第五章复合材料连接
金属基复合材料(MMC)
普通压铸工艺过程
将包含有增强材料的金属熔体倒入预热模 具中后迅速加压，压力约为70—l00MPa， 使液态金属基复合材料在压力下凝固。待 复合材料完全固化后顶出，即制得所需形 状及尺寸的金属基复合材料的坯料或压铸 件。
增强材料预制体的压铸工艺过程
将熔融金属注入装有增强材料(长、短纤维， 颗粒或晶须)的预制件模具中，并在压力下使 之渗入预制件的间隙，在高压下迅速凝固成金 属基复合材料
三、镁及镁合金
特点：密度1.74g/cm3
由于其密度低，比强度、比刚度较高， 镁具有密排六方结构，室温和低温塑性较低，
但高温塑性好可进行各类形式的热变形加工。 减震性能好，能承受较大的冲击振动负荷
四、金属间化合物
具有反常的温度 强度效应
脆性很大
第三节 MMC制备工艺
根据各种制备方法的基本特点，金 属基复合材料的制备工艺分为四大类， 即 (1)固态法； (2)液态法； (3)喷涂与喷射沉积法； (4)原位复合法。
可以用传统的加工方法进行二次加工
粉末冶金的缺点
工艺过程比较复杂，金属基体必须制 成金属粉末，增加了工艺的复杂性和 成本
在制备铝基复合材料时，还要防止铝 金属粉末引起的爆炸
二、液态法
1．压铸 压铸成型(Squeeze casting)，是指在压
力的作用下，将液态或半液态金属基复 合材料或金属以一定速度充填压铸模型 腔或增强材料须制体的孔隙中，在压力 下快速凝固成型而制备金属基复合材料 的工艺方法。
铝的基本特点：熔点660℃ ，密度 2.7g/cm3
具有面心立方结构．所以其塑性优异，适合各 种形式的冷、热加工
导电、导热性能好，约为铜的60％左右 化学活性高，在大气中铝表面与氧形成一层薄
材料力学第3版习题答案
材料力学第3版习题答案第一章：应力分析1. 某材料在单轴拉伸下的应力-应变曲线显示，当应力达到200 MPa 时，材料发生屈服。
若材料在该应力水平下继续加载，其应力将不再增加，但应变继续增加。
请解释这一现象，并说明材料的屈服强度是多少？答案：这种现象表明材料进入了塑性变形阶段。
在单轴拉伸试验中，当应力达到材料的屈服强度时，材料的晶格结构开始发生滑移，导致材料的变形不再需要额外的应力增加。
因此，即使继续加载，应力保持不变，但应变会因为材料内部结构的重新排列而继续增加。
在本例中，材料的屈服强度是200 MPa。
第二章：材料的弹性行为2. 弹性模量是描述材料弹性行为的重要参数。
若一块材料的弹性模量为210 GPa，当施加的应力为30 MPa时，其应变是多少？答案：弹性模量（E）与应力（σ）和应变（ε）之间的关系由胡克定律描述，即σ = Eε。
要计算应变，我们可以使用公式ε =σ/E。
将给定的数值代入，得到ε = 30 MPa / 210 GPa =1.43×10^-4。
第三章：材料的塑性行为3. 塑性变形是指材料在达到屈服点后发生的永久变形。
如果一块材料在单轴拉伸试验中，其屈服应力为150 MPa，当应力超过这个值时，材料将发生塑性变形。
请解释塑性变形与弹性变形的区别。
答案：塑性变形与弹性变形的主要区别在于材料在去除外力后是否能够恢复原状。
弹性变形是指材料在应力作用下发生的形状改变，在应力移除后能够完全恢复到原始状态，不留下永久变形。
而塑性变形是指材料在应力超过屈服点后发生的不可逆的永久变形，即使应力被移除，材料的形状也不会恢复到原始状态。
第四章：断裂力学4. 断裂韧性是衡量材料抵抗裂纹扩展的能力。
如果一块材料的断裂韧性为50 MPa√m，试样的尺寸为100 mm×100 mm×50 mm，试样中存在一个长度为10 mm的初始裂纹。
请计算在单轴拉伸下，材料达到断裂的临界应力。
复合材料原理第二版课后答案
复合材料原理第二版课后答案复合材料原理第二版课后答案第一章：绪论1.什么是复合材料？复合材料是由两种或两种以上的材料组成的各司其职、相互补充的一种材料。
2.复合材料的特点有哪些？复合材料具有强度高、刚度大、重量轻、抗腐蚀性强、无疲劳断裂、易成型等特点。
3.复合材料的分类有哪些？按矩阵分类有无机复合材料和有机复合材料；按增强材料分类有无定向增强和定向增强。
第二章：基础知识1.复合材料的加工方式有哪些？常用的复合材料加工方式有手工层压法、自动层压法（RTM、RTM-L、VARTM等）、注塑法、卷制法、旋转成型法等。
2.复合材料中的力学基础知识有哪些？复合材料中的力学基础知识包括应力、应变、应力应变关系、拉伸和压缩、剪切和弯曲等。
3.复合材料中的热力学基础知识有哪些？复合材料中的热力学基础知识包括热膨胀、热导率、热扩散系数等。
第三章：复合材料的基本组成1.复合材料的基本组成是什么？复合材料的基本组成是增强材料和矩阵材料。
2.复合材料的增强材料有哪些？复合材料的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、金属纤维等。
