复合材料原理期末重点.
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。
主要特征：多相结构存在着复合效应。
特点：1、不仅保持原组分的部分优点，而且具有原组分不具备的特性2、区别于单一材料的另一显著特性是材料的可设计性3、材料与结构的一致性工程应用的角度分类：结构复合材料和功能复合材料复合材料的组成：A、结构复合材料：增强体：在结构复合材料中主要起承受载荷的作用；基体：起连接增强体、传递载荷、分散载荷的作用。
B、功能复合材料：基体：主要起连接作用；功能体：是赋予复合材料以一定的物理、化学功能。
界面的功能：传递应力、粘结与脱粘。
材料的复合效应线性效应：线性指量与量之间成正比关系。
非线性效应：非线性指量与量之间成曲线关系。
1)平均效应：是复合材料所显示的最典型的一种复合效应。
2)平行效应：增强体(如纤维)与基体界面结合很弱的复合材料所显示的复合效应，可以看作是平行效应。
3)相补效应：组成复合材料的基体与增强体，在性能上能互补，从而提高了综合性能，则显示出相补效应。
4)相抵效应：基体与增强体组成复合材料时，若组分间性能相互制约，限制了整体性能提高，则复合后显示出相抵效应。
1.相乘效应：两种具有转换效应的材料复合在一起，有可能发生相乘效应。
Eg:把具有电磁效应的材料与具有磁光效应的材料复合时，将可能产生复合材料的电光效应。
2.诱导效应：在一定条件下，复合材料中的一组分材料可以通过诱导作用使另一组分材料的结构改变而改变整体性能或产生新的效应。
3.共振效应：两相邻的材料在一定条件下，会产生机械的或电、磁的共振。
4.系统效应：这是一种材料的复杂效应，至目前为止，这一效应的机理尚不很清楚。
1）、两相复合体系有l0种可能的连通性复合材料结构(0-0、0-1、0-2、0-3、1-1、1-2、1-3、2-2、2-3、3-3)；2）、三个相组成的复合体系结构有20种可能存在的连通性；3）、四个相时，它可能存在35种连通性。
(1)0-3型结构这是基体为三维连续相，而增强体或功能体以不连续相的微粒状分布在基体中的结构状态。
(2)1-3型结构这种结构的基体仍为三维连续相，而增强体则为纤维状一维材料。
(3)2-2型结构这是一种由两种组分材料呈层状叠合而成的多层结构复合材料。
(4)2-3型结构在这类复合材料结构中，基体相仍为三维连续相，而增强体或功能体为二维结构的片状材料。
(5)3-3型结构这种结构的基体相为三维连续相，而增强体或功能体为三维网状结构或块状结构镶嵌在基体之中。
碳纤维表面氧的存在形式：低浓度的羟基、羰基、羧基、内酯基能与树脂基体反应的基团：环氧基、氨基碳纤维的表面改性：a、增加比表面积；b、增加其表面的含氧基团润湿理论指出：要使树脂对增强体紧密接触，就必须使树脂对增强体表面很好地浸润。
前提条件：液态树脂的表面张力必须低于增强体的临界表面张力。
结合方式：属于机械结合与润湿吸附（范德华力）。
优点：解释了增强体表面粗化、表面积增加有利于提高与基体树脂界面结合力的事实。
不足：不能解释施用偶联剂后使树脂基复合材料界面粘结强度提高的现象。
证明：偶联剂在玻璃纤维/树脂界面上的偶联效果一定有部分（或者是主要的）不是由界面的物理吸附所提供，而是存在着更为本质的因素在起作用。
化学键理论认为：基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化学反应。
因此树脂基体与增强体之间形成化学键的结合，界面的结合力是主价键力的作用。
偶联剂正是实现这种化学键结合的架桥剂。
成功之处：在偶联剂应用于玻璃纤维复合材料中得到很好应用，也被界面研究的实验所证实。
局限性：碳纤维复合材料，当碳纤维经过某些柔性聚合涂层处理后，力学性能改善。
但聚合物不具备与碳表面起反应的活性基团，也不具备与树脂其反应的基团。
总结：对于复合体系的界面现象和结构的解释，不能单纯以一种化学偶联或单纯以一种物理化学现象来解释。
若润湿理论和化学键理论都存在时，认为化学偶联作用应是主要的，然后提高浸润性，则效果最佳。
非树脂基复合材料的界面结构与结合类型对非树脂基复合材料的界面类型可以分为三种类型：一、材料的界面只有原物质而不含其他任何组合；二、界面为增强体与基体形成的相互交错的溶解扩散界面；三、界面上有界面反应层。
复合材料界面结合的形式：①机械结合：若复合材料中的界面仅仅是增强体和基体间纯粹的机械接触而无化学作用而形成的，则称此类界面为“机械结合式”界面。
