基体与增强纤维
纤维增强复合材料的力学性能
纤维增强复合材料的力学性能纤维增强复合材料（Fiber-reinforced composites，简称FRC）是一种重要的工程材料，其具有高强度、高刚度和低密度的特点，被广泛应用于航空航天、汽车和建筑等领域。
本文将重点探讨纤维增强复合材料的力学性能及其对材料性能的影响。
首先，纤维增强复合材料的力学性能主要包括强度、刚度和韧性。
其中，强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力，通常以拉伸强度来衡量。
纤维增强复合材料的强度主要由其中的纤维决定，而纤维的强度一般远大于基体。
这是因为纤维具有长而细的形状，使其能够有效地承受外力并转移到周围的基体上。
另外，纤维之间的相互作用也会增强整体的强度。
与强度相伴随的是刚度，即材料对外力的抵抗能力。
纤维增强复合材料的刚度主要取决于纤维的刚度和其含量。
由于纤维的高刚度，纤维增强复合材料通常具有较高的刚度，这使得材料在受到外力时能够保持形状的稳定性，并减小变形程度。
这对于一些要求高精度的工程结构来说非常重要。
然而，纤维增强复合材料的脆性也导致其在遇到冲击负载时易发生断裂。
为了提高纤维增强复合材料的韧性，可以采取增加纤维与基体的粘结强度、增加基体的韧性和改变纤维的排列方式等措施。
此外，通过添加填充剂、纤维交替布置等方式也可以提高复合材料的韧性。
除了综合性质，还应该关注纤维增强复合材料的疲劳性能。
由于现实工程环境中的材料往往会受到循环载荷的作用，疲劳性能对于材料的可靠性也是一个重要的考虑因素。
纤维增强复合材料的疲劳性能受到纤维和基体的性质、纤维体积分数、制备工艺等多种因素的影响。
通过优化这些因素，可以提高材料的疲劳寿命。
最后，要提到纤维增强复合材料的温度效应。
在高温环境中，纤维增强复合材料的力学性能会发生变化，甚至会引起材料的失效。
这是因为纤维和基体的材料性质在高温下可能会发生改变，例如纤维的脆化和基体的软化。
因此，在应用纤维增强复合材料时，需要考虑材料在不同温度条件下的性能和稳定性。
纤维增强复合材料的力学性能分析
纤维增强复合材料的力学性能分析纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Composites，FRC）是一种由纤维和基体组成的材料。
与传统的金属材料相比，纤维增强复合材料具有较高的强度和刚度，同时还具备良好的耐久性和耐腐蚀性能。
在各个领域中广泛应用，特别是航空航天、汽车和建筑等工业领域。
首先，我们来分析纤维增强复合材料的力学性能。
纤维增强复合材料的强度主要取决于纤维的性质和纤维与基体之间的相互作用。
不同类型的纤维（如碳纤维、玻璃纤维和高强度聚合物纤维等）具有不同的力学性能。
碳纤维具有优异的拉伸强度和刚度，使其成为高性能应用的理想选择。
与金属相比，纤维增强复合材料在弯曲、剪切和挤压等力学加载方式下表现出更好的性能。
其次，纤维与基体之间的相互作用起着至关重要的作用。
纤维增强复合材料的强度和刚度受到纤维与基体之间的粘结强度影响。
粘结强度取决于纤维和基体之间的物理和化学相互作用。
优化纤维与基体之间的粘结强度可以提高纤维增强复合材料的力学性能。
除了强度和刚度之外，纤维增强复合材料还具有良好的疲劳和冲击性能。
疲劳性能是指材料在长期循环加载下的耐久性，而冲击性能则是材料在突然加载下的耐久性。
纤维增强复合材料由于其结构的特殊性能，具有较高的疲劳和冲击强度。
这使得它们在高负荷和高速冲击场合下仍能保持稳定的性能。
此外，纤维增强复合材料还具有优异的耐腐蚀性能。
金属材料容易受到氧化、腐蚀和腐蚀疲劳等环境因素的影响，从而导致材料的性能下降。
而纤维增强复合材料由于不容易受到环境腐蚀的影响，因此具有更好的耐久性和使用寿命。
最后，纤维增强复合材料的设计和制造也是影响其力学性能的重要因素。
纤维的布局和层序、基体的固化过程以及材料的加工工艺都会对材料的性能产生影响。
因此，在实际应用中，需要仔细设计和控制这些工艺参数，以确保纤维增强复合材料的力学性能能够得到充分发挥。
综上所述，纤维增强复合材料具有较高的强度、刚度和耐久性，以及良好的疲劳、冲击和耐腐蚀性能。
复合材料中基体和增强体的作用
复合材料中基体和增强体的作用复合材料是由至少两种不同材料组成的材料，主要包括基体和增强体。
基体是复合材料的主体组成部分，起到支撑和固定增强体的作用。
增强体则是基体中的强化组分，负责提高复合材料的力学性能。
基体是复合材料的主要组成部分，起到支撑和固定增强体的作用。
基体通常是一种具有良好的柔韧性和强度的材料，如树脂、金属、陶瓷等。
基体的选择需要考虑复合材料的使用环境、应力要求以及成本等因素。
基体的性能决定了复合材料的整体性能，如强度、刚度、耐磨性等。
增强体是复合材料中起到强化作用的组分，通常是纤维、颗粒或片层状的材料。
增强体可以提高复合材料的强度、刚度和耐用性。
常见的增强体包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
增强体的选择取决于对复合材料所需的特定性能，如高强度、高刚度或高温耐受性。
基体和增强体的相互作用是复合材料性能的关键因素。
增强体的存在增加了复合材料的强度和刚度，同时还可以提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
基体则提供支撑和固定增强体的功能，防止其从基体中脱离。
1.机械锁定作用：基体和增强体之间的力学锁定作用是通过增强体与基体之间的相互作用力和摩擦力来实现的。