3.复合材料的矩阵材料有哪些？复合材料的矩阵材料主要有四类，即金属基矩阵材料、有机高分子基矩阵材料、无机非金属基矩阵材料、无机金属基矩阵材料。
第四章：复合材料的制备过程1.复合材料的制备过程有哪些？复合材料的制备过程一般包括预处理、增强体制备、矩阵制备、复合成型和后处理等步骤。
2.复合材料的预处理有哪些？复合材料的预处理包括增强体表面处理、矩阵材料预处理、增强体和矩阵的匹配等。
3.如何选择复合材料的制备方法？选择复合材料的制备方法需要考虑到其应用环境和性能要求。
第五章：复合材料的性能和应用1.复合材料的性能有哪些？复合材料的性能包括机械性能、物理性能、化学性能等。
2.复合材料的应用领域有哪些？复合材料的应用领域包括航空航天、轨道交通、建筑结构、汽车制造、石油化工等领域。
3.复合材料的未来发展趋势是什么？未来复合材料的发展趋势是多材料复合、纳米复合、生物仿生等方向的综合发展。
《复合材料》课程笔记
《复合材料》课程笔记第一章：复合材料概述1.1 材料发展概述复合材料的发展历史可以追溯到古代，人们使用天然纤维（如草、木）与土壤、石灰等天然材料混合制作简单的复合材料，例如草绳、土木结构等。
然而，现代复合材料的真正发展始于20世纪40年代，当时因航空工业的需求，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）。
此后，复合材料技术经历了多个发展阶段，包括碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维的研制和应用。
70年代，芳纶纤维和碳化硅纤维的出现进一步推动了复合材料的发展。
这些高强度、高模量纤维能够与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，形成了各种具有特色的复合材料。
1.2 复合材料基本概念、特点复合材料是由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。
复合材料具有以下特点：- 重量轻：复合材料通常具有较低的密度，比传统材料轻，有利于减轻结构重量。
例如，碳纤维复合材料的密度仅为钢材的1/5左右。
- 强度高：复合材料可以承受较大的力和压力，具有较高的强度和刚度。
例如，碳纤维复合材料的拉伸强度可达到3500MPa以上。
- 加工成型方便：复合材料可以通过各种成型工艺进行加工，如缠绕、喷射、模压等。
这些工艺能够适应不同的产品形状和尺寸要求。
- 弹性优良：复合材料具有良好的弹性和抗冲击性能，能够吸收能量并减少损伤。
例如，橡胶基复合材料在受到冲击时能够吸收大量能量。
- 耐化学腐蚀和耐候性好：复合材料对酸碱、盐雾、紫外线等环境因素具有较好的抵抗能力，适用于恶劣环境下的应用。
例如，聚酯基复合材料在户外长期暴露下仍能保持较好的性能。
1.3 复合材料应用由于复合材料的优异性能，它们在各个领域得到了广泛的应用。
主要应用领域包括：- 航空航天：飞机、卫星、火箭等结构部件。
复合材料的高强度和轻质特性使其成为航空航天领域的重要材料，能够提高飞行器的性能和燃油效率。
复合材料完整版
第一章总论1.复合材料：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。
2.在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。
分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的，两相之间存在着相界面。
分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填料。
3.复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。
将增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”。
4.简述复合材料的分类：⑪按增强材料形态分类：①连续纤维复合材料；②短纤维复合材料；③粒状填料复合材料；④编织复合材料。
⑫按增强纤维种类分类：①玻璃纤维复合材料；②碳纤维复合材料；③有机纤维复合材料；④金属纤维复合材料；⑤陶瓷纤维复合材料。
⑬按基体材料分类：①聚合物基复合材料；②金属基复合材料；③无机非金属基复合材料。
⑭按材料作用分类：①结构复合材料；②功能复合材料。
5.论述复合材料的共同特点，并举例说明。
复合材料是由多相材料复合而成，其共同特点是：①可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。
例如，玻璃纤维增强环氧基复合材料，既具有类似钢材的强度，又具有塑料的介电性能和耐腐蚀性能。