特点：a、机械接触b、无化学作用②溶解与浸润结合：由单纯的浸润和溶解作用，使增强体和基体形成交错的溶解扩散界面是一种次价键力的结合。
特点：a、润湿和溶解b、形成交错的溶解扩散界面c、次价键力的结合③反应界面结合：非树脂基复合材料中，增强体和基体主要是以主价键力而相互结合起来的，在界面上生成了新的反应物层称为反应界面结合。
特点：a、形成了新的反应物层b、主价键力的结合4、氧化结合5、混合结合界面破坏的能量流散概念：当裂纹受到外因素作用时，裂纹的发展过程将是逐渐通过树脂最后到达纤维表面。
在裂纹扩展的过程中，将随着裂纹的发展逐渐消耗能量，并且由于能量的流散而减缓裂纹的发展。
对于垂直的裂纹峰还将减缓对纤维的冲击。
如果界面上的化学键是集中的，当裂纹发展时，能量流散少或能量集中于裂纹峰，可能没有引起集中键的破坏就冲断纤维，造成材料的破坏。
如果化学键是分散的，树脂自界面逐渐分离，键逐渐破坏，这样，应力没有集中与裂纹峰而逐渐消耗能量，引起脱粘破坏（键的破坏）。
介质引起界面破坏的机理：A、玻璃纤维经多层吸附形成了不易除去的水膜。
B、发生水与玻璃纤维和树脂的化学变化，引起界面脱粘，造成复合材料的破坏。
B1、进入界面的水将使树脂发生溶胀B2、界面上产生拉伸应力B3、界面遭受破坏B4、水介质还将促使微裂纹的发展B5、材料的整体破坏RCOOR + H2O →RCOOH + ROH复合材料界面优化设计：界面的功能：传递应力、粘结与脱粘。
第五章化学结合的形式主价键结合：共价键、离子键、金属键等次价键结合：分子的电荷、极化、偶极之间的静电作用和诱导、分子间的扩散等对玻璃纤维表面进行化学处理的目的：使之形成新的表面，并使新生表面上的活性基团与聚合物基体发生界面反应23、简述硅烷偶联剂与玻璃纤维的作用过程，写出反应方程式。
以硅烷偶联剂为例来说明这种反应的过程：(1)有机硅烷水解，生成硅醇：(2)玻璃纤维表面吸水，生成羟基：(3)硅醇与吸水的玻璃纤维表面反应，又分三步：第一步：硅醇与玻璃纤维表面反应生成氢键：第二步：低温干燥(水分蒸发)，硅醇进行醚化反应：第三步：高温干燥(水分蒸发)，硅醇与吸水玻璃纤维间进行醚化反应：至此，有机硅烷处理剂与玻璃纤维表面结合起来了，相当于新生的活性表面。
24、硅烷偶联剂与聚合物基体是怎么作用的？有机硅烷中的R基团：双键、环氧基、胺基、长链烷基等。
R基团若为双键，可参与不饱和聚酯树脂的交联反应，在界面形成牢固的化学键结合。
R基团若为环氧基、胺基，可参与环氧树脂的固化反应，形成化学键结合的界面层。
R基团还可以是长链烷基，（主要针对热塑性树脂），那么，以实现与基体分子的插入与缠结。
总之，这些界面反应都增强了界面粘结，提高了复合材料的性能。
25、玻璃纤维增强水泥的目的，玻璃纤维受到水泥侵蚀的类型及采取的主要措施？玻璃纤维基增强混凝土水泥是以水化活性矿物为主要成分的水硬性胶凝材料。
熟料：主要胶凝物质—提供强度的主要组份；石膏：调节水泥的凝结时间—缓凝剂；硅酸盐水泥熟料主要含有四种矿物：不定的玻璃体、f—CaO、f—MgO及含碱矿物。
采用纤维的目的：为了克服水泥硬化体抗拉强度低、抗裂性差、脆性大等缺点。
玻璃纤维是水泥基复合材料常用的增强材料。
中碱与无碱玻璃纤维在普通硅酸盐水泥水化物中受到了两种类型的侵蚀：一种是化学侵蚀，即水泥水化生成的Ca(OH)2与玻璃纤维的硅氧骨架之间发生化学反应生成水化硅酸钙，当水泥液相中有NaOH、KOH存在时则加速了这一反应；另一种是应力侵蚀，由于玻璃纤维表面存在着缺陷，水泥水化生成的晶体可进入这些缺陷中，在缺陷端部造成应力集中并使缺陷扩展。
从而破坏了玻璃纤维与水泥基体之间的界面结合。
为防止水泥水化物对玻璃纤维的侵蚀，可采取下列三种主要措施：(1)改变玻纤的化学组分：eg：在玻纤中加入较多量的ZrO2成分可提高其抗碱性；(2)对玻纤表面进行被覆处理，以隔绝水泥水化物对纤维的侵蚀。
eg：可用锗、钛、锌、铝等金属的水溶性盐对纤维进行处理，也可用某些抗碱性好的树脂如环氧、呋喃等对玻纤进行浸渍处理而后使之固化；(3)使用水化物碱度低的水泥以减缓或防止对玻璃纤维的侵蚀。
主要是采用水化产物中Ca(OH)2含量低的甚至无Ca(OH)2的水泥。
eg：高铝水泥、硫铝酸盐水泥等。