增强体的形状和分布对锁定效果起到重要作用。
2.能量转化作用：增强体能吸收和分散外部载荷作用时的能量，通过增强体和基体之间的相互作用将能量转移到基体中，从而提高了复合材料的韧性和抗冲击性能。
3.功率传递作用：增强体通过相互作用将应力传递到基体中，增加了复合材料的整体强度和刚度。
增强体的刚度和强度越高，功率传递效果越好。
4.界面作用：基体和增强体的界面对于复合材料的性能起着重要作用。
界面的结构和性质影响着基体和增强体之间的相互作用，如界面的粘着强度和亲和性。
5.互补效应：基体和增强体的不同性质和结构相互补充，共同提高了复合材料的综合性能。
增强体可以弥补基体的缺陷，提高复合材料的强度和刚度，而基体可以提供增强体所不具备的柔韧性。
综上所述，基体和增强体在复合材料中具有不可替代的作用。
纤维增强机理
纤维增强机理
纤维增强是指在材料中加入纤维，以增强材料的强度和刚度。
纤维增强材料具有优异的机械性能、良好的耐久性和较高的热稳定性，因而得到了广泛的应用。
其增强机理主要包括以下几个方面： 1. 纤维与基体材料之间的化学结合：纤维表面常常具有一层氧化物、羟基或氨基等官能团，可与基体材料中的活性官能团结合形成较强的化学键，从而提高材料的强度和刚度。
2. 纤维对基体材料中断裂的抑制作用：当外力作用于材料时，纤维可以通过吸收和分散应力的方式，减少基体材料中的应力集中，从而抑制材料的断裂。
3. 纤维对基体材料中裂纹扩展的抑制作用：纤维的存在可以阻碍裂纹的扩展，提高材料的韧性和抗疲劳性能。
4. 纤维的增强作用：纤维本身具有很高的强度和刚度，加入材料中后可以增加材料的强度和刚度。
总之，纤维增强机理是一个综合的过程，包括了化学结合、强化作用、断裂抑制和裂纹抑制等多个方面，对提高材料的性能起到了重要的作用。
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复合材料原理
复合材料原理
复合材料原理是通过将两种或多种不同材料进行结合，使它们的优点相互补充，从而获得一种新的材料，具有独特的性能和特点。
其主要原理包括以下几个方面：
1. 分散增强原理：利用分散的微粒或纤维增强基体材料，使其具有更好的力学性能。
分散增强的目的是通过阻止开裂和延缓裂纹延伸来提高材料的韧性和耐久性。
2. 纤维增强原理：利用纤维材料的高强度、高模量等特点来增强基体材料。
纤维增强的目的是通过增加基体材料的刚度和
强度，提高整体结构的负载能力。
3. 颗粒增强原理：将颗粒状的材料分散在基体材料中，通过颗粒与颗粒之间的相互作用来增加材料的硬度、耐磨性等性能。
颗粒增强的目的是通过增加材料的硬度和韧性，提高材料的抗压能力和耐磨性。
4. 层合结构原理：将不同性能的材料以不同的层次堆叠在一起，形成层合结构。
通过层合结构的设计和优化，可以实现材料在不同方向上的特性调控，例如提高材料的弯曲刚度和抗拉强度。
5. 界面原理：通过设计和选择合适的界面材料和结构，使增强相与基体相之间能够良好结合，并保持界面的完整性。
界面原理的目的是提高复合材料的界面粘结强度、耐久性和热稳定性。
综上所述，复合材料原理的核心是通过合理选择和组合不同的
材料，利用它们各自的优点和相互作用，实现材料性能的综合改善。
这种原理的应用使得复合材料具有了很广泛的应用前景，在航空航天、汽车、建筑等领域都有着重要的应用价值。
航空复合材料分类
航空复合材料分类
一、按材料组成分类
1.金属复合材料：由金属和非金属材料组合而成，具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，常用于飞机结构件和装饰件。
2.陶瓷复合材料：由陶瓷基体和增强纤维组合而成，具有高强度、高刚度、耐高温等优点，常用于飞机发动机部件和高温部件。
3.聚合物复合材料：由聚合物基体和增强纤维组合而成，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，常用于飞机蒙皮和内部装饰。
4.纳米复合材料：由纳米尺度的材料组装而成，具有高强度、高韧性、导电导热等特性，常用于飞机结构件和电子部件。
二、按结构形式分类
1.层合板复合材料：由不同材料组成的薄板叠合而成，具有高强度、轻质、抗疲劳等优点，常用于飞机蒙皮和内部结构件。
2.夹层结构复合材料：由薄板和夹心组成的三明治结构，具有高刚度、抗冲击、隔热等优点，常用于飞机地板和外墙。
3.编织复合材料：由纤维编织成三维网络结构而成，具有高强度、高刚度、轻质等优点，常用于飞机承力件和加强件。
4.交织复合材料：由不同材料组成的纤维交织在一起，具有高强度、高韧性、抗疲劳等优点，常用于飞机承力件和加强件。
三、按使用性能分类
1.承力复合材料：用于承受飞机结构件的拉力、压力和剪切力，要求具有高强度和高刚度。
2.功能复合材料：用于飞机电子部件、导电、导热、屏蔽等特殊功能要求，要求具有特定的性能。
3.智能复合材料：具有感应、响应、自适应等智能特性的复合材料，为飞机提供智能感知、调控和驱动等功能。
纤维增强原理
纤维增强原理纤维增强是一种常见的材料加固方法，通过在材料中添加纤维材料，可以显著提高材料的强度和韧性。
纤维增强原理主要是利用纤维材料的高强度和高模量特性，将其分散在基体材料中，形成复合材料，从而改善材料的力学性能。
本文将从纤维增强的原理、应用和发展趋势等方面进行介绍。
首先，纤维增强的原理是基于纤维材料的高强度和高模量特性。
纤维材料具有比普通材料更高的拉伸强度和模量，能够有效地抵抗外部加载的作用，从而提高材料的强度和韧性。
