先进复合材料
航空航天先进复合材料应用教案
2 滹沱河和我第一部分：1．给下面加点字注音：滹沱河（）拽（）狗吠（）吞噬（）2．释词。
吞噬：翕动：3．祖母、母亲和姐姐都说我是个小滹沱河，结合后文，说说为什么。
4．课文第一段在内容上的作用是，在写法上的作用是。
5．说说下列句子的含义。
几十年来，每当濒于绝望时，我常常被它的呼吼声惊醒过来。
6．指出下列句子的修辞手法。
⑴那是灰灰的沙滩，无知无觉地躺在那里，除去沙土之外，尽是大大小小的石头。
（）⑵看不见飞溅的明亮的水花，是千千万万匹野兽弓起脊背在飞奔。
（）⑶但是，我又能把它深深地藏在心里，包括它那深褐色的像蠕动的大地似的河水，那战栗不安的岸，还有它那充满天地之间的吼声和气氛。
（）读选文，回答问题：祖母双手伸开，拦着不让我去。
她哪里能拦阻得住我，我不是个小滹沱河吗？滹沱河的声息越来越大，大水仿佛淹没了我们的村子。
我听见有谁立在房顶上闷声闷气地喊：“后生们，快堵水云，带上铁锹，带上四齿铁耙！”我当然是个小后生，照吩咐的扛上锹，跑向大门外。
人们全都朝大河那里跑，我融入了人流之中……前几天，不断下暴雨，今天并没有云，天却令人感到是黑沉沉的，而且很低。
我不歇气地随着大人们跑着，一过关头（一段古城墙），赫然地望见了滹沱河。
它不像水在流动，是一大块深袍色的土地在整个地蠕动。
看不见飞溅的明亮的水花，是千千万万匹野兽弓着脊背在飞奔。
它们由于飞奔，一伸一缩的身躯拉长了多少倍，形成了异常宽广的和谐的节奏。
滹沱河分成明显的上下两部分。
下面是凝重的水的大地，上面是飞奔的密密匝匝一色的野兽，它们仿佛空悬地飞奔在水的大地上。
我所听到的那淹没一切的声音，正是这千千万万匹野兽的狂吼，还有它们践踏的水的大地的喘息声。
姐姐和宝大娘挖野蒜的那片树林子已不见了，引起过我伤感的惶恐的灰灰的沙和石头全都不见了，显然都被滹沱河吞没。
我现在才明白姐姐说的岸是什么，岸是河时刻想吞噬的战栗不安的大地，岸并不安稳。
大后生们不准我人别的小后生们走向岸边，但我还是钻过了赤裸的与滹沱河同色的脊梁和腿脚的栅栏，走到河的跟前。
先进复合材料定义
先进复合材料定义
《先进复合材料定义》
“哎呀，这是什么呀？”我好奇地看着手中这个奇怪的东西问爸爸。
那是一个周末的下午，阳光透过窗户洒在地板上，我和爸爸正在家里的杂物间里翻找着什么。
突然我就发现了这个不知道是啥的玩意儿，它看起来有点特别。
爸爸笑着说：“这可就是先进复合材料做的东西哦。
”
“先进复合材料？那是什么呀？”我眨巴着眼睛，一脸的疑惑。
爸爸摸了摸我的头，开始给我解释起来：“先进复合材料呀，就好比是超级英雄的组合！你看，单一的材料可能有它的优点，也有它的不足，但是把几种不同的材料组合在一起，就变得超级厉害啦！就像钢铁侠，他的战衣就是各种高科技材料组合而成的呀。
”
我似懂非懂地点点头，又问道：“那它在我们生活中有啥用呀？”
爸爸想了想，说：“用处可多啦！比如说飞机，用了先进复合材料可以让飞机更轻、飞得更快呢！还有汽车呀，也能变得更坚固更省油。
”
“哇塞，这么厉害呀！”我惊叹道，“那是不是以后所有东西都要用先进复合材料呀？”
爸爸笑了起来：“哈哈，也不是啦，不过它的发展前景可是很大的哟。
”
我站在那里，脑海中想象着未来满是先进复合材料制造的各种神奇物品的画面，不禁兴奋起来。
这先进复合材料不就像是给我们的生活施了魔法一样吗？让一切都变得更加美好、更加神奇。
原来在我们的生活中，有这么多看似普通却蕴含着巨大能量的东西呀！先进复合材料就是这样的存在，它让我们的世界变得更加精彩，更加充满可能。
我觉得我们真的应该好好去了解它、探索它，说不定未来我们还能发现更多关于它的奇妙之处呢！。
先进复合材料创新应用 国家 措施
先进复合材料创新应用在国家层面上已经成为一个重要的战略举措。
为了推动复合材料在各个领域的广泛应用，国家积极出台了一系列政策和措施，促进复合材料行业的发展与创新。
以下是国家在先进复合材料创新应用方面所采取的措施。
1. 政策支持国家制定了一系列支持复合材料产业发展的政策，包括补贴和税收优惠等。
通过政策支持，国家鼓励企业加大对复合材料技术的研发投入，推动产业技术升级和创新。