碳纤维的表面官能团可能以下列形式存在：羟基、羰基、羧基、内酯基能与树脂基体中反应的基团：环氧基、氨基第六章26、玻璃纤维表面处理的目的和意义？所谓表面处理，就是在增强体表面涂覆上一种称为表面处理剂的物质，这种表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂等物质，它有利于增强体与基体间形成一个良好的粘结界面，从而达到提高复合材料各种性能的目的。
27、简述偶联剂的作用机理?偶联剂的分子两端含有性质不同的基团，一端的基团与增强体表面发生化学或物理作用，另一端的基团则能和基体发生化学或物理作用，从而使增强体和基体很好地偶联起来，获得良好的界面粘结，改善了多方面性能，并有效地抵抗了水的侵蚀。
按化学组成，偶联剂主要可分为有机铬和有机硅两大类，此外还有钛酸酯等。
玻璃纤维表面处理方法：前处理法、后处理法、迁移法①后处理法：使用纺织型浸润剂的玻璃纤维及制品，在使用前原则上都采用此法处理。
目前普遍采用的一种方法。
处理方法：分两步：（对于“纺织型浸润剂”）首先除去浸润剂.a、洗涤法：在皂水或有机溶液中清洗，然后烘干。
b、热处理法：（250℃～450℃）1h。
第二步用表面处理剂处理（要求产品质量较高时），处理步骤为：浸渍－水洗－烘干②前处理法：是适当改变浸润剂配方，使之既能满足拉丝、退并、纺织各道工序的要求，又不妨碍树脂基体对玻璃纤维的浸润和粘结。
将偶联剂加入到上述的浸润剂中，在拉丝过程中表面处理剂就被覆到玻璃纤维表面上。
用这种被覆了增强型浸润剂的纤维织成的玻璃布称为前处理布。
与后处理法比较：1）、不需再做任何处理而可以直接应用；2）、可省去复杂的处理工艺及设备，使用方便；3）、避免了因热处理而造成的纤维强度损失，是比较理想的处理方法；缺点：既要有处理效果，又要同时满足纺织工艺，和树脂基体要有良好的浸润以及满足制作玻璃钢各道工序的要求，是一个比较复杂的综合技术问题。
③迁移法：将化学处理剂直接加入到树脂胶液中进行整体掺和，在浸胶的同时将偶联剂施于玻璃纤维上，借处理剂从树脂胶液中到纤维表面的“迁移”作用与纤维表面发生反应，从而在树脂固化过程中产生偶联作用。
复合材料整合期末复习资料
复合材料(composite materials):由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能复合材料的特征：▪可设计性：即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能；▪由基体组元与增强体或功能组元所组成；▪非均相材料：组分材料间有明显的界面：有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）；▪组分材料性能差异很大：组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能。
复合材料的分类：按基体材料分类①聚合物基复合材料:以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；②金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；③无机非金属基复合材料：包括陶瓷基、碳基和水泥基复合材料。
按增强材料形态分类：①纤维增强复合材料：a.连续纤维复合材料：作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的边界处；b.非连续纤维复合材料：短纤维、晶须无规则地分散在基体材料中；②颗粒增强复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中；③板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。
其他增强体：层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按用途分类①结构复合材料：用于制造受力构件；②功能复合材料：具备各种特殊性能（如阻尼、光、电、磁、摩擦、屏蔽等）③智能复合材料混杂复合材料增强体是结构复合材料中能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。
