復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件

1、復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件1 復(fù)合材料基本特性、應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀復(fù)合材料基本特性、應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件2 復(fù)合材料的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，成為通常是一個相為連續(xù)相，成為；而另外一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，而另外一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，它顯著增強(qiáng)材料的性能，故常稱為它顯著增強(qiáng)材料的性能，故常稱為多數(shù)情況下，多數(shù)情況下，較基體較基體，較基體大。較基體大。分散相可以是分散相可以是纖維及其編織物纖維及其編織物，也可以是，也可以是顆粒狀顆粒狀或彌散的或彌散的填料填料。在基體和增強(qiáng)體之間存在

2、著在基體和增強(qiáng)體之間存在著。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件3因此，復(fù)合材料是由因此，復(fù)合材料是由兩種以上組分兩種以上組分以及它們之以及它們之間的間的界面界面構(gòu)成。構(gòu)成。組分材料組分材料主要指主要指增強(qiáng)體增強(qiáng)體和和基體基體，它們也被稱為，它們也被稱為復(fù)合材料的復(fù)合材料的增強(qiáng)相增強(qiáng)相和和基體相基體相。增強(qiáng)相與基體相之間。增強(qiáng)相與基體相之間的的因為其特殊的結(jié)構(gòu)組成也被視作復(fù)合材因為其特殊的結(jié)構(gòu)組成也被視作復(fù)合材料中的料中的“相相”，即，即界面相界面相。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件4增強(qiáng)相和基體相是根據(jù)它們增強(qiáng)相和基體相是根據(jù)它們組分的物理和化學(xué)性質(zhì)組分的物理和化學(xué)性質(zhì)和

3、在和在最終復(fù)合材料中的最終復(fù)合材料中的形態(tài)形態(tài)來區(qū)分的。來區(qū)分的。其中一個組分是細(xì)絲（連續(xù)的或短切的）、薄片或顆粒其中一個組分是細(xì)絲（連續(xù)的或短切的）、薄片或顆粒狀，具有較高的強(qiáng)度、模量、硬度和脆性，在復(fù)合材料承受狀，具有較高的強(qiáng)度、模量、硬度和脆性，在復(fù)合材料承受外加載荷時是主要承載相，稱為外加載荷時是主要承載相，稱為（reinforced phase or reinforcement）。）。增強(qiáng)相或增強(qiáng)體在復(fù)合材料中呈分散形式，被基體相隔增強(qiáng)相或增強(qiáng)體在復(fù)合材料中呈分散形式，被基體相隔離包圍，因此也稱作離包圍，因此也稱作；復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件5復(fù)合材料中的另一個組分

4、是包圍增強(qiáng)相并復(fù)合材料中的另一個組分是包圍增強(qiáng)相并相對較軟和韌的貫連材料，稱為相對較軟和韌的貫連材料，稱為（matrix phase）。）。復(fù)合材料的各種形態(tài)示意于圖中：復(fù)合材料的各種形態(tài)示意于圖中：復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件6復(fù)合材料及其增強(qiáng)相的各種形態(tài)復(fù)合材料及其增強(qiáng)相的各種形態(tài)纖維狀纖維狀顆粒狀顆粒狀層狀層狀片狀片狀填充狀填充狀復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件7復(fù)合材料在制造前，復(fù)合材料在制造前，可以是薄片、粉可以是薄片、粉末、塊體或無定形的流體，它的末、塊體或無定形的流體，它的可以是固態(tài)、氣態(tài)、可以是固態(tài)、氣態(tài)、熔融態(tài)或半固熔融態(tài)或半固半液態(tài)。半液態(tài)。基體

