复合材料复习资料1
复合材料期末考试复习题(汇编)
1.复合材料的分类方法？复合材料的分类方法也很多。
常见的有以下几种。
按基体材料类型分类聚合物基复合材料以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。
金属复合材料以金属为基体制成的复合材料，如铝墓复合材料、铁基复合材料等。
无机非金属基复合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。
按增强材料种类分类玻璃纤维复合材料。
碳纤维复合材料。
有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料。
金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料。
陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、翩纤维等)复合材料。
此外，如果用两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合材料”。
混杂复合材料可以看对免戈趁两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。
按增强材料形态分类连续纤维复合材料作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处。
短纤维复合材料短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。
粒状填料复合材料微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。
编织复合材料以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。
按用途分类复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。
2.举例说明复合材料在现代工业中的应用？<1>建筑工业中，复合材料广泛应用于各种轻型结构房屋，建筑装饰、卫生洁具、冷却塔、储水箱、门窗及其门窗构件、落水系统和地面等。
<2>化学工业中，复合材料主要应用于防腐蚀管、罐、泵、阀等。
<3>交通运输方面，如汽车制造业中，复合材料主要应用于各种车身结构件、引擎罩、仪表盘、车门、底板、座椅等；在铁路运输中用于客车车厢、车门窗、水箱、卫生间、冷藏车、储藏车、集装箱、逃生平台等。
<4>造船工业中，复合材料用于生产各种工作挺、渔船、摩托艇、扫雷艇、潜水艇、救生艇、游艇以及船上舾装件等。
(完整版)复合材料期末复习
复合材料复习资料1复合材料的定义？复合材料是由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。
复合后的产物为固体时才称为复合材料，若为气体或液体，就不能成为复合材料。
2复合材料的分类：1）按基体材料类型分为：聚合物基复合材料；金属基复合材料；无机非金属基复合材料。
（始终有基字）2）按增强材料分为：玻璃纤维复合材料；碳纤维复合材料；有机纤维复合材料；金属纤维复合材料；陶瓷纤维复合材料（始终有纤维二字）3）按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。
（两种的区别）结构复合材料主要用做承载力和此承载力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能承受一定温度。
功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能以及化学分离性能等的复合材料。
3复合材料的基体：金属基---对于航天与航空领域的飞机、卫星、火箭等壳体和内部结构，要求材料的质量小、比强度和比模量高、尺寸稳定性好，选用镁、铝合金等轻金属合金做基体。
对于高性能发动机，要求材料具有高比强度、高比模量、优良的耐高温性能，同时能在高温、氧化环境中正常工作，可以选择钛基镍基合金以及金属间化合物作为基体材料；对于汽车发动机，选用铝合金基体材料；对于电子集成电路，选用银铜铝等金属为基体。
轻金属基体—铝基、镁基，使用温度在450℃左右或以下使用，用于航天及汽车零部件。
连续纤维增强金属基采用纯铝或单相铝合金，颗粒、晶须增强…采用高强度铝合金。
钛基，使用温度在650℃（450-700），用作高性能航天发动机镍基、铁基钴基及金属间化合物，使用温度在1200℃（1000℃以上），耐高温4聚合物基体一）简答题（各自优缺点）聚合物基复合材料的聚合物基主要有：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
各自优缺点：二）聚合物基体的作用选择题：a . 将纤维黏在一起；b.分配纤维间的载荷；c .保护纤维不受环境的影响5陶瓷基特点：比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性、抗老化性好，但脆性大，韧性差。
复合材料——复习题1(1)
一、判断题1、MMC具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。
（√）2、原位复合MMC的增强材料/基体界面具有物理与化学稳定性。
（√）3、原位复合法制备MMC的基本思路是为了提高增强材料与基体之间的浸润性和减少界面反应。
（√）4、一般，颗粒及晶须增强MMC的疲劳强度及寿命比基体金属或合金高。
（√）5、陶瓷纤维增强MMC的抗蠕变性能高于基体金属或合金。
（√）6、陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及温度，因此仅有可承受上述高温的增强材料才可被用于制备陶瓷基复合材料。
（√）7、Y2O3加入到ZTA（zirconia toughening alumina)中是为了促进相变形成单斜晶体。
（×）/C是目前唯一可用于温度高达2800℃的高温复合材料，但必须是在非氧化8、Cf性气氛下。
（√）9、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。
（×）10、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。
（√）11、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。
（√）12、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。
（√）13、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。