增强体的基本特征：❖能明显提高材料的一种或几种性能❖具有良好的化学稳定性❖具有良好的润湿性碳纤维：由有机纤维如黏胶纤维、沥青纤维或聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，PAN）纤维在保护气氛（N2或Ar）下热处理碳化成含碳量90－99％的纤维。
碳纤维的性能➢最突出的特点是强度和模量高、密度小（1.5～2.0g/cm3), 因而比强度、比模量高。
(完整版)复合材料期末复习
复合材料复习资料1复合材料的定义？复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
复合后的产物为固体时才称为复合材料，若为气体或液体，就不能成为复合材料。
2复合材料的分类：1）按基体材料类型分为：聚合物基复合材料；金属基复合材料；无机非金属基复合材料。
（始终有基字）2）按增强材料分为：玻璃纤维复合材料；碳纤维复合材料；有机纤维复合材料；金属纤维复合材料；陶瓷纤维复合材料（始终有纤维二字）3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。
（两种的区别）结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能承受一定温度。
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。
3复合材料的基体：金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构，要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好，选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。
对于高性能发动机，要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能，同时能在高温、氧化环境中正常工作，可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料；对于汽车发动机，选用铝合金基体材料；对于电子集成电路，选用银铜铝等金属为基体。
轻金属基体—铝基、镁基，使用温度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽车零部件。
连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金，颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。
钛基，使用温度在650℃（450-700），用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物，使用温度在1200℃（1000℃以上），耐高温4聚合物基体一）简答题（各自优缺点）聚合物基复合材料的聚合物基主要有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
各自优缺点：二）聚合物基体的作用选择题：a . 将纤维黏在一起；b.分配纤维间的载荷；c .保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点：比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性、抗老化性好，但脆性大，韧性差。
材料复合原理复习资料(偏重于概念)
复合材料特点【】按化学组成（或基本组成）分类：1金属材料2. 无机非金属材料3. 高分子材料（聚合物）4. 复合材料【】复合材料的定义:复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同复合方法得到的宏观多相材料。
是多相材料，主要包括基体相和增强相。
基体相是连续相材料，作用是把改善性能的增强相材料固结成一体，并传递应力；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。
复合材料既保持原材料的重要特色，又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。
【】复合材料分类 ( 1）基体种类树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。
