研究复合材料、纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料
各个时代的材料
各个时代的材料石器时代石器时代指人们以石头作为工具使用的时代、这时因为科技不发达、人们只可以石头制造简单的工具。
而随着时代的推进，人们对石器的研制也在不断改进。
而在时代划分上，石器时代大致可分为三个时代：旧石器时代、中石器时代、新石器时代。
石器由各种不同的石头做成。
例如，燧石和角岩被削尖（或切成薄片）用来作为切东西的工具或武器，而玄武岩和沙岩则被用来制成石制磨具，比如手摇磨。
木材、骨、贝壳、鹿角和其他的材料也被广泛地使用。
在石器时代的后期，粘土等材质也被利用来制成陶器。
陶器时代陶类文物是以粘土、高岭土为原料，经过选料、淘洗、沉淀、捣揉后制胎、成型、干燥焙烧等工艺制成器物或艺术品。
粘土、高岭土、主要是天然硅酸盐原料。
陶器依质地可分为细泥陶和夹砂陶，以及彩陶、釉陶、唐（宋辽）三彩等。
陶器文化主要有仰韶文化半坡类型彩陶、马家窑文化类型彩陶、唐代陶器等。
唐三彩——唐三彩是一种盛行于唐代的陶器，以黄、褐、绿为基本釉色，后来人们习惯地把这类陶器称为"唐三彩"。
唐三彩是一种低温釉陶器，在色釉中加入不同的金属氧化物，经过焙烧，便形成浅黄、赭黄、浅绿、深绿、天蓝、褐红、茄紫等多种色彩，但多以黄、褐、绿三色为主。
青铜时代青铜器是由青铜（红铜和锡的合金）制成的各种器具，诞生于人类文明的青铜时代。
由于青铜器在世界各地均有出现，所以也是一种世界性文明的象征。
青铜文化在世界各地区都有发展，这是因为青铜作为工具和器皿的原料有其优越性：首先，自然界存在着天然的纯铜块（即红铜），因此铜也是人类最早认识的金属之一。
但红铜的硬度低，不适于制作生产工具，所以，在生产中发挥的作用不大。
后来，人们又发现了锡矿石，并学会了提炼锡，在此基础上人们认识到添加了锡的铜即青铜，比纯铜的硬度大。
经过测定红铜的硬度为布林氏硬计的35度，加锡5%，其硬度就提高为68度；加锡10%，即提高为88度。
而且经锤炼后，硬度可进一步提高。
铁器时代铁器时代是指人们开始使用铁来制造工具和武器的时代。
材料化学期末复习参考题
试卷总结材料化学一、选择〔每题2 分〕1.晶体的特性是〔 B 〕〔A〕有确定的熔点，无各向异性；〔B〕有确定的熔点，有各向异性；〔C〕无确定的熔点，有各向异性；〔D〕无确定的熔点，无各向异性；2.在一般状况下，假设金属的晶粒细，则〔 A 〕。
〔A〕金属的强度高，塑性好，韧性好。
〔B〕金属的强度高，塑性好，韧性差。
〔C〕金属的强度高，塑性差，韧性好。
〔D〕金属的强度低，塑性好，韧性好。
3.高温下从熔融的盐溶剂中生长晶体的方法称为〔 C 〕。
A、溶液法B、水热法C、溶剂法D、熔体法4.依据晶体对称度的不同，可把晶体分成〔 D 〕大晶系。
A、32B、14C、11D、75.晶胞肯定是一个：〔C〕。
A、八面体B、六方柱体C、平行六面体D、正方体6.某晶体外型为正三棱柱，问该晶体属于( D )晶系A.立方B. 三方C. 四方D.六方7、从我国河南商遗址出土的司母戊鼎重8750N，是世界上最古老的大型〔 C 〕。
〔A〕石器〔B〕瓷器〔C〕青铜器〔D〕铁器8、晶体中的位错是一种〔B 〕。
〔A〕点缺陷〔B〕线缺陷〔C〕面缺陷〔D〕间隙原子9. 工程材料一般可分为〔D〕等四大类。
〔A〕金属、陶瓷、塑料、复合材料〔B〕金属、陶瓷、塑料、非金属材料（C）钢、陶瓷、塑料、复合材料〔D〕金属、陶瓷、高分子材料、复合材料10.用特别方法把固体物质加工到纳米级〔1－100nm〕的超细粉末粒子，然后制得纳米材料。
以下分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有一样数量级的是〔 C 〕A.溶液B.悬浊液C.胶体D.乳浊液11.美国《科学》杂志评出了 2023 年十大科技成就，名列榜首的是纳米电子学，其中美国的IBM 公司科学家制造了第一批纳米碳管晶体管，制造了利用电子的波性来传递信息的“导线”，纳米材料是指微粒直径在1 nm～100 nm 的材料。
以下表达正确的选项是〔 B 〕A.纳米碳管是一种型的高分子化合物B．纳米碳管的化学性质稳定C．纳米碳管导电属于化学变化D．纳米碳管的构造和性质与金刚石一样12.晶行沉淀陈化的目的是〔 C 〕A 沉淀完全B 去除混晶C 小颗粒长大，是沉淀更纯洁D 形成更细小的晶体13.晶族、晶系、点群、布拉菲格子、空间群的数目分别是〔 A 〕A 3,7,32,14,230B 3,720,15,200C 3,5,32,14,230D 3,7,32,14,20014.晶体与非晶体的根本区分是：( A )A.晶体具有长程有序，而非晶体长程无序、短程有序。
复合材料
复合材料（高性能组合材料）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（微观）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。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
复合材料是一种混合物。
在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。
复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
按其结构特点又分为：①纤维增强复合材料。
将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。
如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
②夹层复合材料。