（×）14、纤维长度l＜lc时，纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。
（√）二、选择题1、金属基复合材料通常（BD）A、以重金属做基体B、延性比金属差C、弹性模量比基体低D、较基体具有更高的高温强度2、材料的比模量和比强度越高（A）A、制作同一零件时自重越小，刚度越大B、制作同一零件时自重越大，刚度越大C、制作同一零件时自重越小，刚度越小D、制作同一零件时自重越大，刚度越小3、偶联剂是这样一种试剂（AC）A、它既能与纤维反应，又能与基体反应B、它能与纤维反应，但不能与基体反应，也不与基体相容C、它能与纤维反应，不与基体反应，但与基体相容D、它不与纤维反应，但与基体反应或相容4、通常MMC（metal matrix composite)(BC)A、采用高熔点、重金属作为基体B、要比基体金属或合金的塑性与韧性差C、要比基体金属或合金的工作温度高D、要比基体金属或合金的弹性模量低5、原位MMC（BD）A、可以通过压铸工艺制备B、可以通过定向凝固工艺制备C、可以通过扩散结合或粉末法制备D、可以通过直接金属氧化法（DIMOX TM）制备6、单向纤维增强MMC的纵向拉伸模量（AD）A、随纤维体积含量的增加而增加B、与纤维体积含量无关，而与纤维和基体的模量有关C、与横向拉伸模量相同D、与基体的模量有关7、在体积含量相同的情况下，SiC晶须与颗粒增强MMC（B）A、具有基本相同的抗拉强度和屈服强度B、具有基本相同的拉伸模量C、具有基本相同的断裂韧性D、具有基本相同的抗蠕变性能8、MMC制备工艺中，固态发和液态法相比（A）A、增强材料与基体浸润性要求可以降低B、增强材料在集体中分布更均匀C、增强材料仅局限于长纤维D、增强材料/基体界面反应更剧烈（如果存在界面反应时）9、为了改善增强材料与基体浸润性，制备MMC时，可以通过（ABD）A、基体合金化，以降低液态基体的表面张力B、基体合金化，以增加液态基体与增强材料的界面能C、涂层，增加增强材料的表面能D、涂层，降低增强材料的表面能10、MMC中，目前典型的增强材料/基体界面包括有（ABC）/AlA、不发生溶解，也不发生界面反应，如BfB、不发生溶解，但发生界面反应，如B/Tif/AlC、极不容易互相浸润，但能发生强烈界面反应，如Cf/AlD、既容易互相浸润，又不发生界面反应，如SiCf11、相变增韧（BC）A、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由单斜相转变为四方相B、是由于陶瓷基体中加入的氧化锆由四方相转变为单斜相C、其增韧机理是陶瓷基体由于氧化锆相变产生了微裂纹D、总是导致陶瓷基复合材料的强度下降12、选择C/C高温抗氧化涂层材料的主要关键是（C）A、涂层材料的熔点高B、涂层材料高温抗氧化性和热膨胀系数C、涂层的氧扩散渗透率极低和与C/C的热膨胀系数匹配性D、涂层材料高温挥发性。
复合材料复习总结
1.复合材料：是由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2.复合材料的命名：①强调基体时，以基体材料的名称为主，如金属基复合材料②强调增强体时，以增强体材料的名称为主如碳纤维增强复合材料③集体与增强体材料名称并用，一般表示具体的复合材料，分散相+基体相3.复合材料的分类：①按基体材料类型分类：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。
②按增强材料种类分类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维复合材料。
③按增强材料形态分类：连续纤维、短纤维、粒状填料、编织复合材料。
④按用途分类：结构复合材料，功能复合材料4.复合材料的特性：①比强度、比模量大②耐疲劳性好③减震性好④各向异性⑤性能可设计⑥材料结构一致性5.复合材料缺点：①工艺稳定性不好②性能分散③不耐高温④易老化⑤抗冲击性能较低⑥层间抗剪切强度低⑦横向强度低6.复合材料增强体的三种形式：颗粒、纤维、晶须7.颗粒增强与弥散增强的区别：颗粒增强是指在基体中引入第二相颗粒，使材料的力学性能得到改善，它使基体材料的断裂功能提高。
弥散增强是指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段8.颗粒增强原理根据粒子尺寸大小分两类：①弥散增强纳米级颗粒粒径小于0.1µm ②颗粒增强颗粒粒径大于1µm9.复合效应：加和效应、乘积效应、成分结构相关性10.单向复合材料：弹性模量 EC =EfVf+Em(1-Vf)≈EfVfVf—纤维用量Em为基体临界强度σC =σfVf+σM1(1-Vf)﹠σM(1-Vf) σM—基体强度（前面是纤维断裂称为脆性断裂，后面为延续断裂，它们与纤维用量有关）临界纤维用量 Vfc =（σM-σM1）/（σM-σM1+σf）最小纤维用量 Vfmin =（σM-σM1）/（σf-σM1）σf—纤维强度横向模量 1/EC = Vf/EC+(1- Vf)/ EmEC≈Em/VMEm—基体模量横向强度σT =min(σM，ST) ST—界面粘接强度短纤复合材：EC =υEfVf+ Em（1-Vf）υ=ηLηθηb L,θ,b—长度，角度，表面粘接σC=（1-LC/2L）σfVf+σM1(1-Vf) LC/d=0.5σf/τi不同纤维长度的临界纤维强度：L=LC σC=τi·LC/d·Vf+σM1（1- Vf） LC/d—临界长径比L＜LC σC=τi·L/d·Vf+σM1（1- Vf） L—无穷连续纤维10.玻璃纤维的分类：①按其原料组成：无碱玻璃纤维：国内规定碱金属氧化物含量不大于0.5%，国外为1%左右，强度较高，耐热性和电性能优良，称“电气玻璃”，能抗大气侵蚀，化学稳定性好，但不耐酸；中碱玻璃纤维：碱金属氧化物的含量11.5%~12.5%，耐酸性好，价格便宜；低碱玻璃纤维：强度低，对潮气侵蚀敏感11.玻璃纤维中碱金属氧化物的作用：①降低玻璃的熔化温度和熔融粘度②使玻璃溶液中的气泡易于排除③通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，达到助熔的目的12.纤维支数的表示方法：①定质量法是用质量为1g的原纱的长度来表示即纤维支数=纤维长度／纤维质量如40支纱是指质量为1g的原纱长40m。
【复合材料概论】复习重点应试宝典
第一章总论1、名词：复合材料基体增强体结构复合材料功能复合材料复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
包围增强相并且相对较软和韧的贯连材料，称为基体相。
细丝(连续的或短切的)、薄片或颗粒状，具有较高的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受外加载荷时是主要承载相，称为增强相或增强体。
它们在复合材料中呈分散形式，被基体相隔离包围，因此也称作分散相。
结构复合材料：用于制造受力构件的复合材料。