（2）增强材料形状：颗粒、晶须、纤维、织物类型: 无机和有机材料（3）用途结构复合材料（增强体主要起承受载荷的作用，而基体起连接增强体，传递载荷，分散载荷的作用）、功能复合材料功能体赋予材料一定的物理化学功能，而基体主要起连接作用）【】复合材料特点：（1）可设计性复合材料的力学、热、电、声、光等物理化学性能都可通过组分材料的选择、界面控制等设计手段达到。
（2）材料与结构的一致性复合材料的构件与材料同时形成。
（3）存在复合效应区别于任意混杂材料复合材料的性能不是其组分材料性能的简单叠加，可以产生新的性能。
【】复合材料性能的优点; 密度低, 高比强度、高比模量,电绝缘性好，透波材料, 耐疲劳性能好,耐化学物质腐蚀 , 缺点：不耐高温，不易回收利用.【】复合效应 1, 线性效应: 平均效应平行效应互补效应相抵效应2, 非线性效应 ;相乘效应诱导效应共振效应系统效应【】材料的复合效果 1 组分效果只把组分的相对组成作为变量，不考虑组分的几何形态、分布状态和尺度等复杂变量影响时产生的效果。
2 结构效果①几何形态（形状）②分布状态③尺度 3 界面效果界面是影响基体与增强体或功能体复合效果的主要因素。
界面结构(物理和化学结构)的变化会引起复合材料性能的明显变化。
复合材料原理复习重点
X/Y × Y/Z
= X/Z
2、对于含有 2 中组分的复合材料，其典型的结构 0-3 型、1-3 型、2-3 型、2-2 型和 3-3 型分 别指什么结构？ 见 P8 答：0-3 型指增强体或功能体为弥散、孤立的颗粒状材料，基体为网络体状的连续材料。 1-3 型指增强体或功能体为纤维状材料，基体为网络体状的连续材料。 2-3 型指增强体或功能体为片状材料，基体为网络体状的连续材料。 2-2 型指增强体或功能体、基体均为片状的连续材料。 3-3 型指增强体或功能体、基体为网络体状的连续材料。
化学键理论：偶联剂--架桥剂 内容： 认为： 基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化学反应。 因此树脂基体与增强体之间形成化学键的结合， 界面的结合力是主价键力的作用。 偶联剂正 是实现这种化学键结合的架桥剂。 优点： 在偶联剂应用于玻璃纤维复合材料中得到了很好的证明， 也被界面研究 的实验多证实。 不足：聚合物不具备活性基团 不具备与树枝反应的集团，但仍能让偶联剂达到良好处理效果 硅烷偶联剂中双键的作用： 当硅烷偶联剂分子结构带有不饱和双键时， 由于不 饱和双键可与聚酯树脂反应，故提高了聚酯玻璃钢的强度（Br2）---41 页 非树脂基复合材料的基体与界面结构 1.非树脂基复合材料的界面类型 P47 2.非树脂基复合材料的界面结合形式 机械结合 溶解与浸润结合 反应界面结合 为能达到化学相容性，使界面处于稳定状态，可采取的办法： 在复合温度下使其热力学平衡 利用退化反应的化学动能与化学势能相平衡 使特殊表面能的影响最小 控制凝聚作用使总表面能最小 氧化结合 混合结合
复合体系的界面结合特性 1.复合材料界面形成过程： （界面是怎样形成的） 1、.基体与增强材料的接触和浸润过程 2．基体与增强材料通过相互作用使界面固定阶段。 2.按照怎样固化分类：有固化剂引发树脂官能团反应固化 以树脂本身官能团进行反应固化 3.胶束（胶粒） ：密度大 4.胶絮：密度小 5.树脂抑制层：在增强体表面形成的有序树脂胶束层 6.界面区的作用：使基体与增强体结合形成材料整体，并在外力场作用下的应力传递 7.以连续纤维为增强体的树脂基复合材料，增强体沿纤维的轴向是连续的，但其界面的微观 结构与非连续纤维为增强体的复合材料仍是一致的 8.树脂基复合材料的界面结合理论 润湿理论：指出：要使树脂对增强体紧密接触，就必须使树脂对增 强体表面很好地 浸润。 前提条件：液态树脂的表面张力必须低于增强体的临界表面张力。 结合方式：属于机械结合与润湿吸附（范德华力） 。 优点：解释了增强体表面粗化、表面积增加有利于提高与基体树脂界面结合力的事实。 不足：不能解释施用偶联剂后使树脂基复合材料界面粘结强度提高的现象。
复合材料专业复习要点整理-经典汇总
⑶牌号表示法 （4）折算断裂强度 b
Pb A
100 f 0 N
Pb
纱强度低于单丝强度的原因 ⑴测量标距不同 单丝：10mm， 纱：200mm ⑵各单丝准直不一，不可能同时断裂即分批断裂 ⑶加捻-扭转力 捻度 300 时，影响才明显
