济南大学复合材料原理第9章PPT课件
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复合材料ppt
疲劳性能与寿命预测
疲劳性能
复合材料的疲劳性能是指它们在周期性载荷下的抗断裂能力 。通过优化材料组合和结构设计，可以显著提高复合材料的 疲劳性能。例如，使用高强度纤维和优化基体树脂可以显著 提高复合材料的疲劳性能。
寿命预测
通过实验测试和分析，可以预测复合材料的使用寿命。这些 测试包括疲劳测试、环境因素测试和物理测试等。通过这些 测试和分析，可以评估复合材料在不同条件下的使用寿命， 并提供设计建议以延长其使用寿命。
复合材料ppt
2023-10-30
目录
• 复合材料概述 • 复合材料的力学性能 • 复合材料的热学性能 • 复合材料的应用领域 • 复合材料的未来发展趋势 • 复合材料的相关研究与文献综述
01
复合材料概述
定义与分类
复合材料定义
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组合成的新型材料 。
复合材料分类
根据组合成分的性质和比例，复合材料可分为金属基复合材料、非金属基复 合材料和纳米复合材料等。
复合材料的性能特点
性能可设计性
可以根据使用要求设计复合材料的性能，如强度、刚度、耐腐 蚀性等。
性能优势
可以发挥不同材料的优点，实现单一材料无法达到的性能。
性能可调整性
可以通过调整各组分材料的比例和制备工艺来调整复合材料的 性能。
连接器
复合材料也被用于制造连接器，如USB连接器等。
电池外壳
复合材料还可以用于制造电池的外壳，如锂离子电池的外壳等。
05
复合材料的未来发展趋势
高性能复合材料的研发
01
研发具有更高强度、韧性和耐 高温性能的高性能复合材料， 以满足现代工程和工业制造的 需求。
02
复合材料pdfPPT课件
复合材料的热膨胀系数通常低于单一材料，使其在温度变化时能保 持较好的尺寸稳定性。
良好的热导性
某些复合材料具有良好的热导性，适用于需要散热或传热的场合。
耐高温性能
通过选择合适的基体和增强材料，复合材料可以在高温环境下保持 较好的力学性能。
电学性能
绝缘性能
大多数复合材料具有良好的绝缘性能，适用于电气 和电子设备中。
后处理与加工
固化处理
对成型的复合材料进行加热或自然固化，使其达到所需的物理和化 学性能。
机械加工
对固化后的复合材料进行切割、钻孔、打磨等机械加工，以满足产 品形状和尺寸的要求。
表面处理
对复合材料表面进行喷漆、电镀、阳极氧化等处理，以提高其耐腐蚀 性、装饰性等性能。
04
复合材料的性能特点
力学性能
成型工艺
手糊成型
在模具上涂刷脱模剂，然后铺贴一层纤 维布或毡，再涂刷一层树脂，如此反复
直至达到所需厚度。
模压成型
将预浸料或纤维与树脂混合物放入模 具中，在加热和加压的条件下固化成
型。
喷射成型
将树脂和固化剂分别通过喷嘴喷到模 具上，同时用喷枪将纤维切断并喷到 树脂中，形成复合材料层。
注射成型
将树脂和固化剂混合后注入到装有纤 维的模具中，然后在一定温度和压力 下固化成型。
复合材料的组成与结构
基体材料
聚合物基体
如环氧树脂、聚酰亚胺等，具有良好的可加工性和韧 性。
金属基体
如铝、镁、钛等合金，具有高比强度和优异的导电导 热性能。
陶瓷基体
如氧化铝、氮化硅等，具有高温稳定性和耐磨损性。
增强材料
纤维增强材料
如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，具有高比 强度和模量。
良好的热导性
某些复合材料具有良好的热导性，适用于需要散热或传热的场合。
耐高温性能
通过选择合适的基体和增强材料，复合材料可以在高温环境下保持 较好的力学性能。
电学性能
绝缘性能
大多数复合材料具有良好的绝缘性能，适用于电气 和电子设备中。
后处理与加工
固化处理
对成型的复合材料进行加热或自然固化，使其达到所需的物理和化 学性能。
机械加工
对固化后的复合材料进行切割、钻孔、打磨等机械加工，以满足产 品形状和尺寸的要求。
表面处理
对复合材料表面进行喷漆、电镀、阳极氧化等处理，以提高其耐腐蚀 性、装饰性等性能。
04
复合材料的性能特点
力学性能
成型工艺
手糊成型
在模具上涂刷脱模剂，然后铺贴一层纤 维布或毡，再涂刷一层树脂，如此反复
直至达到所需厚度。
模压成型
将预浸料或纤维与树脂混合物放入模 具中，在加热和加压的条件下固化成
型。
喷射成型
将树脂和固化剂分别通过喷嘴喷到模 具上，同时用喷枪将纤维切断并喷到 树脂中，形成复合材料层。
注射成型
将树脂和固化剂混合后注入到装有纤 维的模具中，然后在一定温度和压力 下固化成型。
复合材料的组成与结构
基体材料
聚合物基体
如环氧树脂、聚酰亚胺等，具有良好的可加工性和韧 性。
金属基体
如铝、镁、钛等合金，具有高比强度和优异的导电导 热性能。
陶瓷基体
如氧化铝、氮化硅等，具有高温稳定性和耐磨损性。
增强材料
纤维增强材料
如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，具有高比 强度和模量。
《复合材料》PPT课件(2024)
优异的抗疲劳性能
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。
2024/1/26
03
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。
16
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。
2024/1/26
25
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。
2024/1/26
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。
2024/1/26
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。