2. 资金投入国家设立专项资金用于支持先进复合材料的研发和应用。
这些资金主要用于资助科研项目、技术攻关和产业化项目，为企业提供资金支持和保障。
3. 研发机构建设国家加大对复合材料研发机构的建设力度，鼓励建立一批具有国际竞争力的研发机构和实验室，培养一批高水平的技术人才，推动复合材料技术的创新和应用。
4. 产学研合作国家倡导企业、高校和科研院所开展产学研合作，促进技术成果的转化和应用。
通过产学研合作，可以有效整合各方资源，加快技术推广和产业化进程。
5. 标准体系建设国家积极推动复合材料标准体系的建设，加强对复合材料产品的质量监管和标准化管理，推动先进复合材料在各个领域的广泛应用。
6. 国际合作交流国家鼓励企业和科研机构参与国际合作交流，学习国外先进的复合材料技术和管理经验，拓展国际市场和技术合作渠道。
7. 创新人才培养国家加大对复合材料领域人才的培养力度，鼓励高校设立复合材料专业，推动产学研相结合，培养一批懂得复合材料技术的高素质人才。
8. 智能制造国家提出了“我国制造2025”战略，着力推动智能制造和工业互联网在复合材料行业的应用，提高生产效率和产品质量，推动复合材料产业向高端价值链方向发展。
9. 市场拓展国家鼓励企业加大对先进复合材料市场的开拓力度，促进复合材料产品在航空航天、汽车、建筑、能源等领域的广泛应用，推动产业转型升级。
以上就是国家在先进复合材料创新应用方面所采取的一些措施。
这些举措的实施将为复合材料行业的发展和创新提供重要支持，推动我国在全球复合材料领域的竞争力和影响力不断提升。
机械设计中的材料发展与应用研究
机械设计中的材料发展与应用研究近年来，随着科学技术的不断进步和人们对高效、可持续发展的需求增加，机械设计中的材料发展与应用研究变得日益重要。
材料作为机械设计的基础，直接影响着产品的性能和可靠性。
在这篇文章中，我们将探讨机械设计中材料发展的几个重要领域。
1. 先进复合材料的应用先进复合材料是目前机械设计中的热点之一。
与传统材料相比，先进复合材料具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点，被广泛应用于飞机、航天器、汽车等领域。
例如，碳纤维增强塑料（CFRP）作为一种常见的先进复合材料，其强度比钢材还要高，却只有它的1/4重量。
这意味着使用CFRP可以显著降低整车重量，从而提高燃油效率和减少碳排放。
因此，先进复合材料的应用研究具有重要的意义。
2. 高温合金的研发与应用在高温环境下，传统材料容易受到热膨胀、热疲劳等问题的影响，从而降低机械设备的可靠性和寿命。
为了应对这一挑战，高温合金的研发与应用成为一项重要任务。
高温合金具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，被广泛用于航空、航天、能源等领域。
例如，涡轮发动机的关键部件通常采用镍基高温合金，能够在极端的高温环境下保持稳定的性能。
3. 纳米材料的发展与应用纳米材料作为一种新兴的材料，具有独特的物理、化学和力学性质。
由于纳米材料的颗粒尺寸在1-100纳米范围内，颗粒间的相互作用较大，导致材料的性能具有显著差异。
因此，纳米材料在机械设计中的应用研究备受关注。
例如，氧化锌纳米颗粒可以用于制备纳米传感器，具有高灵敏度和快速响应的优势。
此外，纳米银也被广泛应用于制备导电胶粘剂和导电墨水，用于电子元件的可靠连接和导电。
4. 可再生材料的开发与利用随着环境保护和可持续发展的重要性日益增加，可再生材料的开发与利用成为机械设计中的重要课题。
可再生材料是指能够自然循环、可替代传统能源的材料，如生物质材料、再生塑料等。
这些材料具有可降解性、低碳排放等优点，能够减少对有限资源的依赖。
例如，生物质材料可以用于制备生物降解塑料，用于替代传统塑料，减少对化石燃料的需求。
先进复合材料的制造工艺
先进复合材料的制造工艺哎，大家好呀！今天咱们聊聊一个挺酷的话题——先进复合材料的制造工艺。
听起来是不是有点儿高大上？别担心，咱们用最简单的方式来讲，保证你听了之后恨不得立马去了解更多。
