復合材料基礎知識

—名詞解釋復合材料:是由兩種或兩種以上物理和化學性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料.基體:在復合材料中,有一相是為連續(xù)相的, 復合材料中起到粘接增加體成為整體并轉(zhuǎn)遞載荷到增加體的主要組分之一增加體:在復合材料中,有一相是分散相,為復合材料中承受載荷的組分聚合物基復合材料:是以有機聚合物基為基體,連續(xù)纖維為增加材料組合而成的.:以金屬為基體,以高強度的其次相為增加體而制得的復合材料.陶瓷基復合材料:基體為陶瓷,以纖維,晶須,顆粒為增加體,(纖維:碳纖維,玻璃纖維,硼纖維):以水泥為基體與其他材料組合而得到的具有性能的材料.碳/碳復合材料:由碳纖維或各種碳織物增加碳,或石墨化的樹脂碳以及化學氣相沉(CVD)碳所形成的復合材料,也稱為碳纖維增加碳復合材料.玻璃鋼:玻璃纖維增加熱固性塑料(GFRP)是以玻璃纖維做為增加材料,熱固性塑料(環(huán)氧樹脂,酚醛樹脂,不飽和聚酯樹脂)做為基體的纖維增加塑料.:為使制品與模具分別而附于模具成型面的物質(zhì).復合材料的蠕變:固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。12CVD:化學氣相沉積玻璃纖維:以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制,拉絲,紡紗,織布等工藝制造成的..,具有很高的比強度和比模量,.:以氧化鋁為主要纖維組分的陶瓷纖維統(tǒng)稱氧化纖維.18A玻璃:(有堿玻璃纖維),類似于窗玻璃及玻璃瓶鈉鈣玻璃.由于含堿量高,強度低,對潮氣侵蝕極為敏感.E玻璃:(無堿玻璃纖維),以鈣鋁硼硅酸鹽組成的玻璃纖維.這種纖維強度較高,耐熱性,能抗大氣侵蝕,化學穩(wěn)定性也好,但不耐堿,最大的特點是電性能好,也稱做電氣玻璃.S玻璃:鎂鋁硅酸玻璃纖維,具有高的比強度.M玻璃:高模量玻璃玻璃纖維增加環(huán)氧樹脂:指玻璃纖維做為增加材料,環(huán)氧樹脂做為基體的纖維增加塑料.玻璃纖維增加酚醛樹脂:指玻璃纖維做為增加材料,以酚醛樹脂做為基體的纖維增加塑料.玻璃纖維增聚酯樹脂指玻璃纖維做為增加材料,以不飽和聚酯做為基體的纖維增加塑料.單模,對模:手糊成型模具分單模和對模.單模分陽模和陰模.等代設計法:指在載荷和使用環(huán)境不變的條件下,用一樣外形的復合材料層合板來代替其他材料,并用原來的材料的設計方法進展設計,以保證強度或剛度.,參與適量的水后成為塑性漿體,既能在空氣中,水中硬化,并能將砂,石等散?；蚶w維材料結(jié)實地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料.二 重要學問復合材料中的基體有三種主要作用A力學上:粘結(jié)纖維,保護纖維,傳遞應力B物理上:耐熱性,電性能 解性,耐水性,老化性{固結(jié)增加相,均衡載荷和傳遞應力,保持根本性質(zhì)}復合材料的界面的作用和效應作用:起載荷傳遞作用,效應:a傳遞效應,b不連續(xù)效應,cd誘導效應復合材料的可設計性以及意義,如何設計防腐蝕(堿性)玻璃纖維增加塑料?復合材料的可設計性:材料的性能,外形,以及物理,化學性能都可以通過復合材料的基體和增加材料的選擇以及工藝的選擇來實現(xiàn)各種不同的需求.增加材料的外表處理,沃蘭的構(gòu)造式,沃蘭和有機硅烷對玻璃纖維外表處理的機理?增加材料的外表處理:為改善纖維外表的浸潤性,提高界面結(jié)合力,對纖維進展的預處理.(就是在增加材料外表涂覆上一種稱為外表處理的物質(zhì),這種外表處理劑包括浸潤劑及一系列的偶聯(lián)劑和助劑等物質(zhì),以利于增加材料與基體形成一個良好的粘結(jié)面,從而到達提高復合材料各種性能和目的.)玻璃纖維,碳纖維,硼纖維,芳綸的生產(chǎn)過程以及性能(優(yōu)點和缺點),外表處理方法?一.