20
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
2024/1/26
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
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。
2024/1/26
03
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。
16
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。
2024/1/26
25
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。
2024/1/26
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。
2024/1/26
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。
20
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
2024/1/26
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
2024年复合材料课件
复合材料课件一、引言二、复合材料的基本概念2.复合材料的组成：复合材料通常由基体和增强体两部分组成。
基体是复合材料中占主导地位的连续相，起支撑和连接作用；增强体是分散在基体中的第二相，起增强作用。
3.复合材料的分类：根据基体和增强体的不同，复合材料可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等。
三、复合材料的性能特点1.力学性能：复合材料具有较高的强度、刚度和韧性，可承受较大的载荷。
同时，复合材料具有良好的疲劳性能和抗冲击性能。
2.耐热性能：复合材料的热稳定性较好，可在较高温度下使用。
复合材料的热膨胀系数较低，具有较好的尺寸稳定性。
3.耐腐蚀性能：复合材料具有良好的耐腐蚀性能，可抵抗酸、碱、盐等介质的侵蚀。
4.导电性能：复合材料具有良好的导电性能，可应用于导电结构件、抗静电材料等领域。
5.磁性能：复合材料具有良好的磁性能，可应用于电机、变压器等设备中的磁性结构件。
6.耐磨性能：复合材料具有良好的耐磨性能，可应用于摩擦磨损部件。
四、复合材料的应用领域1.航空航天领域：复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，广泛应用于飞机、卫星、火箭等航空航天器。
2.汽车领域：复合材料可应用于汽车零部件、车身、内饰等，减轻汽车重量，提高燃油经济性。
3.建筑领域：复合材料具有良好的耐腐蚀性能和装饰效果，可应用于建筑物的外墙、屋顶、门窗等。
4.能源领域：复合材料可应用于风力发电叶片、太阳能电池板等可再生能源设备。
5.生物医学领域：复合材料具有良好的生物相容性和力学性能，可应用于人工关节、牙科修复等。
6.电子领域：复合材料具有良好的导电性能和热稳定性，可应用于电子元器件的封装、散热等领域。
五、结论复合材料作为一种具有特殊性能的新型材料，已经在众多领域取得了显著的应用成果。
随着材料科学的不断发展，复合材料的性能和应用领域将进一步拓展。
本课件旨在帮助读者了解复合材料的基本概念、分类、性能特点及应用领域，为复合材料的研究和应用提供一定的理论基础。
复合材料课件9
CNT y While the tensile strength of graphite was not accurately known, it had been estimated to be as high as 130 GPa from the properties of C–C bonds. y Bacon had fabricated graphite whiskers in 1960 with a yield strength of 20 Gpa. y it was expected that carbon nanotubes would be in a class of their own in terms of high strength and stiffness.
Chapter 9 Polymer carbon nanotube nanocomposite
Faai Zhang
outline
9.1. Introduction 9.2. Mechanical Properties of Nanotubes 9.3. System Requirements for Mechanical Reinforcement 9.4. Polymer Composite Processing 9.5. Mechanical Properties of Polymer– Nanotube Composites 9.6. Conclusions and Future Outlook
9.2. Mechanical Properties of Nanotubes
y From virtually the moment nanotubes were discovered, it wasБайду номын сангаасexpected that they would display superlative mechanical properties by analogy with graphite. y It had long been known that graphite had an in plane modulus of 1.06 TPa, and nanotubes were expected to display similar stiffness.
