1.复合材料的历史.发展.应用
第1章_聚合物基复合材料的概念、特性、应用与进展_
19
19
复合材料发展的第二代
先进复合材料的开发时期 复合材料的种类不断增加 基体材料主要为热固性树脂
20
20
年代以后） 第三代复合材料 （80年代以后） 年代以后
1982出现了先进热塑性复合材料； 出现了先进热塑性复合材料； 出现了先进热塑性复合材料 现代复合材料的成熟应用时期： 现代复合材料的成熟应用时期：复合材料不仅在航空 航天领域，而且在几乎所有工业和民用领域得到应用； 航天领域，而且在几乎所有工业和民用领域得到应用； 以金属或陶瓷为基体的先端复合材料也得以应用； 以金属或陶瓷为基体的先端复合材料也得以应用； 多功能复合材料得到 多功能复合材料得到发展 。 得到发展
17
17
近代的复合材料的发展——20世纪 年代 世纪40年代 近代的复合材料的发展 世纪
第二次世界大战中，美国用碎布酚醛树脂 碎布酚醛树脂代替木材制 第二次世界大战中，美国用碎布酚醛树脂代替木材制 备枪托； 备枪托； 采用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂 玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料被美国空 采用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料被美国空 军用于制造飞机构件（如雷达罩、油箱） 军用于制造飞机构件（如雷达罩、油箱）。 年到1960年这 年间，是玻璃纤维增强塑料时 年这20年间 从1940年到 年到 年这 年间， 复合材料发展的第一代。 可以称为复合材料发展的第一代 代，可以称为复合材料发展的第一代。
玻璃钢的缺点：质量较大、模量较低， 玻璃钢的缺点：质量较大、模量较低，不能满足航空航 天飞行器对高比模量和高比强度的要求。 天飞行器对高比模量和高比强度的要求。
18
18
第二代复合材料——1960年到 年到1980年 第二代复合材料 年到 年
1965年英国科学家研制出碳纤维 年英国科学家研制出碳纤维——高比模量、高比强度； 高比模量、 年英国科学家研制出碳纤维 高比模量 高比强度； 1971年美国杜邦公司开发出 年美国杜邦公司开发出Kevler-49 ； 年美国杜邦公司开发出 1975年先进复合材料（ACM）“碳纤维增强、硼纤维及 年先进复合材料（ ） 碳纤维增强、硼纤维及 Kevler纤维增强环氧树脂复合材料”已用于飞机、火箭的主承力 纤维增强环氧树脂复合材料” 纤维增强环氧树脂复合材料 已用于飞机、 件上。 件上。 20世纪 年代后战斗机的机翼、尾翼等部件都基本采用 世纪80年代后战斗机的机翼、 世纪 年代后战斗机的机翼 ACM，ACM用量占到机体质量 ， 用量占到机体质量20~30%。 。 用量占到机体质量
复合材料的历史和发展
复合材料的历史和发展随着科技的发展，复合材料作为一种新型的材料被广泛应用于工业、军事、航空等领域。
然而，复合材料的历史并不长，本文将从其起源、发展到现代应用进行探讨，以介绍复合材料在人类社会发展中的地位和作用。
一、复合材料的起源从人类最早使用材料的时期开始，就存在着使用多种材料进行复合制造的情况。
例如，在埃及金字塔的建造过程中，当地人用泥和其他物质混合在一起制成了一种强度更高的材料。
然而，在更早的时代，就有使用石头和木头制作拼花地板、石板屋顶的情况。
这些都是最早的复合材料。
在现代意义下，复合材料的起源可以追溯到二战期间。
当时，军方认识到金属在高空作战时的缺陷，而对于实验性的树脂和玻璃纤维组合材料却给予了极高的评价。
通过不断试验和改进，金属的替代品这一概念逐渐形成，种类越来越多，从而形成了复合材料这一新型材料的概念。
二、复合材料的发展二战期间的复合材料制造与发展，为现代复合材料的制造和应用打下了基础。
20世纪50年代，斯派里公司首开先河，大规模生产树脂和玻璃纤维复合材料（简称GFRP）。
这种材料在航空业、汽车制造业、建筑业等领域的应用逐渐普及。
根据统计数据，GFRP的用量在过去几十年中增长了至少20倍。
20世纪60年代，出现了碳纤维复合材料（简称CFRP），这种材料是当前复合材料中强度最高、刚度最大的一种材料。