在复合材料中，纤维材料起到增强作用，能够有效地阻止裂纹扩展，提高材料的抗拉强度和抗压强度。
此外，纤维材料还能够提高材料的疲劳性能和耐磨性能，延长材料的使用寿命。
其次，纤维增强在工程领域有着广泛的应用。
纤维增强材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、船舶制造等领域。
在航空航天领域，纤维增强材料被用于制造飞机机身、发动机外壳等部件，能够显著减轻重量，提高飞行性能。
在汽车制造领域，纤维增强材料被用于制造车身、底盘等部件，能够提高汽车的安全性和燃油经济性。
在建筑工程领域，纤维增强材料被用于加固混凝土结构、增强地基等，能够提高建筑物的抗震性能和耐久性。
在船舶制造领域，纤维增强材料被用于制造船体、船舱等部件，能够提高船舶的耐久性和航行性能。
最后，纤维增强材料的发展趋势是向高性能化、多功能化、智能化方向发展。
随着科技的不断进步，纤维增强材料的制备工艺不断改进，新型纤维材料不断涌现，使得纤维增强材料的性能得到进一步提升。
同时，纤维增强材料的应用范围也在不断扩大，涉及到航空航天、汽车制造、建筑工程、船舶制造等多个领域。
此外，纤维增强材料还具有良好的可塑性和可成型性，能够满足不同形状和结构的需求，实现多功能化应用。
未来，随着人工智能、大数据、云计算等技术的发展，纤维增强材料还将实现智能化应用，为工程领域带来更多可能性。
综上所述，纤维增强原理是利用纤维材料的高强度和高模量特性，通过将其分散在基体材料中，形成复合材料，从而提高材料的力学性能。
化学纤维的增韧与增强技术
化学纤维的增韧与增强技术1. 前言化学纤维作为现代材料的重要组成部分，广泛应用于纺织、建筑、汽车、航空等众多领域。
然而，在某些应用场合，化学纤维的韧性和强度成为了限制其广泛使用的关键因素。
因此，研究化学纤维的增韧与增强技术对于提升其应用性能具有重要意义。
2. 增韧技术增韧技术主要通过引入第三相粒子来提高纤维的韧性和耐冲击性。
这些第三相粒子可以是纳米粒子、微粒或者纤维，它们能够有效地阻止裂纹的扩展，从而提高纤维的断裂伸长率和冲击强度。
2.1 纳米粒子增韧纳米粒子由于其小尺寸效应、界面效应和量子效应，可以显著提高纤维的韧性和强度。
例如，纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等纳米粒子的加入，可以有效地提高聚乙烯、聚丙烯等热塑性纤维的韧性和耐冲击性。
2.2 微粒增韧微粒增韧主要通过在纤维基体中引入微小的纤维或者颗粒来提高纤维的韧性。
这些微粒可以与纤维基体形成一个更加均匀的复合体系，从而提高纤维的断裂伸长率和冲击强度。
例如，在聚丙烯纤维中引入微量的聚乙烯颗粒，可以显著提高其韧性和耐冲击性。
2.3 纤维增强纤维增强是通过在纤维基体中引入另外一种或多种纤维，以提高纤维的强度和刚性。
这些增强纤维可以是聚合物纤维、玻璃纤维或者碳纤维等。
纤维增强技术在化学纤维的增韧与增强中起着重要作用。
3. 增强技术增强技术主要通过提高纤维的强度和刚性来提升其应用性能。
这些技术主要包括了纤维结构的优化、纤维表面处理和纤维复合材料的制备等。
3.1 纤维结构优化纤维结构的优化主要包括了纤维的分子设计、纤维的排列方式和纤维的表面形态等。
通过优化纤维结构，可以提高纤维的强度和刚性，从而提升纤维的应用性能。
3.2 纤维表面处理纤维表面处理主要包括了纤维的化学修饰、纤维的物理改性和纤维的表面涂层等。
通过表面处理，可以提高纤维与基体材料的界面粘结强度，从而提高纤维的增强效果。
3.3 纤维复合材料制备纤维复合材料制备是通过将纤维与其它材料复合，形成一种具有优异性能的新型材料。
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料引言。
纤维增强复合材料是一种由纤维和基体组成的材料，具有高强度、高刚度和轻质的特点。
它在航空航天、汽车制造、建筑和体育器材等领域具有广泛的应用。
本文将介绍纤维增强复合材料的基本原理、制备工艺和应用领域。
一、纤维增强复合材料的基本原理。
纤维增强复合材料是由纤维和基体两部分组成的。
纤维通常是玻璃纤维、碳纤维或者有机纤维，它们具有高强度和高模量的特点。
基体通常是树脂或者金属，用来固定纤维并传递载荷。
纤维增强复合材料通过将纤维和基体结合在一起，使得材料具有比单一材料更好的性能。
纤维增强复合材料的性能取决于纤维的类型、纤维的含量、纤维的取向以及基体的性质。
二、纤维增强复合材料的制备工艺。
纤维增强复合材料的制备工艺通常包括纤维预处理、预浸料制备、层压成型和固化等步骤。
首先，纤维需要进行预处理，包括去除油污、表面处理和干燥等。
然后，将预处理好的纤维与树脂混合，形成预浸料。
接下来，将预浸料铺放在模具中，按照设计要求进行层压成型。
最后，通过加热或者化学固化的方式，使得基体固化，纤维与基体结合成型。
纤维增强复合材料的制备工艺对最终产品的性能具有重要影响，因此需要严格控制每一个步骤。
三、纤维增强复合材料的应用领域。
纤维增强复合材料具有优异的性能，因此在许多领域得到广泛的应用。
在航空航天领域，纤维增强复合材料被用于制造飞机机身、翼面和动力装置等部件，以降低飞机的重量和提高飞行性能。
在汽车制造领域，纤维增强复合材料被用于制造车身和零部件，以提高汽车的安全性和燃油经济性。
在建筑领域，纤维增强复合材料被用于制造桥梁、楼梯和装饰材料，以提高建筑结构的强度和美观度。
此外，纤维增强复合材料还被广泛应用于体育器材、船舶制造、风力发电等领域。
结论。
