1、3. 2 复合材料工艺,一、 引言 二、 复合材料的分类 三、 复合材料的特性与特点,3. 2. 1 绪论,一、 引 言,复合材料是继天然材料、加工材料和合成材料之后 发展起来的新一代材料。,按通常的说法，复合材料是指由两种或两种以上不 同性质的单一材料，通过一定的工艺过程复合而成的， 性能优于原材料的多相固体材料。,复合材料区别于任意混合材料的一个主要特征是多 相结构中存在着复合效应。,二、 复合材料的分类,按基体材料类型,按增强纤维类型,金属基复合材料 聚合物基复合材料 无机非金属基复合材料,碳纤维复合材料 玻璃纤维复合材料 有机纤维复合材料 混杂纤维复合材料,按增强物的外形,同质复合的复
2、合材料 异质复合的复合材料,连续纤维增强复合材料 纤维织物或片状材料增强的复合材料 短纤维增强的复合材料 粒状填料增强复合材料,三、 复合材料的特性与特点,1. 质量轻、强度高 2. 可设计性 3. 工艺性能好 4. 抗疲劳性能好 5. 减震性好 6. 耐腐蚀性好,1. 质量轻、强度高,树脂基复合材料的密度约为钢的14，铝的 12。其比强度都比钢、铝合金高46倍，比模 量一般也比钢、铝合金高。因此，树脂基复合材 料结构件在强度和刚度相同的情况下，其质量可 以大幅度减轻。,2. 可设计性,复合材料的可设计性是其区别于传统材料的根本 特点之一。复合材料的可设计性具体体现在两个方面， 一是力学设计，
3、一是功能设计。,力学设计将赋予制品一定的强度及刚度；功能设计将带给制品除力学性能外的其他特性如耐热性、耐化学腐蚀性、电性能、生物性能、磁性能等。,3. 工艺性能好,复合材料的工艺性能十分优越，其成型方法 多种多样，成型条件机动灵活。,4. 抗疲劳性能好,复合材料中纤维能阻止裂纹的扩展，因此其 疲劳破坏总是从纤维的薄弱环节开始，逐渐扩展 到纤维与树脂的结合界面上，破坏前有明显征兆。,5. 减震性好,结构的自振频率除与结构形状有关外，还与结构 材料比模量的平方根成正比。,由于复合材料的比模量高，因此，用这类材料制 成的结构件具有高的自振频率。,6. 耐腐蚀性好,复合材料的耐化学腐蚀性能是通过选择基
4、体 材料来实现的。一般来讲陶瓷基复合材料和树脂 基复合材料的耐化学腐蚀性能好。,3. 2. 2 无机非金属基复合材料,无机非金属基复合材料，通常是以水泥、玻璃、 陶瓷、石膏等无机非金属材料为基体材料，用各种 纤维(或晶须)为增强材料的一类复合材料。,物理、力学性能与单一的无机材料相比，均有 很大程度的提高。,在无机非金属基复合材料系列中，有纤维增强 水泥复合材料、纤维增强陶瓷复合材料、纤维增强 石膏复合材料等，分别介绍如下：,一、 陶瓷基复合材料 二、 水泥基复合材料,一、 陶瓷基复合材料,陶瓷基复合材料可克服陶瓷脆性和高温韧性差 的缺点。当用高强度、高模量的纤维或晶须增强陶 瓷材料后，其高温强度和韧性可大幅度提高。,研究热点：多集中在纤维与基体之间的相容性、低温制备技术和纤维表面处理技术等方面。,二、 水泥基复合材料,1. 水泥基复合材料简介,水泥基复合材料是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体， 以各种类型的纤维为增强材料,经特定的工艺制成的一类复 合材料。,2. 纤维增强水泥基复合材料的性能及应用,纤维增强水泥基复合材料与普通混凝土相比，其显著 特点是轻质高强，具有良好的断裂韧性。,
