复合材料期末复习资料
【复合材料概论】复习重点应试宝典
【复合材料概论】复习重点应试宝典第⼀章总论1、名词：复合材料基体增强体结构复合材料功能复合材料复合材料(Composite materials)，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，在宏观上组成具有新性能的材料。
包围增强相并且相对较软和韧的贯连材料，称为基体相。
细丝(连续的或短切的)、薄⽚或颗粒状，具有较⾼的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受外加载荷时是主要承载相，称为增强相或增强体。
它们在复合材料中呈分散形式，被基体相隔离包围，因此也称作分散相。
结构复合材料：⽤于制造受⼒构件的复合材料。
功能复合材料：具有各种特殊性能（如阻尼，导电，导磁，换能，摩擦，屏蔽等）的复合材料。
2、在材料发展过程中，作为⼀名材料⼯作者的主要任务是什么？（1）发现新的物质，测试其结构和性能；（2）由已知的物质，通过新的制备⼯艺，改变其显微结构，改善材料的性能；（3）由已知的物质进⾏复合，制备出具有优良性能的复合材料。
3、简述现代复合材料发展的四个阶段。
第⼀代：1940-1960 玻璃纤维增强塑料第⼆代：1960-1980 先进复合材料的发展时期第三代：1980-2000 纤维增强⾦属基复合材料第四代：2000年⾄今多功能复合材料（功能梯度复合材料、智能复合材料）4、简述复合材料的命名和分类⽅法。
增强材料+（/）基体+复合材料按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编织复合材料；按增强纤维种类分类：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，混杂复合材料（复合材料的“复合材料”）；按基体材料分类：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；按材料作⽤分类：结构复合材料，功能复合材料。
5、简述复合材料的共同性能特点。
(1)、综合发挥各组成材料的优点，⼀种材料具有多种性能；(2)、复合材料性能的可设计性；(3)、制成任意形状产品，避免多次加⼯⼯序。
复合材料（第二版）知识点复习
复合材料（第二版）知识点复习第一章概论1.1物质与材料材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质人类（材料）发展的四大阶段：石器时代→青铜时代→铁器时代→人工合成时代1.2复合材料的定义与特点复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。
特点：①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。
②组分保留各自固有的物化特性③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关④组分间存在这明显的界面，并可在界面处发生反应形成过渡层，是一种多相材料简述复合材料的特点。
①比强度、比模量大②耐疲劳性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展，破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的预兆。
③减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震能力，因而振动阻尼高。
④耐烧蚀性能好，因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀材料。
⑤工艺性好，制造制品的工艺简单，并且过载时安全性好。