玻璃纖維的性能:物理性能:1,拉伸強度高,防水,防霉,防蛀,耐高溫存絕緣性能,缺點:具有脆性,不耐腐,對人的皮膚有刺激性.化學性能:除對氫氟酸,濃堿,濃.外表處理方法:前處理法,后處理法,遷移法二.碳纖維 A生產(chǎn)過程:拉絲-----牽伸------穩(wěn)定-----碳化 石墨化B性能:物理性能:1,比重在1.5—2.0之間,2熱膨系數(shù)與其他類纖維不同,具有各向異性,3導熱率有方向性,隨溫度上升而降低,4有導電性, 化學性能:除能被氧化劑外,對一般酸堿是惰性的.C外表處理方法:氧化法,沉積化,電聚合法,電沉積法,等離子體處理.三,硼纖維:,強度高,模量高,密度小,,2化學穩(wěn)定性好,但外表具有活性.四.芳倫:性能:1力學性能是拉伸強度高,彈性模量高,密度小,2熱穩(wěn)定性,耐火而不熔,3化學性能是有良好有耐介質(zhì)性能,受酸堿的侵蝕,耐水性不好.處理方法:有機化學反響,等離子體處理.(優(yōu)點和缺點)?不飽和聚酯樹脂的固化過程:a膠凝階段,bc完全固化階段:1,工藝性能良好,如室溫下粘度低,可以在室溫下固化,在常壓下成型2,3,B缺點:固化時體積收縮率較大成型時氣味和毒性較大,耐熱性,強度和模量都較低,簡潔變形,7,玻璃纖維增加環(huán)氧樹脂,玻璃纖維增加酚醛樹脂,玻璃纖維增加聚酯樹脂主要性能?比重小,比強度高,2良好的耐腐蝕性,在酸,堿,有機溶劑,海水等介中均很穩(wěn)定.3,良好的電絕緣材料,4,不受電磁作用的影響5,保溫,隔熱,隔音,減振 剛性差鋁基復合材料的制造與加工?鋁基復合材料的制造:過程分為三個階段:纖維排列,復合材料組分的組裝壓合和零件層壓.加工:成型,連接,機械加工,熱處理.陶瓷基復合材料的使用范圍?晶須或者纖維增韌陶瓷基復合材料的制造工藝和成型加工方法?制造工藝:配料----成型 燒結(jié) 精加工.成型加工方法:1,2,3浸漬法RTM成型工藝,模壓成型工藝和手糊成型工藝?RTM成型工藝:是一種閉模成型工藝方法,工藝過程為:將液態(tài)熱固性樹脂(不飽和聚酯)及固化劑,由計量設備分別從儲桶內(nèi)抽出,經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻,注人事先鋪有玻璃纖維增加材料的密封模內(nèi),經(jīng)固化,脫模,后加工而成制品.模壓成型工藝:模壓成型是一種對熱固性樹脂和熱塑性樹脂都適用的纖維復合材將定量的模塑料或顆粒狀樹脂與短纖維的混合物放入放開的金屬對模中,閉模后加熱使其熔化,并在壓力作用下布滿腔,形成與模腔一樣外形的模制品,再經(jīng)加熱使樹脂進下步發(fā)生交聯(lián)反響而固化,或者冷卻使熱塑性樹脂硬化,脫模后得到復合材料制品手糊成型工藝:手糊成型工藝是聚合物基復合材料制造中最早承受和最簡潔的方法,是先在模具上涂刷含有固化劑的樹脂混合物,再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物,用刷牙,壓輥或刮刀壓擠織物,使其均勻浸膠并排解氣泡后,再涂刷樹脂混合物和鋪貼其次層纖維織物,在確定壓力作用下加熱固化成型,或樹脂體系固化時放出的熱量固化成型(冷壓成型)最終脫模得到制品.,拉絲時要的浸潤劑的緣由?,1原絲中的纖維不散亂而能相互粘附在一起.2防止纖維間的磨損.3原絲相互間不粘結(jié)在一起.4便于紡織加工.金屬基纖維復合材料的界面結(jié)合形式以及影響界面穩(wěn)定性的因素?界面結(jié)合形式:12,3,反響結(jié)合影響界面穩(wěn)定性的因素:1,物理方面的不穩(wěn)定因素主要指在高溫條件下增加纖維與基體之間的熔融.2化學方面的不穩(wěn)定因素主要與復合材料在加工和使用過程中發(fā)生的界面化學作用有關(guān),有連續(xù)界面反響,交換式界面反響和暫穩(wěn)態(tài)界面變化.晶須增韌陶瓷基復合材料的強韌化機理?靠晶須的拔出橋連與裂紋轉(zhuǎn)向機制對強度和韌性的提高產(chǎn)生突出奉獻.晶須的拔出長lpo,當晶須某端距主裂