纤维增强复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着材料科学和制造技术的不断进步，纤维增强复合材料将在更多领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
希望本文能够对读者对纤维增强复合材料有更深入的了解，并为相关领域的研究和应用提供参考。
金属基复合材料的类型
金属基复合材料的类型金属基复合材料是一种由金属基体和增强体组成的复合材料。
金属基体通常占据主导地位，承担大部分载荷，而增强体则起到增强材料性能的作用。
根据增强体的类型、形状、尺寸和分布，金属基复合材料可分为多种类型。
以下是几种常见的金属基复合材料类型：1. 按增强体形状分类（1）颗粒增强金属基复合材料：增强体为颗粒状，如陶瓷颗粒、金属颗粒等。
这种复合材料具有较好的韧性和耐磨性，但强度和刚度相对较低。
（2）纤维增强金属基复合材料：增强体为纤维状，如碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等。
这种复合材料具有较高的强度和刚度，但韧性和耐磨性相对较低。
（3）晶须增强金属基复合材料：增强体为晶须状，如氧化铝晶须、碳化硅晶须等。
这种复合材料具有较高的强度和刚度，较好的韧性和耐磨性。
2. 按增强体材料分类（1）陶瓷增强金属基复合材料：增强体为陶瓷材料，如氧化铝、碳化硅等。
这种复合材料具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较低。
（2）金属增强金属基复合材料：增强体为金属材料，如不锈钢、钛合金等。
这种复合材料具有较高的强度和韧性，但耐磨性相对较低。
（3）塑料增强金属基复合材料：增强体为塑料材料，如聚四氟乙烯、聚酰亚胺等。
这种复合材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，但强度和刚度较低。
3. 按增强体分布方式分类（1）连续增强金属基复合材料：增强体呈连续分布，如纤维增强金属基复合材料。
这种复合材料具有较高的强度和刚度，但韧性和耐磨性相对较低。
（2）非连续增强金属基复合材料：增强体呈非连续分布，如颗粒增强金属基复合材料。
这种复合材料具有较好的韧性和耐磨性，但强度和刚度相对较低。
4. 按制备工艺分类（1）铸造法制备的金属基复合材料：采用铸造工艺将增强体与金属基体结合，如陶瓷颗粒增强铝基复合材料。
（2）粉末冶金法制备的金属基复合材料：采用粉末冶金工艺将增强体与金属基体结合，如碳纤维增强铜基复合材料。
（3）热压法制备的金属基复合材料：采用热压工艺将增强体与金属基体结合，如碳化硅晶须增强钛基复合材料。
树脂基体
（一） 环氧树脂的性能和特性 1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可 以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘 度到高熔点固体。 2、 固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系 几乎可以在0～180℃温度范围内固化。 3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚 键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固 化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强 度。 4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过 直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的， 没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、 酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于 2%）。
3、 不饱和聚酯树脂的品种牌号 不饱和聚酯树脂的品种牌号基多。从产品性能 来分，用作复合材料基体的，有下述类型。 （1）通用型树脂 通用型树脂主要是邻苯型不 ） 饱和聚酯树脂，亦包括部分间苯型不饱和聚酯树脂， 它们大多用于手糊玻璃纤维增强塑料制品。 （2）耐热型树脂 要求不饱和聚酯树脂在高温 耐热型树脂 下应用，热变形温度较低的通用型树脂就不适用。 耐热型树脂的热变形温度应不小于110℃，在较高 温度下具有高的强度保留率。
三
酚醛树脂 酚类和醛类的缩聚产物通称为酚醛树脂，一般常指由苯 酚和甲醛经缩聚反应而得的合成树脂，它是最早合成的一类 热固性树脂。 酚醛树脂虽然是最老的一类热固性树脂，但由于它原料 易得，合成方便，以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热 性能，尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，而且树脂本身 又有广泛改性的余地，所以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻 璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料。酚醛树脂复 合材料尤其在宇航工业方面（空间飞行器、火箭、导弹等） 作为瞬时耐高温和烧蚀的结构材料有着非常重要的用途。
复合材料的纤维增强机制