1.3组成与命名以增强体和基体共同命名时：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料p、w、f下标→颗粒、晶须、纤维M MCs金属基复合材料，聚合物基复合材料PMCs, 陶瓷基复合材料CMCs1.4分类按基体：聚合物基，金属基，无机非金属基（陶瓷、玻璃、水泥、石墨）复合材料按纤维增强体种类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、陶瓷纤维按增强体形态：连续纤维，短纤维，颗粒，晶须增强近代的复合材料以1942年制出的玻璃纤维增强塑料为起点第二章增强体2.1增强体（起到增韧、耐磨、耐热、耐蚀等提高和改善性能的作用）纤维是具有较大长径比的材料，具有较高的强度，良好的柔曲性，高比强度，高比模量，与基体相容性好，成本低工艺学好2.1.1玻璃纤维：非晶型无机纤维，二氧化硅（形成骨架，高熔点）和其他元素的碱金属氧化物（二氧化硅提高GF化学稳定性，碱金属降低熔点和稳定性，改善制备工艺）①性能→力学：无屈服无塑性，脆性特征，拉伸强度高，模量较低，直径越小，长度越短，含碱量越低，拉伸强度越高，与水作用强度降低→热性能：耐热性较高，玻璃纤维热处理使微裂纹增加，强度降低→电性能：电绝缘性能优，在纤维表面涂石墨或金属成为导电纤维→玻璃耐酸碱、有机溶剂性能好，玻璃纤维耐蚀性能变差E无碱玻璃纤维：绝缘，机械性能强，耐水性好C中碱玻璃纤维：耐酸性好（酸与硅酸盐生成氧化硅保护膜），耐水性差，A有碱玻璃纤维②结构：微晶结构假说和网络结构假说，GF为无定形结构，三维网状结构，各向同性。
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。
复合材料复习
复合材料复习内容一、填空题1．复合材料的三种基本的物理相是，，。
2．复合材料按基体的类型可命名为：，，。
3．对聚合物基复合材料以增强纤维的类型来命名可分为：，，。
4．试分别写出常见的三种无机纤维是：及三种有机纤维是：。
5. 玻璃纤维的一次结构是：；二次结构是：。
6．玻璃纤维可用和两种工艺制备。
7．提高树脂耐腐蚀性的途径是：；；。
8．复合材料的界面效应包括：。
9．界面的形成有两个阶段，第一阶段是：；第二个阶段：是。
10．增强热塑性塑料片材（GMT）可分为两类，一种是：，另一种是：。
11．复合材料成型加工包括，和_________三个方面的内容。
12.纤维缠绕成型的三种缠绕规律：__________,_________,_________.13.复合材料的成型三要素：__________,_____________,_________.二、是非题（先判断对或错，若错请写出理由。
）1．环氧当量就是环氧值。
2．复合材料的界面是一个几何界面，没有厚度。
3．浸润吸附理论认为界面的粘接力决定于范德华力。
4.初混合操作是在聚合物熔点以下的温度和较大的剪切应力下进行的一种操作。
5．长纤维增强热塑性塑料颗粒最宜采用双螺杆排气式挤出机混合法，而短纤维增强热塑性塑料颗粒最宜采用挤出机电缆包覆法。
6．酚醛模塑粉也叫电玉粉，脲醛模塑粉也叫电木粉。
7．当固体的表面张力大于液体的表面张力时，液体可以湿润固体。
三、简答题四、论述题1．简述复合材料的定义及特征。
2．简要说明玻璃纤维、碳纤维及芳纶性能的主要特点。
1）玻璃纤维：（1）拉伸强度较高，模量较低，呈脆性。
（2）具有短时耐高温特性。
（3）在水中浸泡后，强度降低。
（4）电绝缘性好。
2）碳纤维：（1）较高的比强度、很高的比模量、脆性大、冲击性能差。
（2）耐高低温性能好，导热性能好，尺寸稳定性好，耐疲劳性能好。
（3）与树脂的粘结性能差，碳纤维复合材料的层间剪切强度较低。
（4）耐腐蚀性、耐水性比GF好，但空气下的耐热性比GF差。
复合材料复习资料
复合材料复习资料复合材料定义：由两种或两种以上物理化学性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。
复合材料的几个发展阶段：天然复合材料、传统复合材料、通用复合材料、先进复合材料复合材料分类：1.按用途分类结构复合材料和功能复合材料2.按基体类型分类聚合物基、金属基、无机非金属基复合材料3.按增强体形式分类颗粒增强型、纤维增强型、片材增强型、层叠式增强纤维种类：按纤维组成分类:无机纤维：玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）、硼纤维（BF）、碳化硅纤维、氧化铝纤维等；有机纤维：芳纶纤维(KF)、聚酯纤维、聚乙烯纤维等复合材料性能：优点：1.比强度与比模量高（有利于材料减重） 2.良好的抗疲劳性能 3.减振性能好 4抗腐蚀性好 5高温性能好 6导电导热性能好 7耐磨性好 8容易实现制备与形成一体化比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。