②可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。
例如，针对方向性材料强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。
、③可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。
例如，可避免金属产品的铸模、切削、磨光等工序。
④性能的可设计性是复合材料的最大特点。
第二章复合材料的基体材料1.简述选择基体的原则：①金属基复合材料的使用要求；②金属基复合材料组成特点；③基体金属与增强物的相容性。
2.聚合物基体的种类：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物。
3.聚合物基体的作用：把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。
4.不饱和聚酯树脂：是指有线型结构的，主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。
复合材料与先进材料制造作业指导书
复合材料与先进材料制造作业指导书第一章复合材料基础知识 (2)1.1 复合材料概述 (2)1.2 复合材料的分类 (3)1.2.1 按组成材料分类 (3)1.2.2 按增强相分类 (3)1.2.3 按制备方法分类 (3)1.3 复合材料的功能特点 (3)1.3.1 轻质高强 (3)1.3.2 优异的力学功能 (3)1.3.3 良好的耐腐蚀功能 (4)1.3.4 良好的热稳定性 (4)1.3.5 优异的加工功能 (4)1.3.6 广泛的应用领域 (4)第二章复合材料的设计与制备 (4)2.1 复合材料设计原则 (4)2.2 复合材料制备工艺 (4)2.3 复合材料制备设备 (5)第三章先进材料概述 (5)3.1 先进材料的定义与分类 (5)3.2 先进材料的发展趋势 (6)3.3 先进材料的应用领域 (6)第四章先进材料的制备与加工 (7)4.1 先进材料的制备方法 (7)4.1.1 物理制备方法 (7)4.1.2 化学制备方法 (7)4.1.3 生物制备方法 (7)4.2 先进材料的加工工艺 (7)4.2.1 成型加工 (7)4.2.2 表面处理 (8)4.2.3 连接加工 (8)4.3 先进材料加工设备 (8)4.3.1 成型设备 (8)4.3.2 表面处理设备 (8)4.3.3 连接设备 (8)第五章复合材料功能测试与评价 (8)5.1 复合材料功能测试方法 (8)5.2 复合材料功能评价指标 (9)5.3 复合材料功能测试设备 (9)第六章先进材料在航空航天领域的应用 (10)6.1 航空航天领域复合材料的应用 (10)6.1.1 概述 (10)6.1.2 具体应用 (10)6.2 先进材料在航空航天领域的优势 (11)6.2.1 轻质高强 (11)6.2.2 耐腐蚀、耐磨 (11)6.2.3 抗疲劳功能 (11)6.2.4 热防护功能 (11)6.3 航空航天领域先进材料的发展趋势 (11)6.3.1 高功能复合材料 (11)6.3.2 智能材料 (11)6.3.3 生物降解材料 (12)6.3.4 超材料 (12)第七章先进材料在交通工具领域的应用 (12)7.1 交通工具领域复合材料的应用 (12)7.2 先进材料在交通工具领域的优势 (12)7.3 交通工具领域先进材料的发展趋势 (13)第八章先进材料在建筑领域的应用 (13)8.1 建筑领域复合材料的应用 (13)8.1.1 碳纤维复合材料在建筑领域的应用 (13)8.1.2 玻璃纤维复合材料在建筑领域的应用 (13)8.1.3 聚合物基复合材料在建筑领域的应用 (14)8.2 先进材料在建筑领域的优势 (14)8.3 建筑领域先进材料的发展趋势 (14)第九章先进材料在能源领域的应用 (14)9.1 能源领域复合材料的应用 (14)9.2 先进材料在能源领域的优势 (15)9.3 能源领域先进材料的发展趋势 (15)第十章复合材料与先进材料的环境影响与可持续发展 (15)10.1 复合材料与先进材料的环境影响 (15)10.1.1 环境污染问题 (16)10.1.2 生态影响问题 (16)10.2 复合材料与先进材料的资源利用 (16)10.2.1 资源类型 (16)10.2.2 资源利用现状 (16)10.3 复合材料与先进材料的可持续发展策略 (16)10.3.1 生产过程优化 (17)10.3.2 原材料替代 (17)10.3.3 废弃物处理与资源循环利用 (17)第一章复合材料基础知识1.1 复合材料概述复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法结合在一起，形成具有新功能的材料。