复合材料是什么呢？简单说，就是把两种或两种以上的材料结合起来，发挥各自的优点，做出更牛的东西。
想想看，像咱们平常喝的果汁，加点儿冰块和其他水果，那味道不就是比单独的好得多嘛！复合材料也是这个道理，结合不同材料的特性，得到一种新的、更强的材料。
制造这些复合材料需要啥工艺呢？首先得有个合适的基础材料，通常是纤维，比如碳纤维、玻璃纤维之类的。
这些纤维可不是随便找的哦，得精挑细选，确保它们的强度和轻量化。
再说了，这些纤维可轻易地给整个材料增添不少强度，简直就是材料界的小钢炮。
你得准备个树脂，这东西可是复合材料的粘合剂，像是胶水一样把各种材料粘在一起。
这树脂可不是随便找的，得有好的性能，才能在高温和潮湿环境下也不出岔子。
听到这里，是不是觉得这过程有点儿像做饭？挑材料、调配比例，最后还得细心地把它们组合在一起，真是妙不可言。
好啦，咱们接下来讲讲具体的制造流程。
得把纤维按一定的方式铺好。
这可是一个艺术活，不仅要有耐心，还得有点儿创意。
然后，把混合好的树脂均匀地涂在纤维上，像是在给它们涂上美美的“外衣”。
这个过程得特别注意，不能多也不能少，正好合适才行。
要是树脂涂得不均匀，那可就糟了，最后成品可不一定如你所愿。
之后，就要进行固化了，哎，这可不是催促材料快点儿的意思哦，而是让树脂和纤维一起变得更牢固。
通常用热压或者真空等方法，保证材料在高温下保持稳定。
固化的过程就像是一场变魔术，材料在高温的“洗礼”下，变得坚不可摧。
经过这一系列的步骤，嘿，咱们就得到了强度和韧性兼备的复合材料。
听着是不是很激动？制造完了这些材料，接下来的检验也很重要。
得看这些材料能不能经得住各种考验，像是拉伸、压缩、耐热等各种测试。
就像考试一样，咱们的复合材料得确保在各种环境下都能“考得好”。
先进复合材料成型技术
先进复合材料成型技术
先进复合材料成型技术是指利用先进的工艺和技术手段将复合材料制备成所需形状和尺寸的过程。
其中，复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，以得到更优异性质或性能的材料。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料、层状复合材料和粉末冶金复合材料等。
在先进复合材料成型技术中，主要的方法包括：
1. 压缩成型：将复合材料放入模具中，通过外部力作用使其成型。
该方法适用于具有规则形状的产品，如板材、棒材等。
2. 注塑成型：将复合材料加热至熔融状态后，通过注射机将其注入模具中，冷却后成型。
该方法适用于复杂形状的产品，如壳体、零件等。
3. 叠层成型：将预浸料或干预浸料的纤维层堆叠在一起，然后通过热压或自动化的机械压力系统将其热固化成型。
该方法适用于大型、高强度的复合材料制品。
4. 旋压成型：将预浸纤维绕在模具的表面，然后通过加热和压缩使其固化成型。
该方法适用于中小型、复杂形状的产品制造。
5. 真空吸塑成型：将预先加热的塑料片放置在模具上，然后通过真空吸取空气使其紧贴模具表面，冷却后成型。
该方法适用于薄壁、透明或有特殊形状的产品。
这些先进复合材料成型技术在航空航天、汽车、建筑等领域有广泛应用，可大幅提高产品的强度、刚度和耐用性。
先进复合材料力学性能研究
先进复合材料力学性能研究在当今科技飞速发展的时代，先进复合材料凭借其优异的性能，在众多领域中得到了广泛的应用。
从航空航天到汽车制造，从体育用品到医疗器械，先进复合材料的身影无处不在。
然而，要充分发挥这些材料的优势，深入了解其力学性能至关重要。
先进复合材料通常由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组成，通过特定的工艺结合在一起，形成一种性能优于单一材料的新型材料。
常见的先进复合材料包括纤维增强复合材料（如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料）和颗粒增强复合材料等。
力学性能是材料在受到外力作用时所表现出的特性，对于先进复合材料来说，其力学性能具有一些独特的特点。
首先，先进复合材料具有各向异性。
这意味着它们在不同方向上的力学性能存在显著差异。