由性质不同的表面材料和芯材组合而成。
通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。
分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
③细粒复合材料。
将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。
④混杂复合材料。
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。
分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。
复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
结构复合材料是作为承力结构使用的材料，基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。
增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等，基体则有高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。
由不同的增强体和不同基体即可组成名目繁多的结构复合材料，并以所用的基体来命名，如高聚物(树脂)基复合材料等。
结构复合材料的特点是可根据材料在使用中受力的要求进行组元选材设计，更重要是还可进行复合结构设计，即增强体排布设计，能合理地满足需要并节约用材。
纤维混杂增强复合材料的制备及其抗冲击性能研究
纤维混杂增强复合材料的制备及其抗冲击性能研究孔春凤;田伟;刘双双;翁浦莹;陷鹏;祝成炎【摘要】采用玄武岩纤维、玻璃纤维和丙纶长丝为原料,讨论了玄武岩/丙纶包缠复合线和玻璃纤维/丙纶包缠复合纱线的制备,以及由复合线制成的不同纤维混杂比例和不同组织结构的预制件经热压成型的纤维混杂复合材料的制备,并测试了纤维混杂复合材料的抗冲击性能.试验结果表明:随着丙纶体积分数的增加,复合材料的抗冲击性能呈现出先增强后减弱的趋势,其中当丙纶体积分数为59％时,复合材料的抗冲击性能最好;平纹、3D正交结构、3D准正交以及3D角联锁结构的复合材料中,平纹预制件的复合材料的抗冲击性能相对较好.合适的纤维混杂比例和组织结构能很大程度地提高复合材料的抗冲击性.【期刊名称】《现代纺织技术》【年(卷),期】2015(023)004【总页数】5页(P20-23,28)【关键词】丙纶长丝;复合线;模压成型;复合材料;抗冲击性能【作者】孔春凤;田伟;刘双双;翁浦莹;陷鹏;祝成炎【作者单位】浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018;浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学现代纺织加工技术国家工程技术研究中心,杭州310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TS101.923;V258.5纤维混杂复合材料是由两种或两种以上纤维作为增强体的复合材料，从20世纪70年代以来就得到了广泛的研究与应用[1]。
纤维混杂复合材料不仅保留了单一纤维复合材料的优点，进行合理混杂后，纤维之间相互取长补短，匹配协调，更具有了一般纺织复合材料不具备的优异特性[2]。
总结十种新材料的简介、分类、研究热点与应用
十种新型材料的简介与应用1电子信息材料A 定义：指与电子工业有关的，在电子学与微电子学中使用的材料，是制作电子元器件和集成电路的物质基础。
B 分类：电子功能材料，结构材料及工艺与辅助材料.1按用途分：结构电子材料和功能电子材料A 结构电子材料是指能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分化学性质稳定的一类材料。
B功能电子材料是指出强度性能外还有特殊性能，或实现光电磁热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料2按组成（化学作用分）：无机电子材料和有机电子材料A无机电子材料可以分为金属材料和非金属材料B有机电子材料主要是指高分子材料、3按材料的物理性质：导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘体材料、压电铁电材料，磁性材料，光电材料和磁感材料。
4按应用领域分：微电子材料、电器材料、电容器材料、磁性材料、光电子材料、压电材料、电声材料等。
C 代表例子：包括单晶硅为代表的半导体微电子材料；激光晶体为代表的光电子材料；介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料；钕铁硼（NdFeB）永磁材料为代表的磁性材料；光纤通信材料；磁存储和光盘存储为主的数据存储材料；压电晶体与薄膜材料；贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等.D 研究热点技术前沿: 当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。
虽然光电子技术发展非常快，但是以集成电路为主的电子和微电子技术仍然在目前信息技术中占相当大的比重，以硅材料为主体、化合物半导体材料及新一代高温半导体材料共同发展的局面在21 世纪仍将成为集成电路产业发展的主流。
单晶硅材料工业是现代信息产业的基础，在可以预见的将来仍将主宰微电子产业。
硅晶片属于资金密集型和技术密集型行业，在国际市场上产业相对成熟，生产和技术被日美少数几家大公司所垄断。