功能复合材料：具有各种特殊性能（如阻尼，导电，导磁，换能，摩擦，屏蔽等）的复合材料。
2、在材料发展过程中，作为一名材料工作者的主要任务是什么？（1）发现新的物质，测试其结构和性能；（2）由已知的物质，通过新的制备工艺，改变其显微结构，改善材料的性能；（3）由已知的物质进行复合，制备出具有优良性能的复合材料。
3、简述现代复合材料发展的四个阶段。
第一代：1940-1960 玻璃纤维增强塑料第二代：1960-1980 先进复合材料的发展时期第三代：1980-2000 纤维增强金属基复合材料第四代：2000年至今多功能复合材料（功能梯度复合材料、智能复合材料）4、简述复合材料的命名和分类方法。
增强材料+（/）基体+复合材料按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编织复合材料；按增强纤维种类分类：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，金属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料，混杂复合材料（复合材料的“复合材料”）；按基体材料分类：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无机非金属基复合材料；按材料作用分类：结构复合材料，功能复合材料。
5、简述复合材料的共同性能特点。
(1)、综合发挥各组成材料的优点，一种材料具有多种性能；(2)、复合材料性能的可设计性；(3)、制成任意形状产品，避免多次加工工序。
6、简述聚合物基复合材料的主要性能特点。
复合材料期末复习资料
材料
Al2O3 ZrO2 Si3N4 SiC B4C 马氏体时效钢 Ni-Cr-Mo钢 Ti6Al14V 7075铝合金
KIC/MPa·m1/2 4～15 1～2 5～6 3.5～6 5～6
100 45 40 50
2．3 聚合物材料
• 聚合物（高分子化合物）：是指那些众多 原子或原子团主要以共价键结合而成的相 对分子质量在一万以上的化合物。
材料 HV/GPa 材料 HV/GPa
金刚石 90
Si3N4
20
MgO
6.6
ZrO2 14～16
SiC
33 莫莱石 16
Al2O3
23.7
B4C
16
SiO2
5.4
C-BN
70
表2-6 陶瓷的室温强度
材料
弯曲强度/MPa 拉伸强度/MPa
烧结Al2O3（<5%气孔率） 烧结ZrO2（<5%气孔率） 烧结莫莱石（<5%气孔率）
Pb，增强体 SiC、Al2O3、Gr。
2．2 陶瓷材料
2.2.1 陶瓷材料发展历史及概念内涵
• 传统陶瓷：是采用粘土及其天然矿物质经粉碎加工、 成型、烧结等过程制得，如日用陶瓷、建筑陶瓷、 电瓷，其主要原料是硅酸盐矿物，所以归属于硅酸 盐类材料。
• 特种陶瓷：高温陶瓷、介电陶瓷、压电陶瓷、高导 热陶瓷、高耐腐蚀陶瓷，所用材料不局限于天然矿 物，而是扩大到经过人工提纯加工或合成的化工材 料。
• 现代陶瓷：是以特种陶瓷为基础由传统陶瓷发展起 来的又具有与传统陶瓷不同的鲜明特点的一类新型 陶瓷。它早已超出传统陶瓷的概念和范畴，是高新 技术的产物
2.2.2 陶瓷的分类
1. 按化学成分分类
① 氧化物陶瓷：Al2O3、SiO2、MgO、ZrO2、CeO2、CaO、 Cr2O3及莫莱石（3Al2O3·2SiO2）和尖晶石（MgAl2O4）等， 这类CMC避免在高温、高应力环境下使用，因为Al2O3、 ZrO2的抗热震性差、 SiO2高温下容易发生蠕变和相变。
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复合材料考试复习资料1、复合材料的定义：由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能。
2、复合材料的特征：可设计性：即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能；由基体组元与增强体或功能组元所组成；非均相材料：组分材料间有明显的界面；有三种基本的物理相（基体相、增强相和界面相）；组分材料性能差异很大；组成复合材料后的性能不仅改进很大，而且还出现新性能.3、复合材料的分类：按基体材料分类①聚合物基复合材料:以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；② 金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；③无机非金屈基复合材料：包括陶瓷基、碳基和水泥基复合材料。
按增强材料形态分类：①纤维增强复合材料：乩连续纤维复合材料：作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的边界处；b.非连续纤维复合材料：短纤维、晶须无规则地分散在基体材料屮；②颗粒增强复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中；③ 板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。
其他增强体：层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体按用途分类：①结构复合材料：用于制造受力构件；②功能复合材料：具备各种特殊性能（如阻尼、光、电、磁、摩擦、屏蔽等）③智能复合材料④混杂复合材料4、复合材料的命名：复合材料可根据增强材料和基体材料的名称来命名，通常将增强材料放在前面，基体材料放在后面，再加上“复合材料”而构成。
5、复合材料的结构设计层次：一次结构：单层设计…微观力学方法：取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等；二次结构：层合体设计…宏观力学方法：取决于单层材料的力学性能和铺层方法（厚度、纤维交叉方式、顺序等）；三次结构：产品结构设计■-结构力学方法：取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式6、增强体的定义：增强体是结构复合材料屮能提高材料力学性能的组分，在复合材料中起着增加强度、改善性能的作用。
第一章 复合材料绪论
第一章
1-3 复合材料的特性
复合材料的缺点: ➢材料价格高 ➢劳动强度大 ➢抗挤压和抗分层能力差 ➢力学性能受温度/湿度影响 ➢不易检查 ➢对铝会产生电化学腐蚀 ➢固化时间长
第一章
1-3 复合材料的特性
性能：取决于基体相、增强相种类及数量，其次是 它们的结合界面、成型工艺等。 1、主要取决于增强相的性能 ⑴.比强度,比刚度高 ⑵.冲击韧性和断裂韧性高 ⑶.耐疲劳性好 ⑷.减震性 ⑸.热膨胀系数小
70年代民用飞机开始用复合材料做调整片,口盖等. 美国的ACEE计划.从舵面过渡到尾翼.