例如，碳纤维增强复合材料在纤维方向上具有很高的强度和刚度，而在垂直于纤维的方向上性能则相对较弱。
其次，先进复合材料的力学性能还受到纤维和基体的性能、纤维的排列方式、纤维与基体的界面结合强度等多种因素的影响。
为了研究先进复合材料的力学性能，科学家们采用了多种实验方法。
拉伸试验是最常见的一种，通过对试样施加拉伸力，测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线，从而获得材料的强度、弹性模量等参数。
压缩试验则用于评估材料在受压状态下的性能。
此外，还有弯曲试验、剪切试验等，分别用于研究材料在不同加载方式下的力学行为。
除了实验研究，理论分析也是研究先进复合材料力学性能的重要手段。
经典的层合板理论为分析复合材料的层合结构提供了基础。
该理论将复合材料层合板视为由多层单向板叠加而成，通过计算各层的应力和应变，来预测层合板的整体力学性能。
然而，这种理论在处理复杂的几何形状和加载条件时存在一定的局限性。
随着计算机技术的发展，数值模拟方法在先进复合材料力学性能研究中发挥了越来越重要的作用。
有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是其中一种常用的方法。
通过建立复合材料的几何模型，并赋予材料相应的力学属性，然后施加边界条件和载荷，就可以模拟材料在实际使用中的力学响应。
航空航天先进复合材料研究现状及发展趋势
1、高强度、高刚度
先进复合材料具有高强度、高刚度的特点，能够承受较大的载荷，并保持结 构的稳定性。
2、重量轻
先进复合材料的密度较低，相较于传统金属材料，其重量轻可达50%-70%。
3、耐腐蚀性强
先进复合材料具有较好的耐腐蚀性，可以在各种恶劣环境中长期使用。
4、可设计性强
先进复合材料可以通过不同的工艺和组合方式，实现各种不同性能和功能的 材料设计。
航空航天先进复合材料研究现 状及发展趋势
目录
01 一、走进航空航天复 合材料
02 二、航空航天先进复 合材料的研究现状
03 三、航空航天先进复 合材料的发展趋势
04 四、总结
05 参考内容
随着航空航天技术的飞速发展，对材料的要求也日益苛刻。作为一种新兴的 材料，先进复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛。本次演示将介绍航空航 天先进复合材料的研究现状及其发展趋势。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、智能化
未来先进复合材料将朝着智能化方向发展，实现材料的自我感知、自我修复、 自我控制等智能化功能，提高材料的使用效率和安全性。
4、广泛应用化
随着先进复合材料制备技术的不断完善和成本的逐渐降低，未来先进复合材 料将广泛应用于各种领域，包括航空、航天、汽车、船舶、电力、医疗等。
四、结论
先进复合材料作为一种新兴的材料，具有高强度、高刚度、重量轻、耐腐蚀 性强和可设计性强等特点，在航空航天领域有着广泛的应用前景。未来，随着科 技的不断发展和技术的不断完善，先进复合材料将朝着高性能化、绿色环保化、 智能化和广泛应用化方向发展。相信在不久的将来，先进复合材料将在航空航天 领域发挥更大的作用，推动航空航天事业的不断发展。
4.跨领域合作与交流
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先进复合材料
第五章
复合材料成型工艺与制造技术
张佐光
顾轶卓
王绍凯
提纲
•典型成型工艺1.热压罐工艺
2.液体成型工艺
3.其他成型工艺
•引言—复合材料成型工艺特点与分类
一.复合材料成型工艺特点与分类
原材料原材料
其他缺陷固化不均匀夹杂脱粘孔隙固化变形
分层
常见的复合材料制造缺陷
设计要求可靠度0.99999若材料强度离散系数设计许用值为平均强度分散性
许用值
空客——需检测缺陷
复合材料结构制造成本高，比重大
可靠性低成本
n
赋予制品的最终形状和大小，主要保证增强纤维的均匀分布以及在设定方向的高度排列
n