我国初步具备了生产大直径单晶的产业化能力，但在产品质量和加工深度等方面与国际水平有较大差距。
复合材料复习重点
1、复合材料：由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同复合方法所得到的宏观多相材料。
分类：（基体材料不同）无机非金属基复合材料、聚合物基复合材料、金属基复合材料；（工程应用的角度）结构复合材料、功能复合材料。
2、复合材料：是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。
分类：（按其组成分）金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料；（按其结构特点）纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
3、纺织复合材料：如果复合材料的组分中含有纤维、纱线或织物，则称之为纺织复合材料。
4、碳纤维：是由90%以上的碳元素组成的纤维。
性能特点：碳原子结构最规整排列的物质是金刚石，碳纤维结构近乎石墨结构，比金刚石结构规整性稍差，具有很高的抗拉强度，它的强度约为钢的四倍，密度为钢的四分之一。
同时具有耐高温、尺寸稳定、导电性好等其他优良性能。
5、陶瓷纤维：新型功能性陶瓷纤维，是通过添加和配合不同种类的陶瓷微粉，采用不同方法制作而成。
（1）防紫外线纤维纤维织物防紫外线整理方法主要有两种：①使用紫外线吸收剂对织物或纤维进行处理。
它主要通过吸收紫外线并进行能量转换，将紫外线变成低能量的热能或波长较短的电磁波，从而达到防紫外辐射的目的。
②利用陶瓷微粉与纤维或织物结合。
增加表面对紫外线的反射和散射作用，以防紫外线透过织物而损害人体皮肤，其中没有光能的转化作用。
这些无机组分与紫外线吸收剂相比，每单位重量的紫外线吸收效果虽稍小，但光热稳定性、耐久性等优良。
此外，紫外线吸收剂与陶瓷微粉在纤维或织物上同时应用，则相互还有增效，防护效果更为优越。
（2）保温纤维①蓄热保温纤维：是一种可吸收太阳辐射中的可见光与近红外线，且可反射人体热辐射，具有保温功能的阳光蓄热保温材料。
用该纤维制成的服装，平时穿着时装内温度比传统服装高出２～８℃，即使在湿态下也有良好的吸光蓄热性能。
混杂复合材料课件
结构设计原则
功能性原则
根据材料的使用环境、使用要 求和功能目标，确定材料的结
构形式和尺寸。
稳定性原则
确保材料在各种环境条件下具 有稳定的性能表现，包括力学 性能、热性能、电磁性能等。
轻量化原则
在满足使用要求的前提下，尽 量减轻材料的重量，提高其比 强度和比刚度。
经济性原则
考虑材料的制造成本和使用成 本，寻求最优化的设计方案。
06
混杂复合材料的发展趋 势与挑战
发展趋势
高性能化
提高材料的力学性能、耐热性、耐腐 蚀性等，以满足高端领域的需求。
轻量化
发展轻质、高强度的材料，以适应节 能减排和新能源汽车等领域的需要。
智能化
引入智能材料和智能结构设计，实现 材料性能的自适应和调控。
环保化
发展绿色环保的材料，减少对环境的 污染和资源的浪费。
耐热性
03
表示材料在高温下保持其物理、化学性能的能力，通常采用热
重分析法测定。
电学性能表征
电导率
表示材料传导电流的能力，通常采用电桥法测定。
介电常数
反映了材料在电场作用下的极化程度，通常采用电容器法测定。
介质损耗角正切值
表示材料在交变电场作用下的能量损耗，通常采用电桥法测定。
04
混杂复合材料的结构设 计
真空袋法优缺点
真空袋法可以获得高强度、高密度的复合材料，但需要使 用大量树脂，成本较高，且工艺周期较长。同时，该方法 还需要使用真空泵和密封胶等设备材料。
注射法制备颗粒增强金属基复合材料
01
颗粒增强金属基复合材料的特性
颗粒增强金属基复合材料是一种金属基复合材料，具有高强度、高刚度
、耐磨、耐高温等优点，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
复合材料的分类
复合材料的分类
复合材料按结构特点分为：
1、细粒复合材料。
将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。
2、夹层复合材料。
由性质不同的表面材料和芯材组合而成。
通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。
分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
3、纤维复合材料。
将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。
如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
4、混杂复合材料。
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
复习思考题 (飞行器制造工艺与装备)答案
1.简述飞行器产品的特点。
答：1、零件数量大、品种多2、外形复杂，精度要求高3、零件尺寸大，刚度小4、材料品种多、新材料应用比例大5、结构不断改进，产品变化范围大2.板料的下料方法有哪些？各有何优缺点？答：剪裁：速度快,可剪大尺寸板料,不用冷切液,属于无屑加工，但只能剪裁板料，一次只能剪裁一块;铣切：适用于数量较大，外形为曲线的展开料；冲裁：剪切面上有毛刺，带有明显锥度，表面粗糙度高，工件尺寸精度较差；锯切：精度不高，锯切后边缘都需要手工或机械加工进行打磨；熔切：容易切割出曲线形状及内凹轮廓，切割断面质量、精度随切割方法不同差距很大。