80-90年代,美国NASA的ACM计划.重点发展ＤＦＭ－设计制造一体化．
第一章
1-4 复合材料在民用飞机结构上的应用
目前研究低成本的复合材料设计与制造技术 ＣＡＩ大量的仿真技术.设计，制造，生产一体化仿真实
现异地设计异地制造．80-90年代实现了复合材料向主承力 结构应用的过渡．
金属基复合材料MMC
复合 材料
有机材料基复 合材料
无机非金属基 复合材料
木质基复合材料
聚合物基复 合材料PMC
橡胶基 树脂基
水泥或混凝土基 复合材料
陶瓷基复合材料CMC
热塑性树脂 热固性树脂
第一章
1-2 复合材料的定义与分类
根据第二相（增强体）形态分。 分散强化复合材料
颗粒状分散 相复合材料
颗粒增强复合材料
Ａ３８０，Ｂ７８７的出现．
第一章
1-4 复合材料在民用飞机结构上的应用
第一章
1-4复合材料在民用飞机结构上的应用
先进树脂基复合材料是民用飞机的主要复合材料.
复合材料在民用飞机的应用出现的几个特征:
➢小型/简单次承力结构
复合材料复习大纲
一．名词解释1.复合材料：由两种或者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。
2.聚合物纳米复合材料：聚合物基体与至少一维是纳米范畴的添加剂所组成的混合物。
3.比强度：抗拉强度与密度之比。
比强度高的材料能承受高的应力。
4.比模量：弹性模量与密度之比。
比模量高，说明材料轻，刚性大。
5.碳纤维：由有机纤维通过一系列阶段性的热处理碳化而制成的，一种耐高温，抗拉强度高，弹性模量大，质轻的纤维状材料。
6.晶须：由高纯度单晶生长而成的，直径几微米，长度几十微米的单晶纤维材料。
7.环氧树脂：泛指含有两个或者两个以上环氧基，以脂肪族或芳香族等有机化合物为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物。
8.玻璃钢(FRP)：:即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。
以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。
9.生物降解聚合物：指可由微生物导致断链发生矿化的聚合物。
10.磁性聚合物纳米复合材料：指至少一维是纳米级（1-100nm）的无机磁性组分，以颗粒、纤维和薄片的形式埋入有机聚合物中所构成的材料。
11.不饱和聚酯树脂：指有线性结构的主链上同时具有重复酯键及不饱和双键的一类聚合物。
12.区别高分子，聚合物和聚合物材料的含义？高分子：在结构上由许多个实际或概念上的低分子结构作为重复单元组成的高分子量分子，其分子量通常在10000以上。
聚合物：由一种或几种结构单元通过共价键连接起来的分子量很高的化合物。
聚合物材料：指由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。
弹性体：指硫化的聚合物材料，它们的玻璃化转变低于室温，其他性能还包括具有大形变的能力，并且应力释放后可回复到原始长度。
二．填空题1.聚合材料按基体材料分类：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无机非金属基复合材料（陶瓷基和水泥基）2.复合材料按材料作用分为：结构复合材料和功能复合材料。
复合材料复习资料1.