缺点：稳定性稍差，耐温和老化性差，层间剪切强度低等比强度：材料的抗拉强度与材料比重之比叫做比强度。
比模量：材料的模量与密度之比。
比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。
影响复合材料性能的主要因素：增强材料的性能；基体材料的性能；含量及其分布状况；界面结合情况；作为产品还与成型工艺和结构设计有关选择基体金属的原则①根据金属基复合材料的使用要求②根据金属基复合材料组成特点③基体金属与增强物的相容性（尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应）金属基体的温度范围：1.用于450 ℃以下的轻金属基体，主要是铝基和镁基复合材料2.用于450-700 ℃的复合材料的金属基体，主要是钛合金基体复合材料3.用于600-900 ℃的复合材料的金属基体，主要是铁和铁合金4.用于1000 ℃以上的金属基体，主要是镍基耐热合金和金属间化合物常见陶瓷基体：玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等聚合物基体的种类：热固性树脂（不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂）及各种热塑性聚合物聚合物基体的作用：1把纤维黏在一起2分配纤维间的载荷3使纤维不受环境影响热固性树脂：低分子物在引发剂、促进剂作用下生成的三维体形网状结构聚合物。
哈工大版复合材料复习资料
复合材料:由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料。
组成：增强相--纤维、晶须、颗粒（不连续相）。
基体相--金属、陶瓷、聚合物（连续相）。
共同特点：1.综合发挥各种组成材料的优点，使得一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。
2.可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。
（性能的可设计性）3.可制成形状复杂的产品，避免多次加工工序。
性能取决于基体相、增强相种类及数量，其次是它们的结合界面、成型工艺等。
聚合物基复合材料主要性能：1）比强度、比模量大2）耐疲劳性能好3）减震性好4）过载时安全性好5）具有多种功能性：耐烧蚀性好、有良好的摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、特殊的光学电学磁学特性。
金属基复合材料主要性能：1）高比强度、比模量2）导热、导电性能、3）热膨胀系数小、尺寸稳定性好4）良好的高温性能5）耐磨性好6）良好的耐疲劳性能和断裂韧性7）不吸潮、不老化、气密性好。
陶瓷材料强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和比重较小，这些优异的性能是一般常用金属材料、高分子材料及其复合材料所不具备的。
但陶瓷材料抗弯强度不高，断裂韧性低，限制了其作为结构材料使用。
当用高强度、高模量的纤维或晶须增强后，其高温强度和韧性可大幅度提高。
⑴硬度陶瓷基>金属基>树脂基⑵耐热性树脂基:60～250℃金属基:400～600℃陶瓷基:1000～1500℃⑶耐自然老化陶瓷基>金属基>树脂基⑷导热导电性金属基>陶瓷基>树脂基⑸耐蚀性陶瓷基和树脂基>金属基⑹工艺性及生产成本陶瓷基>金属基>树脂基三个结构层次：一次结构，由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分的力学性能、相几何和界面区的性能；二次结构，由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何；三次结构，通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。
复合材料复习资料
复合材料复习资料《复合材料学》作业1.常见的材料强化途径都有哪些？请分别进行简要的论述固溶强化、细晶强化、析出强化、弥散强化、形变强化、相变强化。
【固溶强化】溶入固溶体中的溶质原子产生晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。