其应用范围相对较窄，大多用于制造高强度轻质材料，如现代高速列车和航空航天等领域。
除了CFRP外，先进的Kevlar纤维强度也很高，但相对而言其成本相对较高，在多领域的应用也相对较少。
20世纪70年代以后，为制作出高性能的复合材料而进行的研究和试验越来越多，包括增强难熔的陶瓷、制造蜂窝结构材料等等。
三、现代复合材料的应用当前，复合材料在许多领域得到广泛应用，其性能和应用领域也越来越广，例如：1. 航空和航天领域：复合材料制造的飞机、卫星、导弹等，能够有效提高飞行器的运载能力和更换周期，从而为人们的生产和生活带来了方便。
陶瓷增强耐磨白口铸铁复合材料的发展与应用
耐磨铸铁以其优异的耐磨性及较低的成本广泛应用于矿山、煤炭、建材、冶金等行业。
随着我国制造业的飞速发展，对耐磨铸铁的消耗逐年递增，尤其在采矿、冶金、电力等行业中，因材料磨损导致失效的情况愈发严重[1~4]。
零件的磨损失效是由配合表面损伤导致的[5]，虽不像脆性断裂等突然失效会造成严重危害，但因停产更换零件而降低生产效率。
因此，如何增强材料的抗磨性，提高材料的使用寿命，成为备受关注的重要问题[6~10]。
本文对耐磨铸铁材料的强化手段进行总结，分析针对陶瓷颗粒增强耐磨铸铁材料的研究与应用现状，提出高性能耐磨铸铁材料开发的建议与思路。
1耐磨白口铸铁材料发展耐磨白口铸铁材料的使用可划分为几个阶段：非合金白口铸铁人类使用普通白口铸铁的历史可以追溯至2000年前，普通白口铸铁因基体内大量分布的渗碳体与莱氏体，能够降低犁铧等农具的磨损而被使用了近千年。
但普通白口铸铁无法承受冲击载荷，极易折断，因此仅适用于面粉机磨辊，球磨机磨段和清理设备中的铁丸及星铁等冲击载荷较低的工况。
镍硬铸铁镍硬铸铁（Ni-hard ）是含Ni （3.0%~5.0%）、Cr （1.5%~3.5%）的白口铸铁。
Ni 的加入可以提金属高淬透性，获得以马氏体为主体的基体，硬度显著提高，耐磨性好，同时大量残余奥氏体使材料有良好的冲击韧性。
镍硬铸铁的基体为马氏体，碳化物为M 3C 型碳化物，基体与碳化物硬度相差不大，易切削，也易断裂，易脱离基体，故其整体耐磨性能不理想。
目前，美国、英国、德国及我国均已建立标准体系，镍硬铸铁也已广泛应用于电力、水泥和铸造等多个行业，如磨辊和磨环、杂质泵过流器、轧辊、衬板及磨球1.天津重型装备工程研究有限公司助理研究员工程师，天津300457；2.天津重型装备工程研究有限公司研究员高级工程师，天津300457；3.天津重型装备工程研究有限公司部长研究员级高工，天津300457；4.东北大学材料科学与工程学院教授，辽宁沈阳110167陶瓷增强耐磨白口铸铁复合材料的发展与应用伊鹏跃1，陈楚2，朱琳3，佟伟平4摘要：介绍耐磨白口铸铁及耐磨铸铁基复合材料的发展过程及应用情况，分析耐磨白口铸铁材料的不足，寻求提升性能与寿命的新途径。
复合材料发展历史
复合材料发展历史复合材料是指由两种或两种以上的不同物质组成的材料，通过它们的相互作用而产生的新材料。
复合材料的发展历史可以追溯到几千年前的古代文明，但直到近代才得到了广泛的应用和研究。
古代的复合材料主要以自然材料为基础，如陶瓷、混凝土等。
例如，古代埃及人在建筑中使用了混凝土，其中混凝土是由石灰石和黏土等材料混合而成，具有较高的强度和耐久性。
此外，古代中国人也使用了复合材料，如陶瓷制品和漆器等。
这些古代文明的复合材料虽然在不同的领域有着重要的应用，但由于当时的技术限制，其发展程度相对较低。
随着工业革命的到来，复合材料的研究和应用进入了一个新的阶段。
19世纪末至20世纪初，人们开始研究和应用纤维增强复合材料。
最早的纤维增强复合材料是由木材和纤维素等天然纤维构成的，具有较好的强度和韧性。
20世纪40年代，人们开始使用玻璃纤维和树脂制造纤维增强复合材料，这种材料具有较高的强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
20世纪60年代至70年代，复合材料的研究和应用进入了一个新的阶段。
人们开始使用碳纤维和复合树脂制造高性能复合材料，这种材料具有极高的强度和轻质化特性，被广泛应用于航空航天、运动器材、汽车等领域。
同时，人们还开始研究其他类型的纤维增强复合材料，如硼纤维、陶瓷纤维等，以满足不同领域对材料性能的需求。