1、什么是复合材料学：是由两种或以上物理和化学性质不同的原料结合而成的多相固体材料。
在复合材料中, 通常有一相为连续相,我们称它为基体。
能提高基体材料力学性能的材料, 称为增强材料, 或强化材料。
在复合材料中包含有基体，强化材和界面三要素。
2、复合材料的分类：按来源分天然和人工合成复合材料。
3、人工复合材料--用途分：结构复合材料：即传统的复合材料，以提高力学性能为主要目的，作为结构材料使用。
功能复合材料：包括功能梯度复合材料，是指通过复合工艺，使制得的材料具有特别的功能。
智能复合材料：对环境变化能作出智能响应，并具有促发功能的新材料。
如SMP，SMA等。
---基材分：聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料。
----强化材的形式分：纤维状复合材料、颗粒状复合材料、积层状、薄片状、填充状。
4、复合材料的性能：一般性能：1、具有较高的比强度和比模量。
2、抗疲劳性能好，3、减振性能好，4、耐高温性能好，5、可设计性强，成型工艺简单。
特殊性能：特殊的力学性能、功能性、智能型5、应用：航空航天、汽车制造、制船业、建筑业、化工业、体育业、医疗6、基体：在复合材料中, 通常有一相为连续相,我们称它为基体。
7、基体的作用：固结增强相，均衡载荷和传递应力,保持基体性质,保护增强材料。
8、基体的种类：金属基体、无机胶凝基体、陶瓷基体、高分子基体9、陶瓷：是氧化物、碳化物、氮化物和硅酸盐等无机化合物的总称。
陶瓷复合目的：增韧10、陶瓷的特点：耐高温、耐腐蚀、强度高、硬度大但呈脆性。
11、陶瓷的种类：玻璃: 是通过无机材料高温烧结而成的具有非晶态结构的一种陶瓷.2. 玻璃陶瓷: 将无机玻璃通过特定的反玻璃化过程,形成无残余应力的微晶玻璃. 3. 氧化陶瓷: 含有三氧化二铝,氧化镁等氧化物的陶瓷 4. 非氧化陶瓷:不含有氧化物的陶瓷12、聚合物基体种类：不饱和聚脂树脂、环氧树脂, 酚醛树脂等热固性树脂和有机玻璃(PMMA)、聚醚亚胺等各种热塑性树脂。
复合材料终极复习资料
3.复合材料的命名（1）强调基体时以基体材料的名称为主：树脂基复合材料、金属基复合材料，陶瓷基复合材料。
（2）强调增强体时以增强体材料的名称为主：玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料。
（3）基体材料名称与增强材料并用：习惯上把增强材料的名称放在前面，基体材料的名称写在后面，如：玻璃纤维/环氧树脂复合材料。
4.复合材料的分类（按基体材料分类）：（1）聚合物基复合材料；（2）金属基复合材料（3）陶瓷基复合材料（4）碳基复合材料按材料作用分类：（1）结构复合材料；（2）功能复合材料。
2.环氧树脂（EP）环氧当量：含有1g当量环氧基的环氧树脂的克数。
环氧树脂的固化剂：（1）多元胺类固化剂。
（2）酸酐类固化剂。
（3）阴离子及阳离子型固化剂。
（4）树脂类固化剂。
1.不饱和聚酯树脂（UP）的固化：在引发剂（如：有机过氧化物类）、光、高能辐射的作用下，乙烯基类单体（St、乙烯基甲苯、二乙烯基笨等）可使树脂室温固化。
固化时加入MMA，可提高树脂的耐候性；若加入固化促进剂（如：叔胺），可使树脂室温固化。
固化原理：自由基共聚合反应机理：链引发、链增长、链终止固化过程及固化特征：a.凝胶阶段：树脂从液态到失去流动性成为半固体凝胶。
b.定型阶段：从凝胶到具有一定的硬度和固定的形状。
（未完全固化）。
c.熟化阶段：从定型阶段到表观上已经变硬并具有一定力学性能，经过后处理后即具有稳定的化学与物理性能并可供使用。
2.聚乙烯的用途：低密度聚乙烯（LDPE）：薄膜生产、注塑用品。
线型低密度聚乙烯（LLDPE）：薄膜生产、制造扁丝、编织袋。
高密度聚乙烯（HDPE）：a.注塑制品：工业容器、家用电器、玩具等。
b.薄膜制品：食品包装。
c.中空吹塑制品：食品、药品、化妆品的包装瓶等。
超高分子量聚乙烯（HUMWPE）：可作为工程塑料在汽车、机械、原子能以及宇宙飞行等领域得到重要应用。
聚乙烯管材：生活用水和煤气管道、农业排灌用管道等。
复合材料复习资料
1、复合材料定义复合材料(composite materials):由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点又显示了原组分材料所没有的新性能。
2、组成、定义、作用基体：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。
界面相：不同组元相接触的界面，具有一定厚度，结构随组元相而异。
是组元相之间相互连接的纽带。
组成：基体相，界面相，增强相作用：增强相：一般具有很高的力学性能（强度、弹性模量），及特殊的功能性。
其主要作用是承受载荷或显示功能。
基体相：保持材料的基本特性，如硬度、耐磨、耐热性等。
主要作用是将增强相固结成一个整体，起传递和均衡应力的作用。
界面相作用：应力和其他信息传递的桥梁，具有传递效应，阻断效应，不连续效应，散热和吸热效应，诱导效应。
3、分类，不同类型复合材料的定义及特点分类：①聚合物基复合材料: 以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；②金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；③无机非金属基复合材料：包括陶瓷基、碳基和水泥基复合材料。
定义：聚合物基复合材料（PMC）：树脂基复合材料,纤维增强塑料，是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。
这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。
特点：1. 高比强度、高比模量；2. 可设计性；3. 热膨胀系数低，尺寸稳定；4．耐腐蚀；5．耐疲劳；6.阻尼减震性好金属基复合材料（MMC）：是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相人工结合成的复合材料。