通过增强材料首先赋予制品以外形，并在固化过程通过模具和压力完成
成型工艺三要素：赋形、浸渍、固化
赋形
2.复合材料成型工艺的基本内涵
浸渍n树脂与增强纤维复合
n目的：排除气体和浸润，以形成良好界面粘结和控制孔隙率
n分为两类：先将原材料复合浸渍形成半成品（预浸料），再固化成型；或复合浸渍与固化成型一次完成
2.复合材料成型工艺的基本内涵
n
热固性树脂的固化：树脂由齐聚物(可溶可熔)反应形成线性高分子，再交联形成三维网络结构(不溶不熔)
n
热固性树脂的固化通常需要：固化剂、促进剂，以及加热
n
除热引发外，还有辐射固化工艺(如紫外光、电子束等)，适应外场修补
固化
2.复合材料成型工艺的基本内涵
2.复合材料成型工艺的基本内涵
浸润——润湿wetting，浸渍impregnation
密实compaction
渗透流动
infiltration flow
纤维在成型工艺中发生的物理变化
2.复合材料成型工艺的基本内涵
热固性树脂（已固化）
Thermoset
热塑性树脂Thermoplastic
三维交联网络形成
（凝胶gel）
完全固化
固化进行
固化前热固性树脂固化反应过程
l 浸渍l 流动l
固化
l 浸渍l 流动l
硬化
树脂在成型工艺中发生的物理化学变化
2.复合材料成型工艺的基本内涵
树脂基体在固化过程中的两个变化过程
线型结构体型结构（化学变化过程）
粘流态玻璃态（物理变化过程）
化学变化的结构往往是通过物理变化现象表现出来对于化学变化过程而言，需要一定条件，促使反应的环境如何实现——固化工艺解决的问题
对于物理变化过程而言，要得到一定形状的产品，是用什么样手段——成形工艺解决的问题
3.复合材料成型工艺的分类
结构复杂性-工艺-生产效率关系
3.复合材料成型工艺的分类
纤维长度-工艺-复合材料性能（GF/PP）
1)按赋形方法分为：
层贴法•采用预浸料在模具上铺覆成型的方法，如热压罐成型
•采用连续纤维的增强材料（布、带、毡）
和低粘度胶液在模具上铺覆成型的方法，如手糊成型
3.复合材料成型工艺的分类
1)按赋形方法分为：
沉积法利用压缩空气或抽空气方法使短切纤维沉
积到模具表面上的方法，如喷射成型
3.复合材料成型工艺的分类
缠绕法
n
将浸胶后的连续长纤维增强材料（纱、布、带）连续缠绕到芯模或内衬上的方法，如缠绕成型n
适于成型回转体制件，如压力容器、管道等n 特点：自动化程度高，制品纤维含量高、强度高
1)按赋形方法分为：
3.复合材料成型工艺的分类
AFP
FW
n 将增强材料编织成与产品形状尺寸基本一致的三维立体编织物，称为纤维预成型体
n 用于RTM、RFI等各种液体成型(LCM)工艺中n 厚度方向有增强纤维，可以获得较高的层间强度编织法1)按赋形方法分为：
3.复合材料成型工艺的分类
2)按成型压力大小分为：将压缩空气通入橡皮囊，借助橡皮囊对制品均匀加压（0.25-0.5MPa）
真空袋成型用真空袋密封坯料和模具，通过抽去真空袋内的空气和挥发分对制品施加压力（＜0.1MPa）气压室成型热压罐成型通过热压罐内的压缩气体对真空袋中复合材料坯料进行加压（0.5-2.5MPa)
接触成型固化时不外加压力，如手糊成型、喷射成型，
也成为低压成型
3.复合材料成型工艺的分类
2)按成型压力大小分为：
树脂传递模塑成型（RTM）利用压力使低粘度树脂在闭合模具内流动、浸润增强材料，注射成型压力0.1-0.6MPa
3.复合材料成型工艺的分类
模压成型•通过加热使模压料塑化，并加压使树脂粘裹纤维一起流动充满模腔
•批量大，数量多及外形复杂的小产品
拉挤成型将连续性增强材料经树脂浸润后，在牵引力作用下通过具有截面形状的成型模具，在模腔内固化成型或在模腔内凝胶出模后加热固化
3)按开、闭模方式分为：闭模成型包括模压成型、树脂传递模塑、注射成型、
增强反应注射成型
开模成型
包括手糊成型、喷射成型、真空袋成型、压力袋成型、热压罐成型、缠绕成型、拉挤成型、离心浇注成型闭模
3.复合材料成型工艺的分类
3.复合材料成型工艺的分类
3.复合材料成型工艺的分类
不同工艺适用的批量不同，所制备复合材料的性能不同
以预浸料为原料
采用不同成型和固化工艺制得各种制件。