复合材料的纤维增强机制复合材料是由至少两种不同类型的材料组合而成的材料，其中纤维增强材料是一种关键组成部分。
纤维增强机制是指纤维在复合材料中的作用方式和效果。
本文将探讨复合材料中的纤维增强机制，以及不同类型的纤维增强材料在复合材料中的应用。
一、纤维增强机制的基本原理纤维增强机制的基本原理是利用纤维材料的高强度和高刚度来增加复合材料的整体性能。
纤维增强机制的核心是纤维和基体之间的相互作用，这种相互作用可以通过物理和化学手段来实现。
物理相互作用主要包括纤维的拉伸、屈曲和剪切等。
纤维的高强度使得它能够承受较大的拉伸载荷，从而提高了复合材料的拉伸强度。
纤维的屈曲和剪切则可以吸收和分散应变能，阻止裂纹的扩展，提高复合材料的断裂韧性。
化学相互作用主要体现在纤维和基体之间的粘结力。
通过选择合适的纤维和基体材料，以及优化纤维表面的处理方法，可以实现纤维与基体之间的高效粘结。
良好的粘结力可以有效地将纤维和基体连接在一起，提高复合材料的整体强度和刚度。
二、不同类型的纤维增强材料1. 碳纤维增强材料碳纤维是目前应用最广泛的纤维增强材料之一。
碳纤维具有极高的强度和刚度，同时重量轻、耐腐蚀、抗疲劳等特性使其成为制造航空航天、汽车、体育器材等高性能产品的理想选择。
碳纤维增强材料的纤维增强机制主要通过纤维的拉伸和屈曲来实现。
2. 玻璃纤维增强材料玻璃纤维是一种具有良好机械性能的纤维增强材料。
与碳纤维相比，玻璃纤维具有更低的成本和更好的耐腐蚀性能。
玻璃纤维增强机制的关键在于纤维的拉伸和剪切，在高载荷下能够有效地吸收和分散应力。
3. 聚合物纤维增强材料聚合物纤维是一类可溶于溶剂的高聚物纤维，如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。
聚合物纤维增强机制主要依靠纤维的拉伸和屈曲来增加复合材料的强度和刚度。
与其他类型的纤维相比，聚合物纤维更容易加工，并且具有较低的密度和良好的耐腐蚀性。
三、纤维增强机制的应用领域纤维增强材料在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：1. 航空航天领域航空航天领域对材料的强度、刚度和耐温性要求非常高。
纤维增强复合材料的力学性能研究
纤维增强复合材料的力学性能研究在当今的材料科学领域，纤维增强复合材料正逐渐崭露头角，凭借其卓越的力学性能，在众多领域得到了广泛的应用。
从航空航天到汽车制造，从体育用品到建筑结构，纤维增强复合材料的身影无处不在。
为了更好地理解和利用这种材料，对其力学性能的深入研究显得至关重要。
纤维增强复合材料通常由纤维和基体两部分组成。
纤维提供了高强度和高刚度，常见的纤维包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
基体则将纤维粘结在一起，传递载荷，并保护纤维免受环境的影响，常见的基体有环氧树脂、聚酯树脂等。
这种独特的组合赋予了复合材料优异的性能。
首先，让我们来探讨一下纤维增强复合材料的拉伸性能。
在拉伸试验中，材料所表现出的强度和模量是重要的力学指标。
由于纤维的高强度特性，复合材料在拉伸时往往能够承受较大的载荷。
然而，其拉伸性能并非简单地取决于纤维和基体的性能叠加。
纤维与基体之间的界面结合强度对拉伸性能有着显著的影响。
如果界面结合不良，在拉伸过程中容易出现纤维与基体的脱粘，从而降低材料的整体强度。
复合材料的压缩性能也是一个值得关注的方面。
与拉伸情况不同，在压缩时，纤维可能会发生屈曲或失稳，从而影响材料的抗压能力。
此外，基体的性能在压缩过程中也起着重要的作用。
如果基体的抗压强度较低，可能会导致复合材料在较低的压力下就发生破坏。
弯曲性能是衡量纤维增强复合材料力学性能的另一个重要指标。
在弯曲试验中，材料承受弯曲载荷，其弯曲强度和模量反映了材料抵抗弯曲变形的能力。
纤维的取向和分布对弯曲性能有着重要的影响。
通常，纤维沿受力方向定向排列的复合材料具有更好的弯曲性能。
除了上述基本的力学性能外，纤维增强复合材料的疲劳性能也不容忽视。
在实际应用中，材料往往会受到循环载荷的作用。
与传统金属材料相比，复合材料的疲劳性能具有一定的特殊性。
由于纤维和基体的性能差异以及界面的存在，复合材料的疲劳裂纹扩展机制较为复杂。
疲劳寿命不仅取决于材料的固有性能，还受到加载条件、环境因素等的影响。
纤维增强塑料 规格型号
纤维增强塑料是一种常见的复合材料，由塑料基体和增强纤维组成。
这种材料具有优异的力学性能、耐腐蚀性和轻量化等特点，因此在许多领域得到了广泛应用。
下面将详细介绍纤维增强塑料的规格型号及其特点。
一、纤维增强塑料的分类纤维增强塑料可根据增强纤维的类型分为玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料和芳纶纤维增强塑料等。
其中，玻璃纤维增强塑料具有成本低、强度高、耐腐蚀性好的优点，应用最为广泛。
碳纤维和芳纶纤维增强塑料则具有更高的强度和轻量化特性，适用于高端领域。
二、纤维增强塑料的规格型号纤维增强塑料的规格型号通常由基体塑料的类型、增强纤维的类型和含量、以及产品的形状和尺寸等因素决定。
以下是一些常见的纤维增强塑料规格型号：1. 玻璃纤维增强塑料（GFRP）：常见的规格型号包括GFRP板材、GFRP型材、GFRP管材等。
可根据不同的应用场合选择合适的形状和尺寸。
2. 碳纤维增强塑料（CFRP）：由于碳纤维具有高强度、轻量化和耐高温等优点，CFRP在航空航天、汽车制造等领域得到了广泛应用。
常见的规格型号包括CFRP板材、CFRP型材、CFRP管材等。