在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。
【细晶强化】通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，符合霍尔-佩奇公式σs=σ0+kd-1/2第二相粒子强化包括析出强化和弥散强化。
析出强化（时效强化）：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由其脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。
弥散强化的实质是利用弥散细微粒阻碍位错的运动，从而提高材料的力学性能。
【形变强化】金属材料冷变形时强度和硬度升高.而塑性和韧性降低的现象。
【相变强化】它不是一种独立的强化机制，实际上是固溶强化、弥散强化、形变强化和细晶强化的综合效应。
2.碳钢的常用热处理工艺有哪些？主要操作方法及目的？有退火、正火、回火、淬火。
【退火】将钢件加热到一定的温度，并保温一定时间，然后，以相对缓慢的速度冷却（随炉或埋沙）到室温，得到接近平衡状态的显微组织的热处理。
【目的】a）均匀化学成分及组织，细化晶粒b）调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善成形和切削加工性能c）为淬火做好组织准备【正火】将钢加热到奥氏体区完全奥氏体化，然后出炉进行空冷，以得到珠光体类(索氏体)组织的热处理。
【目的】a）改善低碳钢和低碳合金钢的可加工性能b）作为最终热处理，提高工件力学性能c）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热热处理d）消除热加工缺陷【回火】将淬火钢件重新加热到Ac1以下的温度，保温，然后冷却的一种热处理形式。
【目的】a）降低或消除内应力，防止工件开裂变形b）减少或消除残余奥氏体，稳定工件尺寸c）调整内部组织和性能，满足工件使用要求【淬火】加钢加热到奥氏体转变区进行奥氏体化（亚共析钢加热到Ac3以上，过共析钢加热到Ac1以上），保温一定时间，然后以大于淬火临界冷却速度进行冷却，使奥氏体发生非平衡转变，得到马氏体或贝氏体等非平衡组织的热处理工艺。
复合材料期末考试重点
一、复合材料为何具有可设计性？简述复合材料设计的意义。
组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能，赋予复合材料的可设计性。
意义：①每种组分只贡献自己的优点，避开自己的缺点。
②由一组分的优点补偿另一组分的缺点，做到性能互补。
③使复合材料获得一种新的、优于各组分的性能（叠加效应）。
优胜劣汰、性能互补、推陈出新。
四、在聚合物基复合材料中，为什么必须有适度的界面粘结？答：界面粘结的好坏直接影响增强体与基体之间的应力传递效果，从而影响复合材料的宏观力学性能。
界面粘结太弱，复合材料在应力作用下容易发生界面脱粘破坏，纤维不能充分发挥增强作用。
若对增强材料表面采用适当改性处理，不但可以提高复合材料的层间剪切强度，而且拉伸强度及模量也会得到改善。
但同时会导致材料冲击韧性下降，因为在聚合物基复合材料中，冲击能量的耗散是通过增强体与基体之间界面脱粘、纤维拔出、增强树料与基体之间的摩擦运动及界面层可塑性变形来实现的。
若界面粘结太强，在应力作用下，材料破坏过程中正在增长的裂纹容易扩散到界面，直接冲击增强材料而呈现脆性破坏。
适当调整界面粘结强度，使复合材料的裂纹沿界面扩展，形成曲折的路径，耗散较多的能量，则能提高复合材料的韧性。
因此，不能为提高复合材料的拉伸强度或抗弯强度而片面提高复合材料的界面粘结强度，要从复合树料的综合力学性能出发，根掘具体要求设计适度的界面粘结，即进行界向优化设计。
四、叙述金属基复合材料基体选择的原则。
答：⑴金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。
⑵由于增强体的性质和增强机理不同，在基体材料的选择上有很大差别。
⑶选择金属基体时要充分考虑基体与增强体的相容性和物理性能匹配。
尽量避免增强体与基体合金之间有界面反应，界面润湿性良好。
八、根据下图，讨论为什么在相同体积含量下，SiC晶须增强MMC强度（抗拉与屈服强度）均高于颗粒增强MMC，而这两者的弹性模量相差不大。