5、材料在與增強(qiáng)相固結(jié)后，基體相在復(fù)合材料中就基體材料在與增強(qiáng)相固結(jié)后，基體相在復(fù)合材料中就成為包裹增強(qiáng)相的連續(xù)體。因此，基體相也叫做成為包裹增強(qiáng)相的連續(xù)體。因此，基體相也叫做?；w相具有基體相具有增強(qiáng)相的作用，在復(fù)合材料承增強(qiáng)相的作用，在復(fù)合材料承受外加載荷時，基體相主要以受外加載荷時，基體相主要以起向增強(qiáng)相起向增強(qiáng)相的作用。的作用。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件8在復(fù)合材料中，在復(fù)合材料中，還存還存在著明顯的結(jié)合面。在著明顯的結(jié)合面。 位于增強(qiáng)相和基體相之間并使兩相彼此相位于增強(qiáng)相和基體相之間并使兩相彼此相連的、化學(xué)成分和力學(xué)性質(zhì)與相鄰兩相有明顯連的、化學(xué)成分和力學(xué)性質(zhì)與相鄰兩相

6、有明顯區(qū)別、能夠在相鄰兩相間起傳遞載荷作用的區(qū)區(qū)別、能夠在相鄰兩相間起傳遞載荷作用的區(qū)域，稱為域，稱為（interface）。）。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件9復(fù)合材料中復(fù)合材料中界面層的厚度界面層的厚度通常在通常在亞微米亞微米以下，但以下，但在復(fù)合材料中很大，且復(fù)合材料的界在復(fù)合材料中很大，且復(fù)合材料的界面特征對復(fù)合材料的性能、破壞行為及應(yīng)用效能有很面特征對復(fù)合材料的性能、破壞行為及應(yīng)用效能有很大影響。大影響。 所以，人們以極大的注意力開展對所以，人們以極大的注意力開展對-（surface and interface engineering）。）。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用

7、及其研究現(xiàn)狀課件10取決于取決于組分材料的組分材料的種類種類、性能性能、含量含量和和分布分布。主要包括：增強(qiáng)體的性能和它的表面。主要包括：增強(qiáng)體的性能和它的表面物理、化學(xué)狀態(tài)；基體的結(jié)構(gòu)和性能；增強(qiáng)體的配物理、化學(xué)狀態(tài)；基體的結(jié)構(gòu)和性能；增強(qiáng)體的配置、分布和體積含量。置、分布和體積含量。復(fù)合材料的性能復(fù)合材料的性能還取決于還取決于復(fù)合材料的復(fù)合材料的制造工藝制造工藝條件條件、復(fù)合方法復(fù)合方法、零件幾何形狀零件幾何形狀和和使用環(huán)境條件使用環(huán)境條件。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件11復(fù)合材料既能保留原組分材料的主要特色，并復(fù)合材料既能保留原組分材料的主要特色，并通過復(fù)合效應(yīng)獲得組分材

8、料所不具備的性能，還可通過復(fù)合效應(yīng)獲得組分材料所不具備的性能，還可以通過以通過使各組分的性能相互補(bǔ)充并彼此關(guān)使各組分的性能相互補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的性能。聯(lián)，從而獲得新的性能。選擇選擇復(fù)合材料的組分復(fù)合材料的組分、增強(qiáng)體增強(qiáng)體分布分布和和復(fù)合材料制造工藝復(fù)合材料制造工藝、使其具有、使其具有使用所要求的使用所要求的性能性能過程。過程。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件12 可分為三個層次：可分為三個層次：設(shè)計、設(shè)計、設(shè)計、設(shè)計、設(shè)計。設(shè)計。包括正確選擇包括正確選擇增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料、基體材料基體材料及及共配比共配比，該層次決定單層板的性能；，該層次決定單層板的性能；包括對鋪層材料的

9、包括對鋪層材料的鋪層方案鋪層方案做出合理錢財做出合理錢財安的安排安的安排，該層次決定層合板的性能；該層次決定層合板的性能；則最后確定則最后確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸。上述三個設(shè)計層次互為前提、互相影響、互相依賴。上述三個設(shè)計層次互為前提、互相影響、互相依賴。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件13因此，復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計打破了因此，復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計打破了材料研材料研究究和和結(jié)構(gòu)研究結(jié)構(gòu)研究的傳統(tǒng)界限。設(shè)計人員必須把的傳統(tǒng)界限。設(shè)計人員必須把和和統(tǒng)一考慮，換言之，統(tǒng)一考慮，換言之，和和必須同時進(jìn)行，并將它們統(tǒng)一在同一個設(shè)計方必須同時進(jìn)行，并將它們統(tǒng)一在同一個設(shè)