.布的品种与规格 ⑴品种 按织法（侧面图）：平纹布、斜纹布、缎纹布 单向布、无捻布、方格布、无纺布（无纬布） ⑵主要规格 表 2-7 经纱、纬纱规格 布的织法：平纹、斜纹、缎纹 布的厚度：反映纤维弯曲程度 布经、纬向纱的排列密度 bL、bT ——指 1cm 宽长度上排了多少根合股纱，反映纱的稀密程度 面密度（织物重量）Gf：单位面积的纤维中重量，g/m2； 拉断力 PB：标距 100mm×25mm 宽度，kg。
冷却速度↑—Tg↑—V↑—密度ρ↓ 4 玻纤性质
力学性能：应力应变关系—直线，脆性特征；强度高，模量低；强度受湿 度影响大 Griffith 微裂缝理论 强度的尺寸效应或体积效应 ① 单丝直径 df 越小，强度越大 ②测试标距 l 愈大，强度愈小 ③纤维强度分散性大
热性能：⑴耐热性(好，但高温下强度下降) ⑵导热系数——低，绝热材 料 电性能：⑴电绝缘性好 ρv= 1011 – 1018 欧.厘米含碱量↑——ρv↓（载流子）
型（IM）、高模型（HM）、超高模型（UHM）
(3) 按碳纤维的制造方法不同分
碳纤维（800-1600℃）、石墨纤维（2000-3000℃）、氧化纤维（预氧化丝
200-300℃）、活性碳纤维和气相沉积碳纤维
. 布的断裂强度
牌号表示法
碳纤维
一、分类：
(1)按先驱体纤维原料的不同
聚丙烯腈基碳纤维 PAN-based
沥青基碳纤维 Pitch-based
复合材料期末复习
1.复合材料的定义（任选一种）国际标准化组织：（广义）由两种或两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。
《材料大词典》：（狭义）根据应用进行设计，把两种以上的有机聚合物材料或无机非金属材料或金属材料组合在一起，使其性能互补，从而制成的一类新型材料。
《材料科学技术百科全书》：（狭义，更具体）复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。
2.增强材料——分散相 (称被分散的物质为分散相，又称弥散相) ，也称为增强体、增强剂、增强相等3.草梗合泥筑墙:草茎增强，土坯做住房墙体材料4.简述一到两种复合材料的应用5.复合材料的命名：强调基体的名称（例如树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等）强调增强体的名称（例如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等）基体名称和增强体名称并用（习惯把增强体的名称放在前面，基体的名称在后面，例如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，简化为玻璃纤维/环氧树脂(俗称玻璃钢)；碳化硅颗粒增强基复合材料，简化为碳化硅/铝基(SiCp/Al),碳纤维增强基体复合材料称为碳/碳复合材料(Cf/C)复合材料的分类（按增强材料的形态）任选三种纤维增强复合材料颗粒增强复合材料板状增强体、编织复合材料叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按基体材料分类金属基复合材料陶瓷基复合材料聚合物基复合材料6. 混杂复合材料：两种或两种以上增强体与同一基体制成的复合材料可以看成是两种或多种单一纤维或颗粒复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。
7.复合材料产品只是固体，悬浮液、气溶胶、雾等含有气相或者液相的多相体系不能称之为复合材料。
8. 碳/碳复合材料：定义:以碳纤维（或石墨纤维）为骨架来增强以碳或石墨为基质而构成的复合材料。
9.复合材料的特点多相：至少两相独立性：相是独立的，组成和性能独立复合效益：具备不同于组成相的独特的性能或是效应固相：复合产物为固相可设计性：组成和性能可调10. 复合的目的：获得新组成的材料获得新形态的材料获得单一组分不具备的性质和功能，获得复合效应获得某种特定的性能和效益11．金属基复合材料正是为了满足高强度、重量轻的要求而诞生的。
复合材料期末考点汇总
一.名词解释1.复合材料：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界限的、具有特殊性能的材料。
2.基体：复合材料结构中的连续相称之为基体。