航天航空行业航天器材料与结构方案
航天航空行业航天器材料与结构方案第一章航天器材料概述 (2)1.1 材料分类与功能要求 (2)1.1.1 金属材料 (2)1.1.2 非金属材料 (3)1.1.3 复合材料 (3)1.2 材料选择原则与标准 (3)1.2.1 功能要求 (3)1.2.2 耐环境功能 (4)1.2.3 加工工艺性 (4)1.2.4 经济性 (4)1.2.5 可靠性 (4)1.2.6 发展前景 (4)第二章高功能结构材料 (4)2.1 金属结构材料 (4)2.2 复合材料 (5)2.3 陶瓷材料 (5)第三章航天器结构设计原理 (5)3.1 结构设计方法 (5)3.1.1 有限元法 (6)3.1.2 优化设计方法 (6)3.1.3 多尺度设计方法 (6)3.2 结构优化设计 (6)3.2.1 拓扑优化 (6)3.2.2 尺度优化 (6)3.2.3 多目标优化 (6)3.3 结构强度与稳定性 (6)3.3.1 结构强度 (7)3.3.2 结构稳定性 (7)第四章航天器壳体结构 (7)4.1 壳体结构设计 (7)4.2 壳体材料选择 (8)4.3 壳体结构制造与检测 (8)第五章航天器连接结构 (8)5.1 连接方式与选择 (8)5.2 连接强度分析 (9)5.3 连接结构优化 (9)第六章航天器热防护材料与结构 (10)6.1 热防护材料概述 (10)6.2 热防护结构设计 (10)6.3 热防护功能评价 (11)第七章航天器推进系统材料与结构 (11)7.1 推进剂材料 (11)7.1.1 固体推进剂 (11)7.1.2 液体推进剂 (11)7.2 喷管材料与结构 (12)7.2.1 喷管材料 (12)7.2.2 喷管结构 (12)7.3 推进系统热防护 (12)7.3.1 热防护材料 (12)7.3.2 热防护结构 (13)第八章航天器电子设备材料与结构 (13)8.1 电子设备材料概述 (13)8.1.1 金属材料 (13)8.1.2 塑料材料 (13)8.1.3 陶瓷材料 (13)8.1.4 复合材料 (13)8.2 电子设备散热结构 (14)8.2.1 散热器 (14)8.2.2 散热片 (14)8.2.3 散热管 (14)8.3 电子设备抗辐射设计 (14)8.3.1 抗辐射材料 (14)8.3.2 抗辐射设计原则 (14)8.3.3 抗辐射设计方法 (14)第九章航天器环境适应性材料与结构 (15)9.1 环境适应性要求 (15)9.2 环境适应性材料 (15)9.3 环境适应性结构设计 (16)第十章航天器材料与结构发展趋势 (16)10.1 材料研发趋势 (16)10.2 结构设计创新 (16)10.3 未来航天器材料与结构展望 (17)第一章航天器材料概述1.1 材料分类与功能要求航天器材料的分类繁多，主要根据其化学组成、物理功能及用途进行划分。
复合材料
第一章1复合材料有哪些优点？存在的主要问题是什么？（P6）2简述复合材料的组成？界面为什么也是一个重要组成？答：组成：基体，增强材料3谈谈复合材料的发展？答：复合材料是新材料领域的重要组成部分，与传统材料相比，复合材料具有：可设计性强、比强度比模量高、抗疲劳断裂性能好、结构功能一体化等一系列优越性能，是其他材料难以替代的功能材料和结构材料，是发展现代工业、国防和科学技术不可缺少的基础材料，也是新技术革命赖以发展的重要物质基础，复合材料已成为新材料领域的重要主导材料。
第二章2为什么玻璃纤维与块状玻璃性能不同？纤维的粗细对其强度有什么影响？为什么?答：玻璃纤维的结构与玻璃的结构本质上没有什么区别，都是一种具有短距离网络结构的非晶结构。
玻璃纤维的强度和模量主要取决于组成氧化物的三维结构。
玻璃是由二氧化硅的四面体组成的三维网络结构，网络间的空隙由钠离子填充，每一个四面体均由一个硅原子与其周围的氧原子形成离子键，而不是直接联到网络结构上。
网络结构和各化学键的强度可以通过添加其它金属氧化物来改变，由此可生产出具有不同化学性能和物理性能的玻璃纤维。
填充的Na或ca等阳离子称为网络改性物。
（P276. 玻璃纤维性能的主要特点是什么？..力学特性-脆性材料，拉伸强度高，但模量较低；纤维强度分散性较大，强度受湿度影响；..热性能-高温热处理后强度下降，导热系数低..耐介质性能-除HF外，对其他介质具有较好的耐腐蚀能力，受水侵蚀强度下降..电性能-与组分尤其是含碱量有关，具有良好的高频介电性能8什么是原纱、单丝、捻度、合股数、支数、特、旦？8. 什么是原纱、单丝、捻度、合股数、支数、特、旦？见p2910为什么玻璃布的强度比单丝强度要低的多？答：玻璃纤维的细度的影响因素：原料的熔融温度、漏板孔径、拉丝温度、拉丝速度等。
从理论上讲，玻璃纤维直径越细，其强度越高。
但实际生产中，单丝在拉丝过程中表面形成了很多微裂纹，使其强度远低于理论值。