10、計方案中案中。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件14 復(fù)合材料是由多相材料復(fù)合而成，它的復(fù)合材料是由多相材料復(fù)合而成，它的主要有三個：主要有三個： ()綜合發(fā)揮各種組成材料的優(yōu)點，綜合發(fā)揮各種組成材料的優(yōu)點，使一種材料使一種材料具有多種性能，具有天然材料所沒有的性能。具有多種性能，具有天然材料所沒有的性能。例如，例如，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧基復(fù)合材料，既具有類似鋼材的玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧基復(fù)合材料，既具有類似鋼材的強(qiáng)度，又具有塑料的介電性能和耐腐蝕性能。強(qiáng)度，又具有塑料的介電性能和耐腐蝕性能。 復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件15(2)可按可按進(jìn)行材料的設(shè)計和進(jìn)行材料的設(shè)計和制造制

11、造。如，針對方向性材料強(qiáng)度的設(shè)計，針對某。如，針對方向性材料強(qiáng)度的設(shè)計，針對某種介質(zhì)耐腐蝕性能的設(shè)計等。種介質(zhì)耐腐蝕性能的設(shè)計等。 (3)可制成所需的任意形狀的產(chǎn)品，可避免多可制成所需的任意形狀的產(chǎn)品，可避免多次加工工序。例如，可避免金屬產(chǎn)品的鑄模、切次加工工序。例如，可避免金屬產(chǎn)品的鑄模、切削、磨光等工序。削、磨光等工序。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件16主要取決于主要取決于的的性能性能、含量含量及及分布狀況分布狀況，的的性能性能、含量含量，以及它們之間的，以及它們之間的界面結(jié)合界面結(jié)合情況，作為產(chǎn)品還與情況，作為產(chǎn)品還與成型工藝成型工藝和和結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)有關(guān)。因此，不論

12、對哪一類復(fù)合材料，就是同一類復(fù)因此，不論對哪一類復(fù)合材料，就是同一類復(fù)合材料的性能也不是一個定值，而只能給出其主要合材料的性能也不是一個定值，而只能給出其主要性能。性能。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件17 一般材料的簡單混合與復(fù)合材料的一般材料的簡單混合與復(fù)合材料的： （）復(fù)合材料不僅保留了原組成材料的特點，（）復(fù)合材料不僅保留了原組成材料的特點，而且通過各組分的而且通過各組分的可以獲得原組分所可以獲得原組分所沒有的新的優(yōu)越性能；沒有的新的優(yōu)越性能；復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件18如結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不僅可根據(jù)材料在使用中如結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不僅可根據(jù)材料在使用中受力的要求受

13、力的要求進(jìn)進(jìn)行行，更重要的是還可進(jìn)行，更重要的是還可進(jìn)行，即，即增增強(qiáng)體的比例、分布、排列和取向等的設(shè)計強(qiáng)體的比例、分布、排列和取向等的設(shè)計。對于結(jié)構(gòu)復(fù)合材。對于結(jié)構(gòu)復(fù)合材料來說，是由能承受載荷的料來說，是由能承受載荷的與能連接增強(qiáng)體又起與能連接增強(qiáng)體又起傳遞力作用的傳遞力作用的構(gòu)成。由不同的增強(qiáng)體和不同的基體構(gòu)成。由不同的增強(qiáng)體和不同的基體即可組成名目繁多的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。即可組成名目繁多的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件19復(fù)合材料是由復(fù)合材料是由多種組分多種組分的材料組成，許多性能的材料組成，許多性能優(yōu)于單一組分的材料。優(yōu)于單一組分的材料。例如，纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)