3. 芳纶纤维增强塑料（AFRP）：与碳纤维类似，芳纶纤维也具有高强度、轻量化和耐高温等优点。
AFRP在航空航天、汽车制造等领域也有一定的应用。
常见的规格型号包括AFRP板材、AFRP型材等。
三、纤维增强塑料的特点1. 优异的力学性能：纤维增强塑料具有较高的强度和刚度，能够承受较大的外力载荷。
同时，其良好的韧性也使其适用于冲击和振动较大的场合。
2. 耐腐蚀性：纤维增强塑料具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗酸碱等化学物质的侵蚀，适用于各种恶劣环境。
3. 轻量化：与传统的金属材料相比，纤维增强塑料具有更轻的重量，有利于降低产品的整体重量，提高机动性能。
纤维增强原理
纤维增强原理纤维增强原理是指在材料制备过程中，通过添加纤维材料来增强材料的力学性能和耐久性能的原理。
纤维增强材料是一种复合材料，由纤维和基体组成，其中纤维起到增强作用，基体起到传递载荷和保护纤维的作用。
纤维增强原理的核心在于纤维的作用。
纤维可以分为连续纤维和短切纤维两种。
连续纤维是指长度很长的纤维，通常是直接使用天然纤维或人工合成纤维，如玻璃纤维、碳纤维等。
短切纤维是指长度较短的纤维，通常是将连续纤维切断得到，如短切玻璃纤维、短切碳纤维等。
不同类型的纤维在增强原理中起到的作用略有不同，但本质上都是通过增加材料的界面粘结强度和抗拉伸性能，来提高材料的力学性能。
纤维增强原理的优势在于可以显著提高材料的强度、刚度和耐磨性能，同时也可以改善材料的疲劳性能和抗冲击性能。
通过合理选择纤维材料的类型、长度和含量，可以使得材料在不同方向上具有不同的力学性能，从而满足不同工程应用的需求。
此外，纤维增强原理还可以有效地延缓材料的破坏过程，延长材料的使用寿命。
纤维增强原理的应用非常广泛，包括航空航天、汽车制造、建筑工程、体育器材等领域。
在航空航天领域，碳纤维增强复合材料被广泛应用于飞机机身、翼面和动力系统等部件中，以减轻结构重量、提高飞行性能；在汽车制造领域，玻璃纤维增强塑料被广泛应用于汽车外壳、内饰和悬挂系统等部件中，以提高汽车的安全性和燃油经济性；在建筑工程领域，碳纤维增强混凝土被广泛应用于桥梁、隧道和地基等工程中，以提高结构的承载能力和抗震性能；在体育器材领域，碳纤维增强复合材料被广泛应用于高尔夫球杆、网球拍和自行车车架等器材中，以提高器材的性能和使用寿命。
总的来说，纤维增强原理是一种有效的材料增强方法，通过合理应用可以显著提高材料的力学性能和耐久性能，满足不同工程应用的需求，具有广阔的应用前景。
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料纤维增强复合材料是一种由纤维和基体组成的材料。
纤维一般由碳纤维、玻璃纤维、有机纤维等构成，而基体通常是塑料或金属。
纤维增强复合材料的特点是具有很高的强度和刚度，同时又比重量轻，耐腐蚀性好，并且具有良好的抗冲击性和耐磨性。
纤维增强复合材料在航空、汽车、建筑和体育器材等领域应用广泛。
在航空领域，它可用于制造飞机的机身、机翼等部件，能减轻飞机的重量，提高其性能。
在汽车领域，它被用于制造汽车车身和零部件，可以提高汽车的安全性、燃油经济性和减少排放。
在建筑领域，它可用于制造各种结构件，如梁、柱和板等，可以减轻结构的自重，提高建筑的抗震性能。
在体育器材领域，它被用于制作高尔夫球杆、网球拍等，可以提高器材的强度和耐用性。
纤维增强复合材料的制作过程包括纤维预处理、预浸料制备、层压成型等步骤。
纤维预处理是指对纤维进行表面处理，以提高其与基体之间的粘结力。
预浸料制备是将纤维浸渍到树脂中，形成具有一定强度和柔韧性的复合材料片。
层压成型是将预浸料片层层叠加并用热压机加热压制，使其形成密实的结构。
纤维增强复合材料的优点是具有很高的强度和刚度，比重量轻，耐腐蚀性好，并且具有良好的抗冲击性和耐磨性。
它的强度比普通材料高几倍到几十倍，比强度在金属材料中居于首位。
同时，它还具有方向性强的特点，可以按照需要改变纤维的朝向，以使其承受最大的受力方向。
然而，纤维增强复合材料也存在一些缺点。
首先，其生产过程较为复杂，涉及到多个工序和设备，生产难度较大。
其次，它的成本相对较高，一般只适用于对材料性能要求较高的领域。
此外，由于复合材料的结构较为复杂，一旦受到损伤，修复难度也较大。
综上所述，纤维增强复合材料具有很高的强度和刚度，比重量轻、耐腐蚀性好，并且具有良好的抗冲击性和耐磨性。
它在航空、汽车、建筑和体育器材等领域有着广泛的应用。
然而，纤维增强复合材料的生产过程较为复杂，成本较高，修复难度大。
因此，在应用时需要权衡各方面的因素，选择合适的材料。
纤维增强原理
纤维增强原理
纤维增强原理是指利用纤维材料来增强和改善其他材料性能的一种方法。
纤维增强原理主要是基于材料力学的原理，通过将高强度的纤维与基体材料结合，使得复合材料具有更高的强度和刚度。
纤维增强原理的核心在于纤维与基体之间的相互作用。
纤维可以分为连续纤维和离散纤维两种，连续纤维是指纤维在基体中连续分布，而离散纤维则是指纤维在基体中以分散的方式存在。
在连续纤维增强中，纤维的方向与应力方向一致，这样可以最大限度地发挥纤维的强度和刚度。
同时，纤维与基体之间的黏结力也起到了至关重要的作用，它可以传递应力并防止纤维在基体中的滑动。
离散纤维增强与连续纤维增强原理类似，但由于纤维分布的不连续性，其强度和刚度要低于连续纤维增强。
然而，离散纤维增强在某些特定情况下仍然能够有效地增加材料的强度和刚度。
纤维增强原理的应用非常广泛，特别是在航空航天、汽车制造和建筑工程等领域。