基体的作用是将增强材料粘接成固态整体，保护增强材料，传递荷载，阻止裂纹扩展，如聚酯树脂、乙烯基树脂等。
3.增强体：以独立形态分布于基体中的分散相，由于其具有显著增强材料性能的特点，故称之为增强体。
如玻璃纤维、晶须等。
4.结构复合材料：结构复合材料主要是作为承力结构使用的复合材料，它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。
5.复合效应：复合效应实际上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。
它表现为复合材料的性能在其组分基础上的线性或非线性的综合。
6.非活性稀释剂：用于降低树脂黏度且不参与树脂固化反应，在树脂成型中挥发的物质。
7.活性稀释剂：用于降低树脂黏度且参与树脂固化反应，成为材料成分的物质。
8.环氧值：每100g环氧树脂中所含有的环氧基的摩尔数。
9.环氧当量：含有1mol环氧基团的树脂的质量。
10.双酚A型环氧树脂：双酚A型环氧树脂是二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的聚合物。
11.手糊成型工艺:手糊成型又称接触成型，采用手工方法将纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型、室温（或加热）、无压（或低压）条件下固化，脱模成制品的工艺方法。
12.模压成型:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中，在温度和压力作用下，材料充满模腔，固化成型，脱模制得产品的方法。
13.喷射成型工艺:通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到模具表面，经棍压、固化制得复合材料制件的方法。
14.树脂传递模塑（RTM）:通过压力将树脂注入密闭的模腔，浸润纤维织物毛坯，然后固化成型的方法。
15.增强材料：在复合材料中，能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。
复合材料考点总结
复合材料考试重点1、复合材料的概念：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
a.性能—取长补短,协同作用；b.基体—连续相2、聚合物基复合材料:1)、热固性聚合物基复合材料性能特点：(1)比强度、比模量高。
(2)加工性能好(流动性好)，可采用手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等。
(3)过载安全性好：过载而有少数纤维断裂时，载荷迅速重，新分配到未破坏的纤维上。
（4）可具有多种功能性：耐烧蚀性、摩擦学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、特殊的光、电、磁学性能。
2）、热塑性聚合物基复合材料性能特点：断裂韧性好；可重复再加工。
3、金属基复合材料特点：导电、导热、耐高温、抗老化好。
4、无机非金属基复合材料特点：耐高温(>1000℃)，耐磨，强度高，硬度大，抗氧化，耐化学腐蚀，热膨胀系数小，但是脆性大。
5、复合材料的增强材料分类：纤维及其织物、晶须、颗粒。
特点：提高抗张强度和刚度、减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。
6、芳纶纤维(PPT A：聚芳酰胺纤维)-----聚对苯二甲酰对苯二胺，通过液晶纺丝方法制成，分子链伸直平行排列结且晶度很高。
性能特点：1）、芳纶纤维的力学性能：拉伸强度高，冲击性能好，弹性模量高，断裂伸长高，密度小，有高的比强度与比模量；2）、热稳定性: 180℃下可长期使用；低温下(-60℃)不发生脆化亦不降解, T>487℃时，不熔化，但开始碳化→高温下直至分解也不变形；3）、化学性能:耐介质性良好,但易受酸碱侵蚀,耐水性不好。
7、聚乙烯纤维（Polyethylene, PE）优点：高比强度、高比模量以及耐冲击、耐耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。
缺点：熔点低、易蠕变。
8、高强高模PE纤维：又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。