14、合材料，具有例如，纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，具有、耐耐燒蝕燒蝕及及等優(yōu)點。等優(yōu)點。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件20 、增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑或者或者基體基體是比重小的物質(zhì)，或兩者是比重小的物質(zhì)，或兩者的比重都不高，且都不是完全致密的；的比重都不高，且都不是完全致密的；、增強(qiáng)劑多是強(qiáng)度很高的纖維。、增強(qiáng)劑多是強(qiáng)度很高的纖維。（指（指強(qiáng)度強(qiáng)度與與密度密度的比值）和的比值）和是各類材料中最高的。是各類材料中最高的。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件21例如，例如，的密度為的密度為7.8 g/cm3。復(fù)合材料的密度為復(fù)合材料的密度為1.52.0 g/cm3，只有只有普通碳鋼的普通碳鋼的

15、1/41/5，比鋁合金還要輕，比鋁合金還要輕1/左右，左右，而而卻能超過普通碳鋼的水平。卻能超過普通碳鋼的水平。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件22若按若按計算，計算，基復(fù)合材基復(fù)合材料不僅超過料不僅超過，而且可超過某些特殊，而且可超過某些特殊。復(fù)合材料、復(fù)合材料、復(fù)合材料具有比復(fù)合材料具有比復(fù)合材料更低的密度和更高的強(qiáng)度，因此具有更復(fù)合材料更低的密度和更高的強(qiáng)度，因此具有更高的比強(qiáng)度。高的比強(qiáng)度。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件23 復(fù)合材料可以復(fù)合材料可以，靈活地進(jìn)，靈活地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，具有很好的可設(shè)計性。行產(chǎn)品設(shè)計，具有很好的可設(shè)計性。對于對于來說，可以根據(jù)來說，

16、可以根據(jù)合理布置合理布置增強(qiáng)材料，達(dá)到增強(qiáng)材料，達(dá)到節(jié)約材料節(jié)約材料、減輕質(zhì)量減輕質(zhì)量的目的。的目的。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件24 對于有對于有要求的產(chǎn)品，設(shè)計時可以要求的產(chǎn)品，設(shè)計時可以選用耐腐蝕性能好的選用耐腐蝕性能好的和和；對于其他一些性能要求，如介電性能、耐熱性對于其他一些性能要求，如介電性能、耐熱性能等，都可以方便地通過能等，都可以方便地通過來滿足來滿足要求。要求。復(fù)合材料良好的可設(shè)計性還可以最大限度地克復(fù)合材料良好的可設(shè)計性還可以最大限度地克服其服其、低等缺點。低等缺點。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件25復(fù)合材料具有優(yōu)良的電性能，通過復(fù)合材料具有優(yōu)

17、良的電性能，通過、和和，可以將其制成，可以將其制成絕緣材料絕緣材料或或?qū)щ姴牧蠈?dǎo)電材料。例如，玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料具有。例如，玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)良的優(yōu)良的，并且在高頻下仍能保持良好的，并且在高頻下仍能保持良好的，因此可作為高性能電機(jī)、電器的絕緣材料；，因此可作為高性能電機(jī)、電器的絕緣材料；復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件26玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料還具有玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料還具有，被廣泛地用于制造機(jī)載、艦載和地面雷，被廣泛地用于制造機(jī)載、艦載和地面雷達(dá)罩。達(dá)罩。復(fù)合材料通過復(fù)合材料通過和和可以制得可以制得。這是一種功能復(fù)合材料，。這是一種功能復(fù)合

18、材料，在冶金、化工和電池制造等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)在冶金、化工和電池制造等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。用前景。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件27 聚合物基復(fù)合材料具有優(yōu)異的聚合物基復(fù)合材料具有優(yōu)異的、耐耐海水性能海水性能、也能、也能、和和。因此它是。因此它是一種優(yōu)良的耐腐蝕材料，用其制造的一種優(yōu)良的耐腐蝕材料，用其制造的化工管道化工管道、貯貯罐罐、塔器塔器等具有較長的使用壽命、極低的維修費用。等具有較長的使用壽命、極低的維修費用。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件28玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料具有玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料具有，是一種優(yōu)良的絕熱材料。，是一種優(yōu)良