3.考虑图示冲压件的冲压工艺，画出模具草图P194.我们常说的复合材料是指哪些材料？答：纤维、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
5.环氧树脂有何特点和用途？答：特点：形式多样、固化方便、粘附力强、收缩性低、良好的力学性能、高电性能、化学和尺寸稳定性高、耐霉菌。
用途：涂料、复合材料、粘接剂、6.玻璃纤维在玻璃中主要起什么作用？答：绝缘7.什么是钣金零件的冲压工艺？根据通用的分类方法，它是如何分类的？答：利用冲压设备和模具实现对金属材料的加工。
分类：材料的分离和成形8.冲裁时，按照模具完成工序的程度不同，可分为几种形式？各种类型的优点和缺点？答：单工序模：每一行程只能完成一个冲裁工序，使用可靠精度高，寿命长，安装方便，在大量成批生产中广泛应用；连续模：每一行程可以完成一个完整的多工序零件，生产率高，工件精度高，减少了模具和设备的数量适用于大批生产的小型冲压件；复合模：生产率高，结构复杂，成本高，适用于成产批量大。
精度要求高的零件。
9.钣金零件弯曲时，出现的主要问题是什么为什么采取什么措施解决？答：回弹。
弯曲过程是弹性和塑性变形兼有的变形过程，由于外层纤维受拉，内层纤维受压，卸载后产生角度和曲率的回弹。
解决措施：补偿法、加压法、加热校形法及拉弯法。
10.什么是胀形？胀形时，材料出现的容易问题是什么？拉伸时容易出现什么问题？如何解决？答：在外力作用下使板料的局部材料厚度减薄而表面积增大，或将直径较小的筒形或锥型毛坯，利用由内向外膨胀的方法，使之成为直径较大或曲母线的旋转体零件的加工方法称为胀形。
混杂纤维复合材料性能研究
混杂纤维复合材料性能研究乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【摘要】对碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物的性能进行测试,采用热熔法分别制备了一种增韧中温固化环氧碳纤维织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料和芳纶织物预浸料.预浸料以单种预浸料铺层和不同纤维织物预浸料混合铺层方式铺贴组合,通过模压法成型复合材料层合板,进行性能测试并对比.结果表明,增韧中温固化环氧树脂的不同纤维织物预浸料混合铺层成型的层压板力学性能可以根据铺层设计优化,并不损失不同纤维铺层之间的界面性能.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】7页(P25-31)【关键词】增韧中温固化环氧树脂;碳纤维织物;玻璃纤维织物;芳纶织物;混合复合材料;性能【作者】乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【作者单位】中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航复合材料有限责任公司,北京 101300【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.7前言复合材料是由两种或两种以上不同材料通过某种方式结合而成的新材料，其中各组分材料仍保持其原有特性，但是组成新材料的性能优于各单独组分材料。
与一般材料的简单混合有本质区别。
航空用复合材料分为树脂基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)、陶瓷基复合材料(CMC)和碳-碳复合材料(C/C)等。
由于树脂基复合材料具有现代飞机所需的重要特性，如高的比强度、比模量、尺寸稳定性、优异的耐腐蚀性能、耐磨性、介电性能、电绝缘性能和综合力学性能以及性能的可设计和成形工艺多样性等，因而在航空工业上获得了广泛的应用。
树脂基复合材料也称为纤维增强塑料。
按树脂类型的不同，树脂基复合材料分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。
热固性树脂基复合材料是最早应用在航空工业，目前在航空工业应用量最大的复合材料。
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碳纤维树脂复合材料
特性：
密度比铝轻 比强度、比模量比钢大 疲劳强度高,冲击韧性好 耐水和湿气,化学稳定性高 摩擦系数小,导热性好 受X线辐射时强度和模量 不变化
广泛用途
• 广泛用于安全防护、航空航天、航海、电 子、兵器、造船、建材、体育、医疗等诸 多领域。
10/30/2012
Thank You…
材料与 合材料按其组成分为金属与 金属复合材料、非金属与金 属复合材料、非金属与非金 属复合材料。
复合材料
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纤维复合材料 夹层复合材料 细粒复合材料 混杂复合材料
碳纤维树脂复合材料
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料。 碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般 都在 3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性 模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此 CFRP的比强度即材料的强度与其密度之 比可达到 2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3 钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其 比模量也比钢高。