近年来，随着科学技术的不断发展，复合材料的研究和应用进入了一个全新的阶段。
人们开始研究和应用纳米复合材料、生物复合材料等新型复合材料，以满足不同领域对材料性能的更高要求。
例如，纳米复合材料具有较高的强度、硬度和导电性能，可应用于电子器件、储能设备等领域。
生物复合材料具有良好的生物相容性和可降解性，可应用于医疗器械、组织工程等领域。
总的来说，复合材料的发展历史可以追溯到古代文明，经历了从自然材料到纤维增强复合材料，再到高性能复合材料的演变过程。
随着科学技术的不断进步，复合材料的研究和应用将会越来越广泛，为人类的生产和生活带来更多的创新和发展。
1.复合材料的历史.发展.应用解析
2021/5/22
31
第一章 总论
1.1 复合材料发展概况 1.2 复合材料命名与分类 1.3 复合材料的基本性能 1.4 复合材料结构设计基础
2021/5/22
32
复合材料的基本性能
复合材料的共同特点：
➢ 性能的可设计性。例如，针对方向性材料强度的设计，针
2021/5/22
20
航天飞机与复合材料
“发现号”
2021/5/22
“阿特兰蒂斯号 ”
“奋进号”
21
航天飞机的三大件
2021/5/22
22
发现号航天飞机的组成
轨道行行器，最具代表性部分，长37.24m，高17.27m，翼展29.79m。 ➢ 前段:航天员座舱，分三层。上、中层可容纳8人，供航天员工作和休 息；下层为底舱，设置冷气管道、风扇、水泵、油泵和存放废弃物等。 ➢ 后段：垂直尾翼、三台主发动机和两台轨道机动发动机。主发动机在 起飞时工作。每台产生1668千牛的推力。轨道器中、后段外两侧是机翼。 ➢ 轨道器的头锥部和尾部，有用于轻微轨道调整的小发动机，共44台。 外挂燃料箱：长46.2m，直径8.25m，能装700多吨液氢液氧推进剂。 固体火箭助推器：两枚，在外贮箱两侧，长45m，直径约3.6m，每枚 可 产 生 15682 千 牛 的 推 力 ， 承 担 航 天 飞 机 起 飞 时 80% 的 推 力 。
铜雀台是如何构筑的？
2021/5/22
7
古代的复合材料
➢ 糯米石灰浆 ➢铜雀台的核桃油浸地砖 ➢草秸增强泥巴筑墙 ➢古代的灰油 (桐油+石灰)
2021/5/22
8
复合材料的发展概述
复合材料的发展概述
随着现代工业的迅猛发展，复合材料在结构材料工程领域中的重要性不容忽视。
复合材料是由金属、非金属和终端等组成的多种材料。
这种材料的出现为工业应用提供了无限的可能性。
本文将讨论复合材料的发展历史、形态和应用领域，以及其今后的发展前景。
复合材料的发展始于20世纪初，当时的研究人员们主要是研究金属和无机材料而不是复合材料。
在二战期间，复合材料得到了广泛应用，主要用于飞机和航天器的结构部分。
在随后的几十年中，复合材料的发展迅猛。
在这个过程中，最重要的发展是从绝缘子和隔热材料到结构材料的转变。
这一进步使得复合材料可以被用于汽车、船舶、飞机和其他各种结构材料的制造中，大大提高了这些产品的性能。
今天，复合材料的应用已经从传统的“无氧铸造”和“钢筋混凝土”领域扩展到包括轻金属、高比强度和高温等特种结构材料的应用领域。
同时，复合材料的发展也使得3D打印技术的应用取得了重大突破，从而使更多的复合材料被应用到实际的工程项目中。
复合材料PPT
第一章
总 论
1.1 发展概况
1.2 复合材料定义、命名 和分类 1.3 复合材料的基本性能
第一章 总 论
1.1 发展概况
材料发展历史： 石器、铜器、铁器时代等 实现生产、科学目的： 新材料研究 材料科学历史： 四十多年
问 题： （1）复合产物能否为液体或气体？ （2）复合材料是不是只能是一个
连续相与一个分散相的复合？
1.2.2 命名
例：玻璃纤维增强树脂基复合材料命名
玻璃钢 玻纤增强塑料、玻璃塑料、玻璃布 层压板、玻璃纤维复合材料
命名原则：
增强材料+基体材料+复合材料
例：碳纤维环氧树脂复合材料 书写： 碳/环氧复合材料
亚短钢纤维（长度40—60mm) 短钢纤维（长度20—35mm) 超短钢纤维（长度＜15mm)
横截面形状：圆形、矩形截面 钢纤维主要品种：不锈钢、低碳钢
图 15
高架桥
1.3.6 三种复合材料性能比较 （1）使用温度、硬度 使用温度： CMC >MMC > PMC 硬 度: CMC >MMC > PMC
纤维增强树脂基复合材料：