19、的絕熱材料。選擇適當(dāng)?shù)幕w材料和增強(qiáng)材料可以制成選擇適當(dāng)?shù)幕w材料和增強(qiáng)材料可以制成和和，能有效地保護(hù)火箭、導(dǎo)彈和，能有效地保護(hù)火箭、導(dǎo)彈和宇宙飛行器在宇宙飛行器在2000以上承受用溫、高速氣流的沖以上承受用溫、高速氣流的沖刷作用。刷作用。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件29纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料具有纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料具有，能滿足各種類型制品的制造需，能滿足各種類型制品的制造需要，特別適合于大型制品、形狀復(fù)雜、數(shù)量要，特別適合于大型制品、形狀復(fù)雜、數(shù)量少制品的制造，少制品的制造，復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件30金屬基和陶瓷基復(fù)合材料能夠在較高的溫度金屬基

20、和陶瓷基復(fù)合材料能夠在較高的溫度下長期使用，但是聚合物基復(fù)合材料的下長期使用，但是聚合物基復(fù)合材料的。因此，制成的制品容易變形。因此，制成的制品容易變形 。 用用可以提可以提高復(fù)合材料的彈性模量，另外，通過高復(fù)合材料的彈性模量，另外，通過也也可以克服其彈性模量差的缺點?？梢钥朔鋸椥阅Ａ坎畹娜秉c。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件31系指在溫度為系指在溫度為232和相對濕度為和相對濕度為505的條件下測量的楊氏模量的條件下測量的楊氏模量(單位單位:N.m-2)除以除以比重比重(單位單位:N.m-3)。就是指表達(dá)物體在變形時所受的應(yīng)力就是指表達(dá)物體在變形時所受的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的比例常數(shù)

21、。與應(yīng)變關(guān)系的比例常數(shù)。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件32在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從虎克定律，即在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從虎克定律，即變形與受力成正比。變形與受力成正比?？v向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的縱向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的E，也叫也叫。橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值稱為橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值稱為，也，也叫叫，它是反映材料橫向變形的彈性，它是反映材料橫向變形的彈性常數(shù)。常數(shù)。 復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件33復(fù)合材料的突出優(yōu)點是復(fù)合材料的突出優(yōu)點是和和（即（即強(qiáng)度、模量與密度之比）高。強(qiáng)度、模量與密度之比）高。比強(qiáng)度和比模量是度量比強(qiáng)度和比模量是

22、度量的一個的一個指標(biāo)，比強(qiáng)度愈高，同一零件的比重愈??；比模指標(biāo)，比強(qiáng)度愈高，同一零件的比重愈?。槐饶Ａ坑?，零件的剛性愈大。量愈高，零件的剛性愈大。 復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件34金屬基和陶瓷基復(fù)合材料能在較高的溫度下長金屬基和陶瓷基復(fù)合材料能在較高的溫度下長期使用，但是聚合物基復(fù)合材料不能在高溫下長期期使用，但是聚合物基復(fù)合材料不能在高溫下長期使用，即使耐高溫的聚酰亞胺基復(fù)合材料，其長期使用，即使耐高溫的聚酰亞胺基復(fù)合材料，其長期工作溫度也只能在工作溫度也只能在300 左右。左右。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件35在白然條件下，由于紫外光在白然條件下，由于紫外

23、光、濕熱、機(jī)械應(yīng)濕熱、機(jī)械應(yīng)力力、化學(xué)侵蝕的作用，會導(dǎo)致化學(xué)侵蝕的作用，會導(dǎo)致，即發(fā)生所謂的老化現(xiàn)象。，即發(fā)生所謂的老化現(xiàn)象。復(fù)合材料在使用過程中發(fā)牛老化現(xiàn)象的程度復(fù)合材料在使用過程中發(fā)牛老化現(xiàn)象的程度與其組成、結(jié)構(gòu)和所處的環(huán)境有關(guān)。與其組成、結(jié)構(gòu)和所處的環(huán)境有關(guān)。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件36首先，缺陷少的纖維的疲勞抗力很高；其次，基首先，缺陷少的纖維的疲勞抗力很高；其次，基體的塑性好，能消除或減小應(yīng)力集中區(qū)的大小和數(shù)量。體的塑性好，能消除或減小應(yīng)力集中區(qū)的大小和數(shù)量。復(fù)合材料的比模量高，所以它的自振頻率很高，復(fù)合材料的比模量高，所以它的自振頻率很高，不容易發(fā)生共振而快速脆

