材料的复合理论
一、复合材料 增强机制
1 、 颗粒增强复合材料增强机制
基体和颗粒共同承受外来载荷；颗粒起着
阻碍基体位错运动的作用，从而降低了错的流
动性。另外，复合材料中的裂纹的扩展在颗粒
前受阻，发生应力钝化或扩展路径发生偏转，
四、界面的表征
1、界面结合强度的测定 1）三点弯曲法：
★ 测定界面拉伸强度时纤维的排布
★ 测定界面剪切强度时纤维的排布
2）声发射（Acoustic Emissin ，AE）法：
声发射是当固体材料在外部条件（如载荷、温度、
磁场、环境介质等）发生变化时，由于其内部原因而 产生的瞬时弹性应力波发射。声发射信号包括有材料 内部缺陷或微观结构变化动态信息，借助灵敏的电子 仪器可以检测到声发射信号。
复合材料制备技术
材料科学与工程学院
第一章 前言
一、材料的发展与人类社会的进步 材料是人类社会进步的物质基础和先导， 是人类进步的里程碑。
石器时代、陶器时代、青铜器时代……
当前材料、能源、信息和生物技术是现代科
技的三大支柱，它会将人类物质文明推向新的阶
段。二十一世纪将是一个新材料时代。
新材料
金属材料 非金属材料 高分子 材料 复合材料
参考书：
• 张玉龙主编，先进复合材料制造技术手册，机械工业
出版社，2003年6月。
• 沃丁柱主编，复合材料大全，化学工业出版社，
2001.1
• 吴人洁主编，复合材料，天津大学出版社，2000.12 • 徐国财，张立德主编 ，纳米复合材料，化学工业出版
社，2002.3
• 贾成厂主编，陶瓷基复合材料导论，冶金工业出版社，
断裂能和一定 的韧性。
二、复合材料组分的相容性
1、物理相容性：
（1）基体应具有足够的韧性和强度，能够将外部载 荷均匀地传递到增强剂上，而不会有明显的不连续现象。
（2）由于裂纹或位错移动，在基体上产生的局部应
力不应在增强剂上形成高的局部应力。 （3）基体与增强相热膨胀系数的差异对复合材料的 界面结合及各类性能产生重要的影响。
（5）诱导效应：
一种物质（通常是增强剂）的表面结构使另一种 （通常是聚合物基体）与之接触的物质的结构由于诱导 作用而发生改变，由此产生一些现象，如高弹性、低膨 胀性、耐热性和冲击性等。
★ 界面效应是任何一种单一材料所没有的特性， 它对复合材料具有重要的作用。
2、界面的结合状态和强度
界面的结合状态和强度对复合材料的性能有重要影响。
和，即物理和化学吸附作用。 浸润不良:会在界面上产生空隙，导致界面缺陷和应 力集中，使界面强度下降。 良好的或完全浸润:可使界面强度大大提高，甚至优 于基体本身的= S - SL 粘合功可表示为：WA = S + L - SL= L（1+ cos ） 粘合功WA最大时： cos =1，即 = 0， 液体完全平铺在固体表面。 同时： = S L , S = L
6、良好的功能性能
第三章 复合材料界面
一、复合材料界面
复合材料的界面是指基体与增强相之间化学成 分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递
作用的微小区域。
复合材料的界面是一个多层结构的过渡区域， 约几个纳米到几个微米。
1、外力场 3、基体表面区 5、增强剂表面区
2、基体 4、相互渗透区 6、增强剂
(1)由两种或多种不同性能的组分通过宏观或 微观复合在一起的新型材料，组分之间存在着明显 的界面。 (2)各组分保持各自固有特性的同时可最大
限度地挥各种组分的优点，赋予单一材料所不具
备的优良特殊性能。 (3)复合材料具有可设计性。
3、复合材料的基本结构模式 复合材料由基体和增强剂两个组分构成： 基体：构成复合材料的连续相； 增强剂（增强相、增强体）：复合材料中独立的形态 分布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会
★ 对原生复合材料，在制造过程是热力学平衡的，其两
相化学势相等，比表面能效应也最小。
★ 对非平衡态复合材料，化学相容性要严重得多。 1）相反应的自由能 F： 2）化学势U： 3）表面能T： 相近 低 小
4）晶界扩散系数D：
小
三、复合材料的界面理论
1、界面润湿理论
界面润湿理论是基于液态树脂对纤维表面的浸润亲
对于每一种复合材料都要求有合适的界面结合强度。
界面结合较差的复合材料：
大多呈剪切破坏，且在材料的断面可观察到脱粘、 纤维拔出、纤维应力松弛等现象。
界面结合过强的复合材料：
则呈脆性断裂，也降低了复合材料的整体性能。
界面结合最佳态是：
当受力发生开裂时，裂纹能转化为区域化而
不进一步界面脱粘；即这时的复合材料具有最大
先进复合材料：树脂基复合材料、C/C复合材料
陶瓷和金属基复合材料和纳米复合材料。
目前：四类共存、树脂基复合材料5代共用。 第一代：“玻璃钢”，玻璃纤维增强； 第二代：碳纤维增强； 第三代：有机纤维增强；（芳纶） 第四代：聚乙烯纤维增强（美国、荷兰、日本） 第五代：PBO（聚苯并双恶唑）纤维