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标准文案 大全 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/Al 3. 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，p 2、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）） 标准文案 大全 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。（无偶联剂作用） 玻璃纤维表征：(i) 定长法：“tex”（含义）； (ii) 质量法：“支”（含义）
❖ 硼纤维 芯材：钨、碳和石英 制备：化学沉积（CVD）法 原料：卤化硼 或 氢化硼 形貌：玉米棒状（W芯） 光滑（C芯） 表面涂层：SiC （防止脆性相的产生 or 便于与基体结合） 目前比模量和比强度最高的陶瓷增强纤维
❖ 碳纤维 1)制备：有机纤维碳化法 有机纤维前驱体满足条件：碳化过程不熔融，保持纤维形态，碳化收率高··· 三种重要的前驱体：聚丙烯腈；黏胶纤维（人造丝）；沥青纤维。 以PAN为例(制造高强度、高模量碳纤维多选用聚丙烯腈)：拉丝--牵引--稳定化--碳化--石墨化 拉丝：即PAN原纤维制备，湿法纺丝、干法纺丝，不能熔融纺丝；PAN特性：受热分解不熔融。 施加牵伸力目的在于使纤维产生择优取向，提高强度和模量。 碳纤维的表面处理方法（见第4章） 石墨纤维和碳纤维的区别： 处理温度不同、C含量不同、晶型不同 碳纤维结构： 乱层石墨结构。 特性：导热系数较高、线膨胀系数具有负的温度效应 （可以抵消热胀冷缩现象） 例1)碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体，具有韧性好等特点，下列物质中可用于制造的是（ ）。 A、电话亭和餐桌椅 B、网球拍和钓鱼竿 C、飞机用隔热瓦 2)在PAN法制备CF的工艺过程中，为什么要进行预氧化、碳化和石墨化三个处理过程？（P20） 聚丙烯腈纤维（PAN）是线性高分子结构，耐热性差，高温会裂解，不能经受碳化的高温得到碳纤维，预氧化可避免直接碳化处理时爆发产生有害的闭环和脱氢等放热反应，防止后续工序中纤维熔并。碳化是在N2保护下进行热解反应，将结构中不稳定部分与非碳原子裂解出去，同时进行分子间的缩合，形成碳素缩合环。石墨化处理可以使碳纤维发生石墨化结晶，形成石墨纤维，以较大幅度提高碳纤维的模量
❖ SiC纤维 1) 特点： 高比强度、高比模量、高温抗氧化性、优异的耐烧蚀性、耐热冲击性和吸波隐身性能等。 标准文案 大全 2) 碳纤维增强铝基复合材料可用于飞机、导弹、发动机的高性能结构件。 碳化硅纤维增强聚合物基复合材料，可以吸收或透过部分雷达波；作为雷达天线罩、火箭、导弹和飞机等飞行器部件的隐身结构材料，和航空、航天、汽车工业的结构材料与耐热材料。 3) 制备： (i) 化学气相沉积法 CH3SiCl3 → SiC↓ +3 HCl↑ (ii) 先驱体法： (Nicalon) 制备聚碳硅烷、熔融纺丝、不熔化处理和高温烧成。
3、晶须 1) 晶须与纤维的区别： ①晶须是单晶；纤维可以是非晶、单晶或多晶； ②晶须直径< 3 μm; 纤维直径几微米至几十微米。 ③晶须较纤维缺陷少，强度高（机械强度近似相邻原子之间的作用力）、模量大。 2) 晶须主要分陶瓷晶须(Al2O3、SiC) 和金属晶须两大类。 3) 唯一一种具有空间结构的晶须： ZnO晶须
4、颗粒 颗粒增强体（炭黑）与填料（滑石粉、CaCO3）的区别：前者以增强为主要目的，后者以填充体积为主要目的。 刚性颗粒增强体：指具有高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温的陶瓷和石墨等非金属颗粒，如碳化硅、氧化钛、氮化硅、石墨、细金刚石等。 延性颗粒增强体：主要为金属颗粒，加入到陶瓷基体和玻璃陶瓷基体中增强其韧性，如Al2O3中加入Al，WC中加入Co等。金属颗粒的加入使材料的韧性显著提高，但高温力学性能会有所下降。 例：下列哪一项不是颗粒增强体的特点（ ）。 A、选材方便 B、力学性能取决于颗粒的形貌、直径、结晶完整度、体积分数等C、成本高