复合材料PPT教学课件
原有材料的特点，又使各组分间 协同作用，形成了优于原材料的 特性。
4 复合材料的分类：
（1）按基体分类
树脂基复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
（2）按增强体 的形状分类
颗粒增强复合材料 夹层增强复合材料 纤维增强复合材料
二 形形色色的复合材料
1 生产､生活中常用的复合材料
常见的复合材料有玻璃钢和 碳纤维增强复合材料。
玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树 脂做基体的复合材料。
优点：玻璃钢的强度可达到甚至超过合金的强度，
而密度只有钢铁的1/5左右；同时，这种材料保持着 较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能， 而且又不像普通玻璃那样硬脆。
玻璃钢制品
交流·研讨
你经常打羽毛球吗？现在羽毛球使用的大 多是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金 球拍，人们还曾使用过木制球拍。
3．胰岛素改造
天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体， 延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血 糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基 酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基， 则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效 胰岛素已通过临床实验。
4．治癌酶的改造
请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材 料有哪 些优越性？它为什么会具有这些 优越性？
• 碳纤维增强体 • 碳纤维复合材料
• 合成树脂做基体 优点：具有韧性好，强度高而质轻的特点。
• 碳纤维增强复合材料也广泛应用于纺织机 械和化工机械的制造，以及医学上人体组 织中韧带的制作等。
2 航空、航天领域中的复合材料
本节教材小结 复 合 材 料
认识复合材料
基体 增强体
形形色色的复合材料
4 复合材料的分类：
（1）按基体分类
树脂基复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
（2）按增强体 的形状分类
颗粒增强复合材料 夹层增强复合材料 纤维增强复合材料
二 形形色色的复合材料
1 生产､生活中常用的复合材料
常见的复合材料有玻璃钢和 碳纤维增强复合材料。
玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树 脂做基体的复合材料。
优点：玻璃钢的强度可达到甚至超过合金的强度，
而密度只有钢铁的1/5左右；同时，这种材料保持着 较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能， 而且又不像普通玻璃那样硬脆。
玻璃钢制品
交流·研讨
你经常打羽毛球吗？现在羽毛球使用的大 多是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金 球拍，人们还曾使用过木制球拍。
3．胰岛素改造
天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体， 延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血 糖作用，也增加了抗原性，这是胰岛素B23-B28氨基 酸残基结构所致。利用蛋白质工程技术改变这些残基， 则可降低其聚合作用，使胰岛素快速起作用。该速效 胰岛素已通过临床实验。
4．治癌酶的改造
请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材 料有哪 些优越性？它为什么会具有这些 优越性？
• 碳纤维增强体 • 碳纤维复合材料
• 合成树脂做基体 优点：具有韧性好，强度高而质轻的特点。
• 碳纤维增强复合材料也广泛应用于纺织机 械和化工机械的制造，以及医学上人体组 织中韧带的制作等。
2 航空、航天领域中的复合材料
本节教材小结 复 合 材 料
认识复合材料
基体 增强体
形形色色的复合材料
第9讲 金属材料 复合材料--鲁科版高考化学大一轮复习课件(共45张PPT)
提示:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
2.波尔多液是一种杀菌剂,它是由CuSO4、生石灰和水按一定比例配制而成的 天蓝色胶状悬浊液,其杀菌的可能原因是什么?
提示:CuSO4是重金属盐,能使蛋白质变性。
考点演练
考向一 铜及其化合物的性质
1.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( D )
式为
_____
①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等; ②金属焊接,如野外焊接钢轨等
【多维思考】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应。( ) (2)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极上依次析出Cu、Fe、Al。 () (3)电解氯化镁溶液制取金属镁。( ) (4)用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛。( ) (5)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁。( ) (6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。( )
考向二 合金成分的分析
3.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如
下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为(
D)
样品
气体 溶液
难溶物
浓NaO②H溶液
气体 溶液 难溶物
A.Al、Mg、Si、Zn
B.Al、Fe、Zn、Na
C.Al、Na、Cu、Fe
D.Al、Cu、Mg、Si、Mn
考向三 复合材料 5.下列关于复合材料的说法正确的是( D ) A.将不同性质的材料经简单混合便制成复合材料 B.合金就是复合材料 C.复合材料中的各部分作用相同 D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
2.波尔多液是一种杀菌剂,它是由CuSO4、生石灰和水按一定比例配制而成的 天蓝色胶状悬浊液,其杀菌的可能原因是什么?