24、斷；另外，復(fù)合材料是一種不容易發(fā)生共振而快速脆斷；另外，復(fù)合材料是一種非均質(zhì)多相體系，在復(fù)合材料中振動衰減都很快。非均質(zhì)多相體系，在復(fù)合材料中振動衰減都很快。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件37 與傳統(tǒng)材料與傳統(tǒng)材料(如金屬、木材、水泥等如金屬、木材、水泥等)相比，復(fù)合相比，復(fù)合材料是一種新型材料。它具有許多優(yōu)良的性能，并材料是一種新型材料。它具有許多優(yōu)良的性能，并且其成本在逐漸地下降，成型工藝的機(jī)械化、白動且其成本在逐漸地下降，成型工藝的機(jī)械化、白動化程度也在不斷地提高。團(tuán)此，復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)化程度也在不斷地提高。團(tuán)此，復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。域日益廣泛。復(fù)合材料復(fù)合材料基本

25、特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件38氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷被用作航天飛機(jī)的防熱瓦氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷被用作航天飛機(jī)的防熱瓦復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件39硼纖維金屬基復(fù)合材料制成的火箭履軸的管道輸送部件硼纖維金屬基復(fù)合材料制成的火箭履軸的管道輸送部件復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件40美國美國B-2B-2隱形轟炸機(jī)表面為具有良好吸波性能的碳纖維復(fù)合材料隱形轟炸機(jī)表面為具有良好吸波性能的碳纖維復(fù)合材料復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件41由光導(dǎo)纖維構(gòu)成的光纜由光導(dǎo)纖維構(gòu)成的光纜復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件42先進(jìn)橡膠輪胎使汽車成為交通主宰先進(jìn)橡膠輪胎使汽車成為交通

26、主宰賽車上使用的特殊輪胎賽車上使用的特殊輪胎復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件43人工合成的金剛石人工合成的金剛石復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件44高分子分離膜已被用來制造高效家庭凈水器高分子分離膜已被用來制造高效家庭凈水器復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件45人工腎臟人工腎臟復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件46生物陶瓷人造關(guān)節(jié)生物陶瓷人造關(guān)節(jié)復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件47可調(diào)節(jié)的太陽鏡可調(diào)節(jié)的太陽鏡耐高溫纖維制成的消防人員的服裝耐高溫纖維制成的消防人員的服裝復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件48 由于復(fù)合材料的由于復(fù)合

27、材料的持性，使其在航空持性，使其在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在航空方面，主要用航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在航空方面，主要用作戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)冀蒙皮、機(jī)身、垂尾、副翼、水平作戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)冀蒙皮、機(jī)身、垂尾、副翼、水平尾冀、雷達(dá)罩、側(cè)壁板、隔框、翼肋和加強(qiáng)筋等尾冀、雷達(dá)罩、側(cè)壁板、隔框、翼肋和加強(qiáng)筋等主承力構(gòu)件。主承力構(gòu)件。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件49由復(fù)合材料制成的汽車質(zhì)量減輕，在相同條件下由復(fù)合材料制成的汽車質(zhì)量減輕，在相同條件下的耗油量只有鋼制汽車的的耗油量只有鋼制汽車的14，而且在受到撞擊時復(fù)，而且在受到撞擊時復(fù)合材料能大幅度吸收沖擊能量，保護(hù)人員的安全。合材料能大幅度吸收沖擊

28、能量，保護(hù)人員的安全。 復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件50用復(fù)合材料制造的汽車部件較多，如車體、用復(fù)合材料制造的汽車部件較多，如車體、駕駛室、擋泥板、保險杠、引擎罩、儀表盤、驅(qū)駕駛室、擋泥板、保險杠、引擎罩、儀表盤、驅(qū)動軸、板黃等。動軸、板黃等。 隨著列車速度的不斷提高，火車部件用復(fù)合隨著列車速度的不斷提高，火車部件用復(fù)合材料來制造是最好的選擇。復(fù)合材料常被用于制材料來制造是最好的選擇。復(fù)合材料常被用于制造高速列車的車箱外殼、內(nèi)裝飾材料、整體衛(wèi)生造高速列車的車箱外殼、內(nèi)裝飾材料、整體衛(wèi)生間、車門窗、水箱等。間、車門窗、水箱等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件51在化學(xué)