与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。
性能特点：强度更高；质量更轻，密度只有0.97g/cm ；化学稳定性更好；具有很好的耐候性；耐低温性好，使用温度可以低至-150℃。
复合材料期末复习资料
材料
Al2O3 ZrO2 Si3N4 SiC B4C 马氏体时效钢 Ni-Cr-Mo钢 Ti6Al14V 7075铝合金
KIC/MPa·m1/2 4～15 1～2 5～6 3.5～6 5～6
100 45 40 50
2．3 聚合物材料
• 聚合物（高分子化合物）：是指那些众多 原子或原子团主要以共价键结合而成的相 对分子质量在一万以上的化合物。
材料 HV/GPa 材料 HV/GPa
金刚石 90
Si3N4
20
MgO
6.6
ZrO2 14～16
SiC
33 莫莱石 16
Al2O3
23.7
B4C
16
SiO2
5.4
C-BN
70
表2-6 陶瓷的室温强度
材料
弯曲强度/MPa 拉伸强度/MPa
烧结Al2O3（<5%气孔率） 烧结ZrO2（<5%气孔率） 烧结莫莱石（<5%气孔率）
Pb，增强体 SiC、Al2O3、Gr。
2．2 陶瓷材料
2.2.1 陶瓷材料发展历史及概念内涵
• 传统陶瓷：是采用粘土及其天然矿物质经粉碎加工、 成型、烧结等过程制得，如日用陶瓷、建筑陶瓷、 电瓷，其主要原料是硅酸盐矿物，所以归属于硅酸 盐类材料。
• 特种陶瓷：高温陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、高导 热陶瓷、高耐腐蚀陶瓷，所用材料不局限于天然矿 物，而是扩大到经过人工提纯加工或合成的化工材 料。
• 现代陶瓷：是以特种陶瓷为基础由传统陶瓷发展起 来的又具有与传统陶瓷不同的鲜明特点的一类新型 陶瓷。它早已超出传统陶瓷的概念和范畴，是高新 技术的产物
2.2.2 陶瓷的分类
1. 按化学成分分类
① 氧化物陶瓷：Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、CeO2、CaO、 Cr2O3及莫莱石（3Al2O3·2SiO2）和尖晶石（MgAl2O4）等， 这类CMC避免在高温、高应力环境下使用，因为Al2O3、 ZrO2的抗热震性差、 SiO2高温下容易发生蠕变和相变。
复合材料期末复习资料
复合材料期末复习资料复合材料C 复习第⼀章概论1. 复合材料的定义？复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合⽽成的⼀种多相固体材料。
三要素：基体（连续相）增强体（分散相）界⾯（基体起粘结作⽤并起传递应⼒和增韧作⽤）复合材料的特点：（明显界⾯、保留各组分固有物化特性、复合效应，可设计性）（嵌段聚合物、接枝共聚物、合⾦：是不是复合材料？？）2、复合材料的命名f（纤维），w（晶须），p（颗粒）⽐如：TiO2p/Al3. 复合材料的分类：1) 按基体材料类型分为：聚合物基复合材料；⾦属基复合材料；⽆机⾮⾦属基复合材料(陶瓷基复合材料)。
2)按增强材料分为：玻璃纤维增强复合材料；碳纤维增强复合材料；有机纤维增强复合材料；晶须增强复合材料；陶瓷颗粒增强复合材料。
3) 按⽤途分为：功能复合材料和结构复合材料。
结构复合材料主要⽤做承载⼒和此承载⼒结构，要求它质量轻、强度和刚度⾼，且能承受⼀定温度。
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。
第⼆章增强体1、增强体定义：结合在基体内、⽤以改进其⼒学等综合性能的⾼强度材料。
要求：1) 增强体能明显提⾼基体某种所需性能；2) 增强体具有良好的化学稳定性；3) 与基体有良好润湿性。
分类：f，w，p2、纤维类增强体特点：长径⽐较⼤；柔曲性；⾼强度。
玻璃纤维主要成分：SiO2性能：拉伸强度⾼；较强耐腐蚀；绝热性能好。
（玻璃纤维⾼强的原因（微裂纹）及影响因素（强度提升策略：减⼩直径、减少长度、降低含碱量，缩短存储时间、降低湿度等））分类：⽆碱（E玻璃）、有碱（A玻璃）制备：坩埚法（制球和拉丝）、池窑法（熔融拉丝）。
浸润剂作⽤：(i) 粘结作⽤，使单丝集束成原纱或丝束；(ii) 防⽌纤维表⾯聚集静电荷；(iii)进⼀步加⼯提供所需性能；(iv) 防⽌摩擦、划伤。