其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳、石墨及硼等，也可以用金属丝。
特点：1、高比强度比模量；2、高断裂韧性和高抗疲劳性能；3、良好的高温稳定性和热冲击性；4、热膨胀系数小、尺寸稳定性好；5、导热、导电性能好；6、良好的耐磨性；7、不吸潮、不老化、气密性好陶瓷基复合材料（CMC）：氧化铝陶瓷也称为高铝陶瓷，主要成分是A12O3和SiO2。
复合材料复习资料
一、定义定义1：复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。
该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。
定义2：是由两种或多种不同类型、不同性质、不同相材料，运用适当的方法，将其组合成具有整体结构、性能优异的一类新型材料体系。
定义3：复合材料(Composite materials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足工程要求。
二、组成组成：基体材料----在复合材料中连续的物理相；基体的三种主要作用是：把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。
增强材料----不连续的物理相，粒料、纤维、片状材料或它们的组合。
增强材料:能和聚合物复合，形成复合材料后其比强度和比模量超过现有金属的物质。
填料：复合材料的性能指标达不到金属材料相应性能指标的添加物。
增强体组元：玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等。
基体组元：树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳、水泥等。
三、命名：复合材料的命名----根据增强材料与基体材料名称碳纤维环氧树脂复合材料四、分类：按照用途可分为：结构复合材料和功能复合材料结构复合材料：主要作为承力结构使用的材料，由能承载的增强体组元与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元构成。
功能复合材料：指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料根据基体复合材料分为三大类，即树脂基复合材料(简称PMC)，金属基复合材料(简称MMC)及陶瓷基复合材料(简称CMC)。
根据增强纤维类型可分为：1碳纤维复合材料 2.玻璃纤维复合材料 3.有机纤维复合材料3.硼纤维复合材料4.混杂纤维复合材料根据增强物外形可分为：1.连续纤维复合材料2.纤维织物或片状材料增强的复合材料3.短纤维增强复合材料4.粒状填料复合材料根据制造方法可分为：1.层合复合材料2.混合复合材料3.浸渍复合材料五、复合材料的有点及应用于飞机结构的意义优点：1.比强度和比模量高 2.耐疲劳性能好 3.减振性能良好4.过载安全性好5.耐热性能6.各向异性及性能可设计性好7.工艺性好意义：既强又轻，耐磨蚀，抗疲劳，工艺性好，抗冲击性强，具有可设计性六、复合材料成型工艺方法与工艺过程（低压成型包括手糊和喷射）手糊成型：指在涂好脱模剂的模具上，采用手工作业，即一边铺设增强材料，一边涂刷树脂直到所需塑料制品的厚度为止，然后通过固化和脱模而取得塑料制品的这一成工艺。
复合材料（第二版）知识点复习
复合材料（第二版）知识点复习第一章概论1.1物质与材料材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质人类（材料）发展的四大阶段：石器时代→青铜时代→铁器时代→人工合成时代1.2复合材料的定义与特点复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起来，而得到的具有复合效应的多相固体材料。
特点：①人为选择复合材料的组分和比例，具有极强的可设计性。
②组分保留各自固有的物化特性③复合材料的性能不仅取决于各组分性能，同时与复合效应有关④组分间存在这明显的界面，并可在界面处发生反应形成过渡层，是一种多相材料简述复合材料的特点。
①比强度、比模量大②耐疲劳性能好，聚合物基复合材料中，纤维与基体的界面能阻止裂纹的扩展，破坏是逐渐发展的，破坏前有明显的预兆。
③减震性好，复合材料中的基体界面具有吸震能力，因而振动阻尼高。
④耐烧蚀性能好，因其比热大、熔融热和气化热大，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀材料。
⑤工艺性好，制造制品的工艺简单，并且过载时安全性好。
1.3组成与命名以增强体和基体共同命名时：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料p、w、f下标→颗粒、晶须、纤维M MCs金属基复合材料，聚合物基复合材料PMCs, 陶瓷基复合材料CMCs1.4分类按基体：聚合物基，金属基，无机非金属基（陶瓷、玻璃、水泥、石墨）复合材料按纤维增强体种类：玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、陶瓷纤维按增强体形态：连续纤维，短纤维，颗粒，晶须增强近代的复合材料以1942年制出的玻璃纤维增强塑料为起点第二章增强体2.1增强体（起到增韧、耐磨、耐热、耐蚀等提高和改善性能的作用）纤维是具有较大长径比的材料，具有较高的强度，良好的柔曲性，高比强度，高比模量，与基体相容性好，成本低工艺学好2.1.1玻璃纤维：非晶型无机纤维，二氧化硅（形成骨架，高熔点）和其他元素的碱金属氧化物（二氧化硅提高GF化学稳定性，碱金属降低熔点和稳定性，改善制备工艺）①性能→力学：无屈服无塑性，脆性特征，拉伸强度高，模量较低，直径越小，长度越短，含碱量越低，拉伸强度越高，与水作用强度降低→热性能：耐热性较高，玻璃纤维热处理使微裂纹增加，强度降低→电性能：电绝缘性能优，在纤维表面涂石墨或金属成为导电纤维→玻璃耐酸碱、有机溶剂性能好，玻璃纤维耐蚀性能变差E无碱玻璃纤维：绝缘，机械性能强，耐水性好C中碱玻璃纤维：耐酸性好（酸与硅酸盐生成氧化硅保护膜），耐水性差，A有碱玻璃纤维②结构：微晶结构假说和网络结构假说，GF为无定形结构，三维网状结构，各向同性。