提示:CuSO4是重金属盐,能使蛋白质变性。
考点演练
考向一 铜及其化合物的性质
1.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( D )
式为
_____
①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等; ②金属焊接,如野外焊接钢轨等
【多维思考】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应。( ) (2)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极上依次析出Cu、Fe、Al。 () (3)电解氯化镁溶液制取金属镁。( ) (4)用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛。( ) (5)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁。( ) (6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。( )
考向二 合金成分的分析
3.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如
下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为(
D)
样品
气体 溶液
难溶物
浓NaO②H溶液
气体 溶液 难溶物
A.Al、Mg、Si、Zn
B.Al、Fe、Zn、Na
C.Al、Na、Cu、Fe
D.Al、Cu、Mg、Si、Mn
考向三 复合材料 5.下列关于复合材料的说法正确的是( D ) A.将不同性质的材料经简单混合便制成复合材料 B.合金就是复合材料 C.复合材料中的各部分作用相同 D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
《复合材料原理》PPT课件
的树脂(如乙烯基酯树脂)为基体； 对于碱性介质：宜采用无碱玻璃纤维为增强体和耐碱性
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
.
15
复合材料特性：
.
16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
.
17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
.
20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
.
1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
.
4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
.
7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
良好的树脂(如胺固化环氧树脂)。
.
15
复合材料特性：
.
16
抗拉强度与密度 之比 比强度高的材料 能承受高的应力
弹性模量与密度之 比 比模量高说明材料 轻而且刚性大
.
17
疲劳破坏的种类不同： 金属： 突发性破坏 疲劳强度极 限是其拉伸强度的30%~50% 聚合物基复合材料： 有预兆破坏 极限为拉伸强度的70%~80%
.
20
(1) 密度低 ； (2) 耐腐蚀； (3) 易氧化、老化； (4) 聚合物的耐热性通常较差； (5) 易燃； (6) 低的摩擦系数； (7) 低的导热性和高的热膨胀性； (8) 极佳的电绝缘性和静电积累； (9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。 (10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
复合材料原理
.
1
主要内容
1、绪论 2、复合材料的复合效应 3、复合材料的界面状态解析 4、复合体系的界面结合特性 5、复合体系的典型界面反应 6、复合材料的界面处理技术
.
2
7、复合材料物理和化学性能的复合规律 8 、结构复合材复合材料的起源：
.
4
二、复合材料的定义
和聚芳酰胺纤维等高模量纤维为增强剂；
☼ 4、金属、陶瓷基复合材料：上世纪70年代则又出现以
金属、陶瓷等为基体材料的复合材料。
.
7
四、复合材料的分类：
1、无机非金属基复合材料 2、聚合物基复合材料 3、金属基复合材料
基体材料不同
.
8
4.1 复合材料中的材料设计和结构设计
工程应用的角度
结构复合材料
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- 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)。
206
225
104
211
142
253
407
201
274
7
构成 性能
玻璃纤维毡 玻璃布 无捻粗纱布 玻 玻 玻 玻 玻 玻
四层
八层
三层
璃 璃 璃 璃 璃璃 布 毡 布 布 毡布
二 四 二 二 四二
层 层 层 层 层层
板厚(mm)
6
3
2.5
7.5
4.0
角度 0º45º90º0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º
成型方法 性能
增强材料
手糊成型 玻璃毡 (600g/m2) 无捻粗纱布 (900g/m2) 玻璃布 (340g/m2)
真空袋成型 玻璃毡
(600g/m2) 玻璃布
(340g/m2)
加压袋成型 玻璃毡
(600g/m2)
热压釜成型 玻璃毡
(600g/m2)
