文档介绍：第七章聚合物基复合材料
聚合物基复合材料应包括聚合物基宏观复合材料和聚合物基纳米复合材料。
微观复合材料是指分散相至少有一维是在纳米尺寸范围。
一、复合材料的定义和特点:
1、复合材料的定义:
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。
复合材料应满足下面三个条件:
(1)组元含量大于 5 %;
(2)复合材料的性能显著不同于各组元的性能;
(3)通过各种方法混合而成。
2、复合材料的特点:
1)由两种或多种不同性能的组分通过宏观或微观复合在一起的新型材料,组分之间存在着明显的界面。
2)各组分保持各自固有特性的同时可最大限度地发挥各种组分的优点,赋予单一材料所不具备的优良特殊性能。
3)复合材料具有可设计性。
3、复合材料的基本结构模式
复合材料由基体和增强剂两个组分构成:
基体:构成复合材料的连续相;
增强剂(增强相、增强体):复合材料中独立的形态分布在整个基体中的分散相,这种分散相的性能优越,会使材料的性能显著改善和增强。
增强剂(相)一般较基体硬,强度、模量较基体大,
或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。
增强剂(相)与基体之间存在着明显界面。
二、复合材料的分类
1、按基体材料分类,可分为聚合物基、陶瓷基和金属基复合材料。
2、按增强相形状分类,可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料和层状复合材料。
3、按复合材料的性能分类,可分为结构复合材料和功能复合材料。
SiC颗粒
Al2O3片
Al2O3纤维
增强相三种类型
通常聚合物基复合材料是指以有机聚合物为基体、纤维类增强材料为增强剂的复合材料。
按聚合物特性分类:塑料基复合材料和橡胶基复合材料
按增强剂分类:玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料
三、复合材料结构类型
1、网状结构
2、层状结构,两种组分均为二维连续相
3、单向结构,纤维单向增强及筒状结构的复合材料
4、分散状结构,以不连续的粒状或短纤维为填料的复合材料
5、锒嵌结构
四、复合材料的基本性能(优点): 1、高比强度、高比模量(刚度):
比强度= 强度/密度 MPa /(g/cm3),
比模量= 模量/密度 GPa /(g/cm3)。
2、耐疲劳性能好
3、减震性好
4、耐烧蚀性能好,高温下能吸收大量热能,是良好的耐烧蚀性材料。
5、工艺性好