5、有机高分子纤维 ❖ Kevlar纤维（芳纶纤维）：聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成。
（PPTA） 标准文案
大全 合成方法：1) PPTA分子合成（P42）；2) 纺丝： 湿纺、干喷和干喷—湿纺(溶致液晶) 可用来制备防弹衣 Kevlar纤维化学结构特点：含有大量苯环，内旋转困难，为处于拉伸状态的刚性伸直链晶体。苯环与酰胺键交替排列对称性好，结晶性好。分子间有氢键。 ❖ 芳香族聚酯纤维 ：可以进行熔融纺丝。 ❖ UHMW-PE：密度最低的高性能纤维。
第三章 复合理论 ✓ 复合理论：包括组分相（基体、增强体）的合理设计、组分相间的复合机理（复合效应与增强原理）。 1、复合材料设计的原理
复合材料为什么具有可设计性？
2、复合材料的复合效应 ✓ 线性效应(平均效应、平行效应、相补效应、相抵效应) ✓ 平均效应： 密度、单向纤维复合材料的纵向杨氏模量等
单向纤维复合材料的横向杨氏模量等 例： SiCf /硼硅玻璃复合材料的强度随增强纤维体积含量线性增加反映的是复合线性效应中的（ ） A、平均效应 B、平行效应 C、相补效应 D、相抵效应
✓ 平行效应：ciKK 即：复合材料的某项性能与某一组分的该项性能相当。（如玻璃纤维增强环氧树脂的耐蚀性能与基体相当） ✓ 相补效应：组成复合材料的基体与增强体，在性能上互补，从而提高了综合性能，显示出相补效应。 ✓ 相抵效应：基体与增强体组成复合材料时，组分间性能相互制约，限制了整体性能提高（性能低于混合定律的预测值），则复合后显示出相抵效应。 （脆性的纤维增强体与韧性基体组成的复合材料，当两者界面结合很强时，复合材料整体显示为脆性断裂）
()11()ciiiciKKKK并联模型串联模型标准文案
大全 ✓ 非线性效应(相乘效应、诱导效应、系统效应、共振效应) ✓ 相乘效应： (/)(/)/XYYZXZ
例: 用作温度自控发热体的石墨粉/聚合物复合材料，可以达到自动控温的效果，其利用的是复合效应的________。 ✓ 诱导效应：诱导另一相材料产生特殊的界面层，传递载荷，改变功能。 （在碳纤维增强尼龙或聚丙烯中，由于碳纤维表面对基体的诱导作用，致使界面上的结晶状态与数量发生了改变，如出现横向穿晶等，这种效应对尼龙或聚丙烯起着特殊的作用。）
✓ 系统效应：复合材料具有单个组分不具有的某种性能。（涂膜的硬度大于基体和膜层硬度之和） ✓ 共振效应（强选择性效应）：A组分的大多数性能受到抑制，而其某一项性能充分发挥。(导电不导热) 例：彩色胶卷仅含有三种感光乳剂层却能记录各种颜色，利用了复合效应中的（） A、诱导效应 B、系统效应 C、相补效应
3、复合材料的增强机制 ✓ 颗粒增强机制（颗粒切过、颗粒未切过） ✓ 颗粒切过增强机制 1) 适用于：颗粒的尺寸较大(> 1 μm)，自身强度不高，结合力较强 2) 受力特点：基体承担主要的载荷，颗粒阻止位错的运动，并约束基体的 变形。 3) 位错切过强化：（有序增强机制、界面强化机制、共格应变强化机制等） 4) 颗粒的尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好。 ✓ 颗粒未切过增强机制（颗粒较小，<1 μm） 低温、高外加应力----位错绕过理论（Orowan机制）（注意：有位错环） 1) 硬质颗粒如Al2O3，TiC，SiC阻碍基体（金属基）中的位错运动或分子链（高聚物基）运动。 2) 载荷主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动。 3) 颗粒尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好。一般Vp为1%~15%，dp为0.001μm ~ 0.1μm。 高温、低外加应力----位错攀移机制 1) 形式：局部攀移和整体攀移 残余应力强化机制：增强体颗粒与基体的膨胀系数和弹性模量存在差异，使得裂纹在界面处发生偏转（消耗更多能量），起到增韧补强复合材料。 影响颗粒增强因素：颗粒的性质、基体性质、结合界面、制备工艺（P61）。
✓ 纤维增强机制 受力特点：高强度、高模量的纤维承受载荷，基体只是作为传递和分散载荷的媒介。 单向排列连续纤维增强原理（单向长纤维）纵向： 1) 初始阶段(纤维、基体、复合材料具有相同的应变)