文档介绍：6-1    复合材料的组成与结构
STRUCTURE POSITE MATERIALS
Composition and Structures posites Materials
Concept, Types and Properties
Structures
Interfacial Phase
Modification of interface
6-1 position and structure posites)
6-1-1复合材料定义及分类(definition and classification posites)
1. 定义
(1)种类不同,性质差异很大的几种材料及其界面相(层)
所组成(组成上)
(2)多相固体材料(结构)
(3)经设计复合而成(制备上)
(4)通过复合效应获得原组份材料所不具备的性能,或产生
性能协同作用,与简单混合有本质的区别(性能上)
简言之:复合材料由连续基体相(matrix phase)和分散增强相(disperse phase)及界面相(interface phase)所构成
复合材料系统组合
分散相
连续相
金属材料
无机非金属材料
有机高分子材料
金属
 
材料
金属纤维(丝)
纤维金属基复合材料
钢丝/水泥复合材料
增强橡胶
金属晶须
晶须/金属基复合材料
晶须/陶瓷基复合材料
金属片材
金属/塑料板
无
机
非
金
属
材
料
陶瓷
纤维
纤维/金属基复合材料
纤维/陶瓷基复合材料
晶须
晶须/金属基复合材料
晶须/陶基复合材料
颗粒
弥散强化合金材料
粒子填充塑料
玻璃
纤维
纤维/村脂基复合材料
粒子
碳
纤维
碳纤维/金属基复合材料
纤维/陶基复合材料
纤维/树脂基复合材料
炭黑
颗粒/橡胶
颗粒/树脂基复合材料
有机高分子材
料
有机纤维
纤维/树脂基复合材料
塑料
金属/塑料
橡胶
2. 分类:
(1)按来源:天然、人工复合材料等
(2)按基体:树脂基、金属基、无机非金属基复合材料等
(3)按增强体形态:颗粒增强(particle-reinforced)
短纤或晶须增强(chopped fiber or whiskers reinforced)
连续长纤增强(continuous fiber-reinforced)
多维编织布增强(braided fabric or filament winding-reinforced)
三维编织体增强等
(4)按应用:结构、功能、智能复合材料等
(5)按增强材料品种:玻纤、碳纤、有机纤维复合材料等
(6)按特定含义:通用、先进、现代、
近代、混杂、纳米、
原位、分子、宏观复合材料等
6-1-2     复合材料的组成与特性
 
聚合物基复合材料(polyme-posites,PMC)
金属基复合材料(metal-posites,MMC)
陶瓷基复合材料(
碳/碳复合材料(carbon-posites,CMC)
无机胶凝基复合材料(fiber reinforced concrete,FRC)
共同构成
现代复合材料(体系)
(1)position)
①基体(matrix)
②增强材料(reinforcement)(都是一个庞大的材料体系、品种繁多,结构与性能呈多样化,复合体系的系统组合、排列给复合材料的巨大的发展空间,原则上,基体与增强体结构与性能差异越大,愈具复合价值,但更为重要的是基体与增强体之间的匹配。)
A. 颗粒增强体:高强、高模、耐高温的陶瓷和石墨等非金属材料的微细粉末,主要起增强、增韧作用,而不是普通填料的填充体积或降低成本的作用,增强体价格往往比基体还贵。
(晶须)(chopped fiber or whisker):长径比5~1000之间,横截面积小于52×10―5cm2(当量直径约1~10m)的含缺陷很少的单晶纤维,其模量和强度接近其纯晶体的理论值。主要有金属晶须、氧化物晶须、氮化物晶须、硼化物晶须和无机盐类晶须。
C. 纤维及其织物(braided fabric or filament winding):植物纤维、动物纤维、碳物纤维、合成纤维等
(2)复合材料的特性(character)
一般特性:
a. 可设计性
b. 构件复合与成型一次性完成,整体性好
c. 性能分散性大,性能对工艺工程及工艺参数甚至一些
偶然性因素都十分敏感,难以精确控制结构和性能
d. 复合效应(多种复合效应)(principle bined action)
一般性能特点:
    a. 比强度、比模量大
    b. 破坏安全性高
   c. 耐疲劳性好