通过选择合适的纤维材料和基体材料，可以根据不同的需求设计和制造具有理想性能的复合材料。
总之，纤维增强原理通过将纤维与基体相结合，利用纤维的高强度和刚度来增强材料性能。
纤维与基体之间的相互作用和黏结力起着关键作用，同时纤维增强原理也具有广泛的应用前景。
复合材料中基体和增强体的作用
复合材料中基体和增强体的作用介绍复合材料是由两种或以上不同性质的物质组合而成的材料，通过它们的共同作用，使复合材料具备了优异的性能。
其中，基体和增强体是复合材料中最基本的组成部分，它们分别起着不同的作用。
基体的作用基体是复合材料中占据主导地位的成分，它决定了复合材料的主要性能和应用范围。
基体的作用主要体现在以下几个方面：1. 提供载荷传递的功能基体承载着复合材料的整体载荷，通过自身具备的强度和韧性将载荷传递到整个复合材料中的各个增强体中，从而使得整个复合材料具备了较高的强度和刚度。
2. 提供界面支撑基体不仅要支撑增强体，还要提供增强体之间的支撑和分散应力的功能。
在复合材料中，基体与增强体之间的界面是复合材料的关键部分，它直接影响材料的力学性能和界面层的结合强度。
3. 润湿增强体基体的选择对于增强体与基体之间的相互作用至关重要。
基体能有效地与增强体进行润湿作用，使得增强体与基体之间能够更紧密地结合，从而提高复合材料的力学性能。
4. 提供化学稳定性在某些特殊环境下，复合材料需要具备较高的化学稳定性。
基体的选择要考虑到复合材料所面临的环境条件，以确保复合材料能够在恶劣的环境中保持良好的性能。
增强体的作用增强体是复合材料中起到增强材料性能的作用的组成部分。
增强体的作用主要包括以下几个方面：1. 提供强度和刚度增强体的存在使得复合材料能够具备较高的强度和刚度。
增强体一般是以纤维、颗粒、片层等形式存在，通过其自身的强度和刚度，有效地提高了复合材料的力学性能。
2. 提供方向性由于增强体具备一定的方向性，当增强体的方向与所需应力方向一致时，增强体能够发挥最佳的增强效果。
因此，增强体的方向性使得复合材料能够针对特定的应用需求进行设计和优化。
3. 提高疲劳性能增强体的存在有效地阻碍了裂纹的扩展，从而提高了复合材料的疲劳性能。
增强体能够在裂纹处分散应力，使得裂纹扩展受到一定程度的限制，从而延长了复合材料的使用寿命。
4. 提供耐磨损性能由于增强体的硬度较高，它的存在能够有效地提高复合材料的耐磨损性能。
纤维增强材料
纤维增强材料纤维增强材料是指将纤维与基体材料有机结合，以提高材料的机械性能和耐用性。
纤维可以是天然纤维，如棉、麻、丝等，也可以是人造纤维，如碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等。
纤维增强材料具有以下几个优点：首先，纤维增强材料具有较高的强度和刚度。
纤维的高强度和刚度可以抵抗外部的应力和变形，使材料更加坚固和耐用。
例如，碳纤维具有很高的比强度和比刚度，比钢材轻，同时具有优秀的耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
其次，纤维增强材料具有良好的韧性和抗冲击性能。
纤维增强材料的结构中存在着大量的纤维之间的屈服和拉伸过程，可以吸收和分散外部的冲击载荷，从而减少材料的破坏和断裂。
例如，玻璃纤维具有较好的韧性和抗冲击性能，被广泛应用于建筑、电子、船舶等领域。
再次，纤维增强材料具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
纤维增强材料的纤维可以耐受高温和腐蚀介质的侵蚀，不易发生变形和破裂。
例如，陶瓷纤维具有较高的耐高温性能和优异的耐腐蚀性能，被广泛应用于炉窑、化工设备等领域。
最后，纤维增强材料具有良好的阻燃性能。
纤维增强材料中的纤维可以阻止火焰的传播，并减少烟雾和毒气的产生，有效保护人身安全。
例如，阻燃纤维增强复合材料广泛用于建筑、交通工具等领域。
纤维增强材料的应用范围非常广泛。
在航空航天领域，纤维增强材料被用作飞机、火箭、卫星等的结构材料，以减少重量、提高飞行性能。
在汽车工业中，纤维增强材料被用于制作车身、底盘等零部件，以提高碰撞安全性和燃油经济性。
在建筑领域，纤维增强材料被应用于装饰材料、隔热材料等，以提高建筑物的质量和性能。
总的来说，纤维增强材料是现代工程技术中不可或缺的一部分。
它不仅可以提高材料的机械性能和耐用性，还能满足各种特殊要求，为人们创造更加安全、节能、环保的生活环境。
s s材料
s s材料S S材料S S材料，又称为增强材料，是指将增强纤维与基体材料相结合的复合材料。
增强纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，而基体材料可以是树脂、金属、陶瓷等。
通过将增强纤维与基体材料结合，能够大大提高材料的强度、刚度和耐磨性能。
S S材料在工业应用中有着广泛的用途。
首先，S S材料具有很高的强度和刚度，可以承受较大的载荷，因此常被用于航空航天、汽车和船舶等领域，用于制造飞机机身、汽车车身和船体结构等。
其次，S S材料的耐磨性能非常优异，能够有效抵抗磨损和腐蚀，在矿山、石油、化工等领域常被用于制造耐磨管道、阀门和泵体等。
此外，S S材料的导电性能良好，可以用于制造导电板、电磁屏蔽材料等。
S S材料具有重量轻、耐腐蚀、耐高温等优点，因此被广泛应用于替代传统的金属材料。
首先，由于增强纤维的优异性能，S S材料的比重相对较小，比同等体积的金属材料轻很多，因此可以减轻结构的重量，提高机械设备的载荷能力和燃油效率。