● 基体强韧性降低裂纹扩展速度 ● 纤维对裂纹阻隔作用，使裂纹 尖端变纯或改变方向
裂纹扩展路径曲折、复杂
图12 三种材料疲劳性能比较
1—碳纤维复合材料
3—铝合金
2—玻璃钢
金属疲劳强度=20—50%抗张强度
碳纤维复合材料疲劳强度=
70—80%抗张强度
（3）减振性能好 影响自振频率因素：
1.3.2 聚合物基复合材料及主要性能
碳纤维增强树脂基复合材料
➢ 航天应用： 1.军机应用 2.民机应用
发展与应用——航空航天上的应用
➢ 航空应用 1.卫星及空间站的结构材料和部件 2.导弹用结构材料 3.运载火箭用结构材料
发展与应用——在能源、汽车及其他工业部门的应用
对于未来的汽车工业，碳纤维复合材料将成为汽车 制造的主流材料。将在汽车发动机汽缸，机械驱动轴， 车体板和其他部件得到发展和应用。
发展与应用
高性能环氧复合材料已广泛应用在各种飞机上， 其发展可分为三个阶段：
第一阶段：
第二阶段应：
第三阶段：
应用于受力不大的 应用于承力大的结 应用于复杂受力结
构件，如各类操作 构件，如安定面、 构，如机身、中央
面、副翼、口盖、 全动平尾和主受力 翼盒等。
阻力板等。
结构机翼等。
发展与应用——航空航天上的应用
• 碳纤维、碳化硅纤维等高性能增强材料的出现，并使用高性能 20世纪70年 树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料ACM
代
70年代~现 在
• 美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机--里尔芳 2100号；采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机； 波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构
环氧树脂基体：粘附力强、收缩 性低、化学稳定性、价格较低， 但韧性不足，耐湿热性差。
碳纤维增强树脂基复合材料简介——树脂基体
树脂基体的重要性能有：使用温度、强度、刚度、耐疲劳性、韧性和耐湿热老化等。
目前发展高性能树脂基体主要方向是：
1）新型高温型树脂基体，使用温度在300 ℃以上； 2）高韧性的树脂基体，如冲击后压缩强度（CAI）＞300 MPa 的树脂基 体； 3）适用于低成本的液体成型工艺（如RTM 成型工艺）的树脂基体； 4）能满足复合材料结构功能一体化的新型树脂基体，如具有透波和吸波功 能的树脂基体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
第一章 总论
1.1 复合材料发展概况 1.2 复合材料命名与分类
1.3 复合材料的基本性能
1.4 复合材料结构设计基础
万里长城
用整齐的条石、块石和大城砖包砌城墙，胶结材料用的是
糯米石灰浆
“石柜”
距今400年前的木乃伊（发现于南充市） 糯米石灰浆
埃及金字塔是如何建造的
2000年，法国的约瑟· 大
新生产工艺的不断出现推动着聚合物复合材料工业的发展
现代复合材料的发展（中国）
我国树脂基复合材料始于1958年，当时以手糊工艺研制 了树脂基复合材料渔船，以层压和卷制工艺研制成功树脂基 复合材料板、管和火箭筒等。1971年以前我国的树脂基复合 材料工业主要是军工产品，70年代后开始转向民用。2007年，
铝基复合材料、钛基复合材料等；
(3) 陶瓷基复合材料：以无机非金属材料(包括玻璃和
水泥)为基体的复合材料。
第一章 总论
1.1 复合材料发展概况 1.2 复合材料命名与分类
1.3 复合材料的基本性能
1.4 复合材料结构设计基础
复合材料的基本性能
复合材料的共同特点：
性能的可设计性。例如，针对方向性材料强度的设计，
卫杜维斯根据化验结果得 出结论：金字塔上的石头 是用石灰和贝壳经人工浇 筑混凝而成的。
混合物凝固硬结好，它和
天然石头的差别难以分辨。
石头中发现了一缕约1英寸长的人发。
现代考古研究证实人类早在数千年前就知道如何制作混凝土。
曹操修建铜雀台
建安十五年，曹操击败袁绍及其三子，并北征乌桓，平定 北方。于是在邺建都，于漳河畔大兴土木修建铜雀台，高十 丈，分三台（包括随后修建的金凤台和冰井台），各相距六 十步远，中间各架飞桥相连。铜雀台建成后曹操召集文武在 台前举行比武大会，又命自己的几个儿子登台作赋。其中曹 植下笔成章，作《铜雀台赋》。
