文档介绍：复合材料概论
目录
§1、概述§6、金属基复合材料
§2、基体材料§7、陶瓷基复合材料
§3、增强材料§8、水泥基复合材料
§4、复合界面§9、C/C复合材料
§5、聚合物基复合材料§10、混杂纤维复合材料
§1、概述
一、定义
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。
复合材料的组成相:
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)
增强相:一般具有很高的力学性能(强度、弹性模量),及特殊的功能性。其主要作用是承受载荷或显示功能。
基体相:保持材料的基本特性,如硬度、耐磨、耐热性等。主要作用是将增强相固结成一个整体,起传递和均衡应力的作用。
例如:
天然木材---- 纤维素纤维+ 木质素
钢筋混凝土---- 砂、石、钢筋+ 水泥
玻璃钢---- 玻璃纤维+ 热固性树脂
C/C复合材料---- 石墨碳纤维+ 热解碳或树脂碳
(耐烧蚀)
1、按基体材料分
树脂基:聚酯、环氧、聚碳酸酯、聚酰亚胺等 60年代
金属基:Al、Ti、Ni、Mg、Zn、Co及其合金 70年代
陶瓷基:Al2O3、ZrO2及非氧化物 80年代
2、按增强相形状分
颗粒均布、各向同性
纤维(长、短纤维和晶须) 各向异性或同性☆
层片各向异性
二、复合材料的分类

树脂基< 250℃
金属基< 600℃
陶瓷基< 1500℃
碳/碳~3000℃
水泥基
换能热电、光电、声电等
阻尼吸声
导电导磁
屏蔽
摩擦磨耗
烧蚀
功能复合材料
(注重物理性能)
结构复合材料
(注重力学性能)
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。
1、主要取决于增强相的性能
⑴.比强度比刚度高
⑵.冲击韧性和断裂韧性高
⑶.耐疲劳性好
⑷.减震性
⑸.热膨胀系数小
三. 复合材料的性能比较
裂纹扩展示意图
材料
密度
g/cm3
抗拉强度
103MPa
弹性模量
105MPa
比强度
107cm
比模量
109cm
钢

铝合金

钛合金

玻璃钢

碳纤维/环氧

有机纤维/环氧

硼纤维/环氧

硼纤维/铝

各种材料的比强度和比模量
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
2、取决于基体相的性能