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1、什么是复合材料学：是由两种或以上物理和化学性质不同的原料结合而成的多相固体材料。
在复合材料中, 通常有一相为连续相,我们称它为基体。
能提高基体材料力学性能的材料, 称为增强材料, 或强化材料。
在复合材料中包含有基体，强化材和界面三要素。
2、复合材料的分类：按来源分天然和人工合成复合材料。
3、人工复合材料--用途分：结构复合材料：即传统的复合材料，以提高力学性能为主要目的，作为结构材料使用。
功能复合材料：包括功能梯度复合材料，是指通过复合工艺，使制得的材料具有特别的功能。
智能复合材料：对环境变化能作出智能响应，并具有促发功能的新材料。
如SMP，SMA等。
---基材分：聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料。
----强化材的形式分：纤维状复合材料、颗粒状复合材料、积层状、薄片状、填充状。
4、复合材料的性能：一般性能：1、具有较高的比强度和比模量。
2、抗疲劳性能好，3、减振性能好，4、耐高温性能好，5、可设计性强，成型工艺简单。
特殊性能：特殊的力学性能、功能性、智能型5、应用：航空航天、汽车制造、制船业、建筑业、化工业、体育业、医疗6、基体：在复合材料中, 通常有一相为连续相,我们称它为基体。
7、基体的作用：固结增强相，均衡载荷和传递应力,保持基体性质,保护增强材料。
8、基体的种类：金属基体、无机胶凝基体、陶瓷基体、高分子基体9、陶瓷：是氧化物、碳化物、氮化物和硅酸盐等无机化合物的总称。
陶瓷复合目的：增韧10、陶瓷的特点：耐高温、耐腐蚀、强度高、硬度大但呈脆性。
11、陶瓷的种类：玻璃: 是通过无机材料高温烧结而成的具有非晶态结构的一种陶瓷.2. 玻璃陶瓷: 将无机玻璃通过特定的反玻璃化过程,形成无残余应力的微晶玻璃. 3. 氧化陶瓷: 含有三氧化二铝,氧化镁等氧化物的陶瓷 4. 非氧化陶瓷:不含有氧化物的陶瓷12、聚合物基体种类：不饱和聚脂树脂、环氧树脂, 酚醛树脂等热固性树脂和有机玻璃(PMMA)、聚醚亚胺等各种热塑性树脂。
13、基体组分:基体往往为混合组分，除了主要的聚合物组分外,还含有固化剂、增韧剂、稀释剂14、基体的作用:把强化材粘结在一起的粘接作用, 分配纤维间载荷的作用，保护增强材不受环境影响的保护作用和根据需要合成所需要形状的成型作用。
15、聚合物的分子链结构是指单个聚合物分子的化学结构和立体化学结构,包括重复单元的本身,端基的本身,可能的支化和交链与结构顺序中缺陷的本身以及高分子的大小和形态等。
聚合物分子的聚集态结构是指聚合物材料本体内部结构,包括晶体结构,非晶态结构，取向结构等。
16、性能：力学性能：包括强度,伸长率,模量,疲劳等。
耐热性能：引入C-F键可提高聚合物的耐热性.耐腐蚀性能：包括耐水、酸、碱和耐有机溶剂等。
介电性能：极性越大,则介电常数也越大,电阻率越小,介质损耗角越大,介电性能越差。
17、热固性树脂:聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜。
热塑性树脂：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂。
18、不饱和树脂：是指有线型结构的,主链上同时具有重复脂键及不饱和双键的一类聚合物。
19、交联剂:为了改善不饱和树脂的固化性能，常把不饱和树脂溶于烯类单体中，使聚脂中的双键间发生共聚反应，得到体型产物。
应用最广的是苯乙烯。
20、引发剂：提供始自由基，通过自由基传递，使不饱和聚脂树脂成为自由基，发动聚合反应；常用引发剂为有机过氧化物。
如BPO。
21、促进剂：加快引发剂释放自由基的速度。
常用促进剂为具有变价的金属钴。
如环烷酸钴等。
22、固化过程：胶凝阶段-----23、增粘特性:在碱土金属氧化物或氢氧化物等作用下，不饱和聚脂树脂很快稠化，形成凝胶状物,这种能使不饱和聚脂树脂粘度增加的物质,称为增粘剂。
这一过程称为增粘过程。
利用该特性可用来制造片状或团状模压料。
24、环氧树脂:凡是含有二个以上环氧基的高聚物统称为环氧树脂。
属于热固性的基体树脂25、环氧树脂特点：1、粘附力好，韧性较好，收缩率低。
复合材料强度高，尺寸稳定。
2、电性能好。
介电强度高，耐电弧优良的绝缘材料。
3、耐酸碱耐溶剂性强。
4、热稳定性良好。
26、玻璃纤维：玻璃纤维是一种以天然矿石为原料，经过对各原料成分的科学计算和合理配比后，进行粉磨均化、高温熔制、拉丝、络纱、织布等工序最后形成各类产品。
玻璃纤维单丝的直径从几个微米，到二十几微米，相当于一根头发丝的1/20～1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维的突出特点是比强度大，弹性模量高，伸长率低，同时还具有电绝缘、耐腐蚀等优点，通常作为复合材料中的增强材料27、玻璃纤维的分类：按原料分--无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、有碱、无硼、特种。
按直径--粗纤维30微米、初级纤维20微米、中级纤维10~20微米、高级纤维3~10微米、超细纤维4微米以下。
按外观分---连续纤维、短纤维、磨碎纤维。