ISO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。
复合材料的组成
通常有一相为连续相，称为基体,如混凝土中 的水泥凝胶； 另一相为分散相，称为增强材料,如混凝土中 的砂石。分散相以独立形态分布在整个连续相中， 两相之间存在相界面-界面相。分散相包括增强纤 维,颗粒状或弥散填料。
第一章 总论
1.1 复合材料发展概况 1.2 复合材料命名与分类
1.3 复合材料的基本性能
1.4 复合材料结构设计基础
复合材料的命名
玻璃纤维环氧树脂复合材料或玻璃／环氧复合材料
石墨/铝复合材料 (Gr/Al) 碳/二氧化硅复合材料
碳/碳复合材料
复合材料的分类(1)
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(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、
• 简单剪切：材料受到与截面相平行、大小相等、方向相反且不在同一
直线上的两个力F作用时，发生简单剪切。 g = △l / l0 = tan q, s s = F/ A0 • 均匀压缩： gv = △V / V0
力学性能的基本指标—弹性模量
弹性模量（模量）
单位应变所需应力的大小，是材料刚性的表征。
三种形变对应三种模量 拉伸模量（杨氏模量）：E = s / e 剪切模量 ：G = ss / g 体积模量（本体模量）：B = P / gv
架外，几乎看不到金属，可提高燃油效率２０％ ,该机为世界 上第一个采用复合材料机翼和机身的大型客机； 国产大飞机,复合材料至少占２５％.
复合材料具有高强度、高刚性，良好的抗疲劳性、抗 腐蚀性等一系列优点。在飞机上采用复合材料意味着
可以显著减轻飞机的结构重量、提高飞机的性能。
航天飞机与复合材料
“发现号”
我国热固性复合材料(FRSP)产量为180万吨。
先进复合材料
(Advanced Composite Materials, ACM )
以碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳
纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能纤维作为增强
材料，并使用高性能树脂、金属及陶瓷为基体的复
合材料。 先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能， 是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器 的理想材料。
3) 粒状填料复合材料：微小颗粒状增强材料分散在
基体材料中；
4) 编织复合材料：以平面二维或立体三维纤维编织
物为增强材料与基体复合而成。
复合材料的分类(3)
按基体材料分类
(1) 聚合物基复合材料：以有机聚合物为基体的复合
材料，如热固性和热塑性聚合物基复合材料;
(2) 金属基复合材料：以金属为基体的复合材料，如
高强度聚烯烃纤维等)复合材料；
(4) 金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料； (5) 陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维
等 )复合材料；
(6) 混杂纤维复合材料。
复合材料的分类(2)
按增强材料形态分类
1) 连续纤维复合材料：作为分散相的纤维，每根 纤维的两个端点都位于复合材料的边界处；例? 2) 短纤维复合材料；短纤维无规则地分散在基体材 料中；
耐疲劳性能好
金属材料的疲劳破坏常常是突发性的，而聚合物基复合材料中纤维
与基体的界面能阻止材料受力所致裂纹的扩展，其疲劳破坏有明显的 预兆。 大多数金属材料的疲劳强度极限是其抗张强度的40％-50％。而碳 纤维／聚酯复合材料的疲劳强度极限可达其抗张强度的70％-80％。
聚合物基复合材料的主要性能(3)
铜雀台是如何构筑的？核桃油浸地砖
草秸增强泥巴筑墙
古代的灰油 (桐油+石灰)
近代复合材料: 混凝土
现代复合材料: 玻璃钢制 品
玻璃钢制品