29、工業(yè)方面，復(fù)合材料主要被用于制造防在化學(xué)工業(yè)方面，復(fù)合材料主要被用于制造防腐蝕制品。聚合物基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性腐蝕制品。聚合物基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性能能。例如，在酸性介質(zhì)中，聚合物基復(fù)合材料的耐例如，在酸性介質(zhì)中，聚合物基復(fù)合材料的耐腐蝕性能比不銹鋼優(yōu)異得多。腐蝕性能比不銹鋼優(yōu)異得多。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件52聚合物基復(fù)合材料是一種優(yōu)異的電絕緣材料，聚合物基復(fù)合材料是一種優(yōu)異的電絕緣材料，被廣泛地用于電機(jī)、電工器材的制造，如絕緣板、被廣泛地用于電機(jī)、電工器材的制造，如絕緣板、絕緣管、印刷線路板、電機(jī)護(hù)環(huán)、槽楔、高壓絕緣絕緣管、印刷線路板、電機(jī)護(hù)環(huán)、槽楔、高壓

30、絕緣子、帶電操作工具等。子、帶電操作工具等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件53玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料玻璃纖維增強(qiáng)的聚合物基復(fù)合材料(玻璃鋼玻璃鋼)具有力具有力學(xué)性能優(yōu)異，隔熱、隔聲性能良好，吸水率低，耐腐學(xué)性能優(yōu)異，隔熱、隔聲性能良好，吸水率低，耐腐蝕性能好和裝飾性能好的特點，因此，它是一種理想蝕性能好和裝飾性能好的特點，因此，它是一種理想的建筑材料。的建筑材料。在建筑上，玻璃鋼被用作承力結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、在建筑上，玻璃鋼被用作承力結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、冷卻塔、水箱、衛(wèi)生潔具、門窗等。冷卻塔、水箱、衛(wèi)生潔具、門窗等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件54 復(fù)合材料在機(jī)械

31、制造工業(yè)中，用于制造各種葉片、復(fù)合材料在機(jī)械制造工業(yè)中，用于制造各種葉片、風(fēng)機(jī)、各種機(jī)械部件如齒輪、皮帶輪和防護(hù)罩等。風(fēng)機(jī)、各種機(jī)械部件如齒輪、皮帶輪和防護(hù)罩等。 用復(fù)合材料制造叫片具力制造容易、質(zhì)量輕、用復(fù)合材料制造叫片具力制造容易、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)點，各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片都是由復(fù)合材耐腐蝕等優(yōu)點，各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片都是由復(fù)合材料制造的。料制造的。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件55在體育用品方面，復(fù)合材料被用于制造賽車、在體育用品方面，復(fù)合材料被用于制造賽車、賽艇、皮艇、劃槳、撐桿、球拍、弓箭、雪橇等。賽艇、皮艇、劃槳、撐桿、球拍、弓箭、雪橇等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其

32、研究現(xiàn)狀課件56我國是制造和使用復(fù)合材料最早的國家，遠(yuǎn)在我國是制造和使用復(fù)合材料最早的國家，遠(yuǎn)在400余年前就發(fā)明了以麻絲增強(qiáng)大漆，構(gòu)成典型的復(fù)余年前就發(fā)明了以麻絲增強(qiáng)大漆，構(gòu)成典型的復(fù)合材料器皿，并一直沿用至今。合材料器皿，并一直沿用至今。現(xiàn)代復(fù)合材料是現(xiàn)代復(fù)合材料是1958年才開始發(fā)展的，是以玻年才開始發(fā)展的，是以玻璃纖維增強(qiáng)熱固性聚合物為主要品種。璃纖維增強(qiáng)熱固性聚合物為主要品種。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件57除聚合物基復(fù)合材料以外，目前已展開金屬除聚合物基復(fù)合材料以外，目前已展開金屬基、陶瓷基、碳基、水泥基，以及功能復(fù)合材料基、陶瓷基、碳基、水泥基，以及功能復(fù)合材料的