按特性分---高强纤维、高模纤维、耐高温、耐酸、耐碱、普通28、碳纤维：是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500℃以上所形成的纤维状碳材料,主要由碳元素组成，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。
29、碳纤维的分类：按性能--高性能、低性能。
按原丝类型--聚丙烯腈基纤维、黏胶基纤维、沥青基、木质素纤维基、其他有机。
按功能--结构用、耐焰、活性炭、导电用、润滑用、耐磨用。
30、碳纤维的等级：1、高模碳纤维(HM Fiber)>500GPa2、高强碳纤维(HT Fiber)>3GPa3、中模碳纤维(IM Fiber), 强度1-2GPa, 模数100-500GPa4、低模碳纤维(LM Fiber), 模数100-200GPa5、一般级(GP), 模数<100GPa, 强度<1GPa 31、碳纤维的性能：碳（石墨）纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀、耐化学辐射等优良特性，此外，还具有纤维的柔曲性和可编性，比强度和比模量优于其它纤维增强体。
32、有机纤维的主要代表为芳纶纤维(Aramid fiber),也叫凯夫拉（Kevlar),属于聚芳酰胺纤维。
芳纶纤维为对苯二甲酰对苯二胺的聚合体(PPD-T)，经溶解转为液晶纺丝而成。
具有较高的各向异性。
传统的合成路线为二烃基酰胺溶剂内苯撑(PPD)和对苯二酰氯(TCl)低温缩聚。
芳纶纤维具有高结晶和高取向的分子结构。
在纵向有周期性的叠层结构。
另外，芳纶纤维还具有皮芯结构。
NH2NH2+Cl COC ClONH NH CO CO+ 2HCl 酰胺溶液33、其它纤维：作为强化材的其他纤维的主要有碳化硅纤维,硼纤维、氧化铝纤维34、复合材料的界面是指基体与强化材之间化学成分有显著变化、构成彼此结合、能起载荷传递作用的微小过渡区域。
35、界面效应：传递效应: 将外力传递给增强物, 起到基体和增强物间的桥梁作用。
阻断效应: 结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
不连续效应: 在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象。
如抗电性、耐热性等。
散射和吸收效应: 光波,声波等在界面产生散射和吸收。
诱导效应: 一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种与使之接触的物质(通常是基体)的结构由于诱导作用而发生的一些改变,由此产生一些现象。
如弹性等。
36、聚合物基复合材料界面的形成：界面的形成可分为两个阶段:第一阶段是基体与增强物的接触与浸润过程.由于增强体对基体分子的各种基团或基体中各组分的吸附能力不同,它总是要吸附那些能降低其表面能的物质,并优先吸附那些能较多降低其表面能的物质。
因此界面聚合层在结构上与聚合物本体是不同的。
第二阶段是聚合物的固化阶段。
在此过程中聚合物通过物理或化学的变化而固化, 形成固定的界面层。
固化阶段受第一阶段影响, 同时它直接决定界面层的结构。
37、界面间作用：(1)扩散缠结作用:两种高聚物表面的大分子头端或支链的伸出端,会在其间作用面上产生相互的扩散,纠缠,形成分子网络。
界面的粘结强度显然与伸出分子端的数量，分子极性及相互作用力的大小，实际产生纠缠的分子数量有关。
2）化学键的作用：化学键的作用形式如图，是带有A基团的物质与带有B基团的物质相互接触时，因A，B基团的相互反应，使两物质以化学键形式结合在一起。
构成界面。
该界面的强度直接取决于化学键的数量与类型。
由于化学键的结合能量较高，因此，这类界面的相对稳定性较好。
（3）静电吸引：是两个相互作用的表面间因各自所带电荷的极性不同而产生的相互作用力。
属于范德华力的作用。
界面粘结的强度在很大程度上取决于表面电荷的密度和两表面相互接触的程度。
许多高聚物的表面，或经改性后的表面，或带有涂层剂的表面都会存在许多游离或伸出的官能团，这些官能团的正负极性端会吸附在相应的阴离子或阳离子表面上构成相互作用区。
（4）机械锁结：机械锁结是指基体对填充体的流动浸润，并按填充体表面形状固化定形后的一种作用形式。
如只考虑两相结合面上的机械物理作用，界面的结合强度主要取决于表面锁结点的多少。
即表面的粗糙程度。
两物质相切移动时，或其间为剪切作用时，界面的抗剪粘结强度较高，两物质相离远动时，即界面拉伸分开时，界面粘结强度较低。
38、粘结机理：A: 界面浸润理论：是基于液态树脂对纤维表面的浸润亲和，即物理和化学吸附作用。
填充剂被液体树脂良好浸润是极其重要的,浸润不良会在界面上产生空隙,导致界面缺陷和应力集中而使复合材料发生开裂,如果完全浸润,则基体与填充剂间的粘合强度大于基体的内聚强度.B:化学键理论, 认为复合材料的纤维-基体界面是由化学键作用完成其间黏着或吸附的，这种作用的基础是界面层中的化学键接形式。
最典型的是玻璃纤维与基体间的偶联剂。
偶联剂是涂覆在玻璃纤维表面的一层物质，具有双官能团的特征。
即一部分官能团能与玻璃纤维形成化学共价键，而另一部分又与基体形成化学键，在玻璃纤维与基体间起桥梁的作用。
C: 物理吸附理论, 增强材与基体之间的结合属于机械铰合和基于次价键作用的物理吸附。
D ：变形层理论：复合材料大都由高强低伸的纤维和低强高伸的基体复合而成，这样纤维于基体的热膨胀性差异就很大，当基体固化成型后，就会在界面区产生残余应力，损伤界面，从而导致复合材料性能下降。
另外，在外力作用下，复合后界面会因此产生应力集中现象，导致界面缺陷和微裂纹的发展。
变形层理论认为，如果纤维表面处理后，能在纤维表面覆上一层塑性层，再经基体复合成型后，这层塑性层即界面就会收缩内应力，发生松弛，以减少界面中的应力集中现象。
E 拘束层理论：认为表面处理剂是界面的一个部分，界面区的模量介于树脂和增强材之间，可均匀地传递应力，减缓应力集中。
这时吸附在硬质增强材上的聚合物基体要比本体更为紧密。