现代复合材料的发展(1)
1932年树脂基复合材料在美国诞生 ； 1944年以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机试飞成功； 1949年研究成功玻璃纤维预混料并制出了表面光洁，尺寸、形 状准确的复合材料模压件； 1961年片状模塑料（SMC）问世，该技术可制出大幅面表面 光洁、尺寸稳定的制品，如汽车、船的壳体以及卫生洁具等；
减震性好 相同形状受力结构的自振频率与结构材料比模量的平方根成 正比，复合材料比模量高，具有高的自振颜率。同时，复合材 料界面具有吸振能力，使材料的振动阻尼很高。 试验表明：同样大小的振动，轻合金梁需9s停止，而碳纤维 复合材料梁只需2.5s就会停止。 过载时安全性好
使用先进复合材料作为主承力结构，使用碳纤维、 有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维复 合材料制造机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件， 不仅使飞机结构重量减轻，还提高了飞机的各种飞 行性能。
国产支线飞机ARJ-700
所用复合材料主要从美国进口
大飞机与复合材料
Ａ３８０,复合材料占２５％；
Ｂ７８７,复合材料占５０％ , 除机翼、尾翼前缘、发动机挂
针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。 综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能。 例如,玻璃/环氧复合材料，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。
可制成所需任意形状的产品，可避免多次加工。例如，
可避免金属产品的铸模、切削、磨光等工序。
高分子材料的力学性能
力学性能的基本指标 高弹性能 粘弹性 聚合物的力学屈服 聚合物的力学强度 摩擦与磨耗 疲劳强度
复合材料概论
内容
复合材料的定义.分类.特性.发展
课时
2 4 8
内容
复合材料的界面 聚合物基复合材料 的制备工艺
课时
4
复合材料的基体材料 复合材料的增强材料
教材与参考书 :
6 8
聚合物基复合材料 的性能
1. 王荣国，武卫莉，谷万里编，《复合材料概论》，哈尔滨工业大学出版社，1999年； 2. 陈华辉，邓海金，李明等编，《现代复合材料》，中国物资出版社，1998年； 3. 黄家康，岳红军，董永祺编，《复合材料成型技术》，化学工业出版社，1999年； 4. 期刊: Advanced Materials; Chemical Materials; Composites.
力学性能的基本指标—应力和应变
应变
受到外力作用而又不产生惯性移动时，材料的几何形状和尺寸发生的变化
应力
定义为单位面积上的内力，内力是材料宏观变形时，其内部分子及原子间 发生相对位移，产生分子间及原子间对抗外力的附加内力。
材料的受力方式
• 简单拉伸：张应变e = △l / l0, 习用应力s = F/ A0.
三种模量间的关系：E = 2G ( 1 + n ) = 3 B (1- 2n)
n 是泊松比：拉伸形变中横向应变与纵向应变的比值
力学性能的基本指标—硬度与强度
硬度是衡量材料表面抵抗机械压力的一种指标。
硬度的大小与材料的抗张强度和弹性模量有关。
有时用硬度作为抗张强度和弹性模量的一种近似估值。 强度 抗张强度（拉伸强度）:试样断裂前所承受的最大载荷与其截
60年代中期利用拉挤成型工艺实现复合材料制品的连续化生产， 能生产棒状、管、箱形、槽形、工字形等复杂截面的型材;
现代复合材料的发展(2)
70年代树脂反应注射成型（RIM）和增强树脂反应注射 成型（ RRIM）技术研究成功，使产品两面光洁，现已大量 用于卫生洁具和汽车零件的生产; 1972年美国PPG公司研究成功热塑性片状模塑料成型技 术。改变了热固性基体复合材料生产周期长、废料不能回 收问题; 80年代发展离心浇铸成型法，曾使用这种工艺生产10 m 长的复合材料电线杆、大口径受外压的管道等 .
密度
抗张强度 弹性模量 比强度 比模量
(105MPa) (107cm) (109cm)
(g/cm3) (103MPa)
硼/铝复合材料