33、制備科學(xué)和其結(jié)構(gòu)與性能的研究，有些研究處的制備科學(xué)和其結(jié)構(gòu)與性能的研究，有些研究處于國際復(fù)合材料前沿，如納米復(fù)合材料，智能復(fù)于國際復(fù)合材料前沿，如納米復(fù)合材料，智能復(fù)合材料等。合材料等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件58結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料中關(guān)鍵的原材料是增強(qiáng)體。我國結(jié)構(gòu)型復(fù)合材料中關(guān)鍵的原材料是增強(qiáng)體。我國于于20世紀(jì)世紀(jì)50年代末，開始研制年代末，開始研制，研，研究了各種玻璃纖維的配方，包括中堿的玻璃，無究了各種玻璃纖維的配方，包括中堿的玻璃，無堿的玻璃以及高強(qiáng)度的玻璃等。堿的玻璃以及高強(qiáng)度的玻璃等。工藝方法是以傳統(tǒng)的工藝方法是以傳統(tǒng)的為主，近來正發(fā)展為主，近來正發(fā)展到先進(jìn)的到先進(jìn)

34、的（直接熔融法）。（直接熔融法）。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件59高性能增強(qiáng)體如碳纖維、芳酰胺纖維（芳高性能增強(qiáng)體如碳纖維、芳酰胺纖維（芳綸）、超高分子量聚已乙烯纖維，以及一些陶瓷綸）、超高分子量聚已乙烯纖維，以及一些陶瓷纖維等我國均有研究。纖維等我國均有研究。特別是碳纖維在特別是碳纖維在20世紀(jì)世紀(jì)60年代即從聚丙烯腈年代即從聚丙烯腈原絲開始研究，一直到燒成碳纖維。隨后又解決原絲開始研究，一直到燒成碳纖維。隨后又解決了連續(xù)化的問題，并且開展有關(guān)機(jī)理性的研究。了連續(xù)化的問題，并且開展有關(guān)機(jī)理性的研究。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件60、聚合物基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)

35、合材料主要為不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛主要為不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬樹脂，以及少量的耐高溫聚酰亞胺樹脂，其中的樹脂、雙馬樹脂，以及少量的耐高溫聚酰亞胺樹脂，其中的研究工作集中在合成新型樹脂，同時也對其結(jié)構(gòu)表征和固化研究工作集中在合成新型樹脂，同時也對其結(jié)構(gòu)表征和固化過程進(jìn)行了研究。過程進(jìn)行了研究。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件61除聚丙烯外，還有常用除聚丙烯外，還有常用的工程塑料，如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜的工程塑料，如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜和熱塑性聚酰亞胺等的合成，改性和表征等。和熱塑性聚酰亞胺等的合成，改性和表征等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課

36、件62聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料，除，除成型等常規(guī)方法的成型等常規(guī)方法的研究外，也研究一些新型的加工方法，如樹脂傳遞研究外，也研究一些新型的加工方法，如樹脂傳遞法（法（RTM）的充模過程，包括其模擬計算等。的充模過程，包括其模擬計算等。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件63、金屬基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料目前主要集中在以目前主要集中在以（如鋁、鎂、鈦）（如鋁、鎂、鈦）等為基體的復(fù)合材料研究，少量研究致力于銅、等為基體的復(fù)合材料研究，少量研究致力于銅、鐵、鉛基體的復(fù)合材料。增強(qiáng)的形式包括鐵、鉛基體的復(fù)合材料。增強(qiáng)的形式包括連續(xù)纖連續(xù)纖維維、短纖維短纖維、晶須和顆粒晶須和顆粒。復(fù)合材料復(fù)合材料基本特性應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀課件64、其他基體復(fù)合材料、其他基體復(fù)合材料方面的研究工作，如熱壓燒方面的研究工作，如熱壓燒結(jié)的結(jié)的增強(qiáng)氧化硅，或碳化硅基體的復(fù)增強(qiáng)氧化硅，或