模压成型 玻璃毡 (600g/m2)
成型压力(MPa) 0~0.07 纤维含量(%) 23 51 46
12
2. 静态特性 基本静态特性包括拉伸、压缩和弯曲强度及弹性模量。 (1) 拉伸特性
对于单向增强FRP，沿纤维方向的拉伸强度及弹性模量均 随纤维体积含量Vf的增大而正比例增加。对于采用短切纤维毡 和玻璃布增强的FRP层合板来说，其拉伸强度及弹性模量虽不 与Vf成正比增加，但仍随Vf增加而增加 。
5.7
7.2
6.7
12.3
7.6
8.3
15.1
7.3
7.1 12.3
8
构成 性能
玻璃纤维毡 玻璃布 无捻粗纱布 玻 玻 玻 玻 玻 玻
四层
八层
三层
璃 璃 璃 璃 璃璃 布 毡 布 布 毡布
二 四 二 二 四二
层 层 层 层 层层
板厚(mm)
6
3
2.5
7.5
4.0
角度 0º45º90º0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º
4
9.1 玻璃纤维增强聚合物复合材料
增强体 玻璃纤维
基体
聚合物
不饱和聚酯树脂 环氧树脂 酚醛树脂
近代复合材料中的第一代产品，集中了玻 璃纤维和聚合物的优点，比强度高、绝热、耐 烧蚀、电绝缘、抗磁和成型制造方便等优点。
5
影响复合材料性能的因素：原材料、结构设计方法 及成型工艺。
(1) 基体材料的含量及化学性质; (2) 增强材料的含量及其排布方式与方向次之; (3) 增强纤维与基体树脂的界面粘结状况。
2
分类：
树脂基复合材料
基体材料
无机非金属基复合材料
金属基复合材料陶瓷基复合材料、石膏基 复合材料、水泥基复合材 料、氯氧镁基复合材料、 碳基复合材料
3
增强纤维的类型
碳纤维复合材料
玻璃纤维复合材料 有机纤维复合材料
硼纤维复合材料 混杂纤维复合材料
增强物的外形
连续纤维增强复合材料
纤维织物或片状纤维 短纤维 粒状填料
27.7 247 13.8 148 10.8
10.5~28.0 41 1.53 136 8.5 204 9.0 159 8.5
17.5~70.0 48 1.61 150 8.6 218 9.7 162 8.7
35.0~120.0 50 1.63 156 9.0 227 10.0 163 9.010
1、机械性能的特点 （1）比强度高
双向FRP其纤维方向的主弹性模量大约是单向FRP的 0.50~0.55倍；随机纤维增强FRP近似于各向同性，其弹性模量 大约是单向FRP的0.35~0.40倍。
0.84 38 50
密度(g/cm3) 1.52 1.64 1.63 1.50 1.67
拉伸强度(MPa) 81 231 168 130 169
拉伸模量(GPa) 6.4 14.4 13.6 6.7 弯曲强度(MPa) 143 190 217 190 弯曲模量(GPa) 5.7 12.7 13.8 8.7 压缩强度(MPa) 118 119 132 157 压缩模量(GPa) 6.5 17.1 17.2 8.1
弯曲模量 7.7
13.7 14.7
11.8
13.7
(GPa)
7.7
8.5
7.7
13.4
9.6 15.7
8.6 11.3
8.7 13.1
压缩强度
192 193
156
166
145
117
185 203
212 129
(MPa)
204
182
188
193
230
压缩模量 5.7
11.2
15.7
7.4
12.7
(GPa)
拉伸强度 86
171
207
109
208
(MPa)
84
109
91
175
77 244
85 104
93 204
拉伸模量 8.5 9.1
16.1 19.8
10.9
11.0
10.2 8.7
16.9 10.7
(GPa)
9.3
16.9
19.9
10.0
16.7
弯曲强度 137
262
403
199
295
(MPa)
139
6
玻璃纤维的构成与FRቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的机械性能
构成 性能
玻璃纤维毡 玻璃布 无捻粗纱布 玻 玻 玻 玻 玻 玻
四层
八层
三层 璃 璃 璃 璃 璃 璃
布 毡 布 布 毡布
二 四 二 二 四二
层 层 层 层 层层
板厚(mm)
6
3
2.5
7.5
4.0
角度 0º45º90º0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º 0º45º90º
剪切强度 97
107
124
99
119
(MPa)
96
113
95
108
136
98
128
99
129 118
拉伸泊松 比
0.319
0.162
0.327 0.396
0.313 0.174
0.189
0.266
0.180
0.496
0.408
0.432
0.177
0.268 0.193
9
增强材料及成型方法和强度的关系
结构复合材料
工程应用的角度
结构复合材料
以其力学性能如强 度、刚度、形变等 特性为工程所应用
功能复合材料
以其声、光、电、热、磁等物理 特性为工程所应用，诸如压电材 料、阻尼材料、自控发热材料、 吸波屏蔽材料、磁性材料、生物 相容性材料、磁性分离材料。
1
作用：主要用作承力和次承力结构。 要求：质量轻、强度和刚度高，且能耐一定的温度。 组成：由增强体和基体复合而成，前者是复合材料中承受 载荷的主要组元，后者则使增强体彼此粘接形成整体，并 起传递应力和增韧的作用。
FRP密度为1.4～2.2g/cm3，约为钢1/4~1/5，而强度与一 般的碳素钢相近。因此FRP的比强度很高。 （2）各向异性
明显的方向依赖性，应尽量在最大外力方向上排布增强 纤维，以求充分发挥材料的潜力，降低材料消耗。
11
（3）弹性模量和层间剪切强度低 弹性模量低，刚度不足。准各向同性板，其弹性模量与 木材接近。 （4）性能分散性大 FRP的性能受一系列因素的影响，性能不稳定。