其次，S S材料不易被腐蚀和氧化，可以耐受酸、碱等腐蚀性介质的侵蚀，因此在具有强腐蚀环境的工程中广泛使用，如海洋工程、化工等。
另外，S S材料还具有优异的耐高温性能，能够在高温环境下保持稳定性能，因此被广泛应用于航空航天、石油化工等领域。
虽然S S材料具有很多优点，但也存在一些限制。
首先，S S材料的成本相对较高，主要由于增强纤维的制备和材料的加工工艺比较复杂，导致成本上升。
其次，S S材料在设计和制造过程中对工艺要求较高，需要具备专门的加工设备和工艺技术。
此外，S S材料的破坏性失效模式也相对复杂，如果在使用过程中出现损伤，可能会对整个结构的性能产生较大影响。
综上所述，S S材料具有广泛的用途和优点，可以在许多领域替代传统的金属材料。
随着科技的不断进步和加工技术的改进，相信S S材料在未来会有更广阔的发展前景。
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第六章复合材料基体（Matrix）材料一、聚合物及其分类聚合物包括：热固性聚合物和热塑性聚合物。
1、热固性聚合物:通常为分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生交联化学反应并经过凝胶化和固化阶段后，形成不溶、不熔的三维网状高分子（图c）。
主要包括：环氧、酚醛、不饱和聚酯、聚酰亚胺树脂等。
各种热固性树脂的固化反应机理不同，根据使用要求的差异，采用的固化条件也有很大的差异。
一般的固化条件有室温固化、中温固化（120°C左右）和高温固化（170°C以上）。
这类高分子通常为无定型结构。
具有耐热性好、刚度大、电性能、加工性能和尺寸稳定性好等优点。
2、热塑性聚合物:它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工而无化学变化。
包括各种通用塑料（聚丙烯、聚氯乙烯等）、工程塑料（尼龙、聚碳酸酯等）和特种耐高温聚合物（聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮等）。
这类高分子分非晶（或无定形）和结晶两类。
通常结晶度在20-85% 之间。
具有质轻、比强度高、电绝缘、化学稳定性、耐磨润滑性好，生产效率高等优点。
与热固性聚合物相比，具有明显的力学松弛现象；在外力作用下形变大；具有相当大的断裂延伸率；抗冲击性能较好。
不同树脂材料的应力应变曲线温度及加载速度对高聚物力学性能的影响热塑性聚合物状态与温度的关系1 —非晶态聚合物的温度-形变曲线2 —结晶态聚合物的温度-形变曲线高聚物特征温度：玻璃化转变温度Tg，熔点Tm和粘流温度Tf在Tg以下：为硬而脆或硬而韧的固体（玻璃态）；在Tg附近：非晶高聚物转变成软而有弹性的橡胶态；半晶高聚物转变成软而韧的皮革态；热塑高聚物Tg基本固定；热固高聚物Tg随其交联度的增加而增加, 当交联度很高时，达到Tg后无明显的软化现象。
Tm（结晶）、T（非晶）：成为高粘度的流体。
f环氧树脂是线型结构，必须加入固化剂使它变为不溶不熔的网状结构才有用途。
常用的固化剂包括脂肪族或芳香族胺类，有机多元酸或酸酐等。
按固化工艺可分为三大类：1）含有活泼氢的化合物，它仍在固化时发生加成聚合反应；2）离子型引发剂，它可分阴离子和阳离子；3）交联剂，它能与双酚A型环氧树脂的氢氧基进行交联。
•环氧树脂特点•在加热条件下即能固化，无须添加固化剂，•酸、碱对固化反应起促进作用，•已固化的树脂有良好的压缩性能，良好的耐水、耐化学介质和耐烧蚀性能，•树脂固化过程中有小分子析出，故需在高压下进行，•固化时体积收缩率大，树脂对纤维的粘附性不够好，•但断裂延伸率低，脆性大。
•聚酯树脂与环氧、酚醛树脂相比•工艺性良好，室温下固化，常压下成型，工艺装置简单。
•树脂固化后综合性能良好，力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂。
•价格比环氧树脂低得多，只比酚醛树脂略贵一些。
•不饱和聚酯树脂的缺点是固化时体积收缩率大、耐热性差等。
•主要用于一般民用工业和生活用品中。
•酚醛树脂•大量用于粉状压塑料、短纤维增强塑料，•少量用于玻璃纤维复合材料、耐烧蚀材料等，很少使用在碳纤维和有机纤维复合材料中。
（2) 双马来酰亚胺树脂（BMI）双马树脂是马来酸酐与芬香族二胺反应生成预聚体，再高温交联而成的一类热固性树脂。
交联后的双马树脂具有不熔、不溶的特点，有高的交联度，固化后的密度在1.35∼1.4 g/cm3之间，玻璃化温度（Tg）在250 ∼300 °C 之间，使用温度为150 ∼200 °C。
（3)聚酰亚胺树脂（PMR）聚酰亚胺树脂是主链含杂环结构的聚合物。
其典型反应是芳香二酸酐与芳香二胺生成聚酰胺酸，在热作用下酰胺脱水形成聚酰亚胺。
热固性树脂的力学性能表2、热塑性树脂：1）聚醚醚酮（PEEK）PEEK是一种半结晶型热塑性树脂，其玻璃化转变温度为143°C ，熔点为334°C，结晶度一般在20-40%，最大结晶度为48 % 。
PEEK在空气中的热分解温度为650°C，加工温度在370∼420°C，室温弹性模量与环氧树脂相当，强度优于环氧，断裂韧性极高，具有优秀的阻燃性。
PEEK基复合材料可在250 °C的温度下长期使用。
2）聚苯硫醚（PPS）结晶型聚合物，耐化学腐蚀性极好，在室温不溶任何溶剂，可长期耐热至240 °C。
3）聚醚砜（PES）非晶聚合物，玻璃化转变温度为225°C，可在180°C 下长期使用；有突出的耐蠕变性、尺寸稳定性；热膨胀系数与温度无关，无毒，不燃。
4）热塑性聚酰亚胺聚醚酰胺（PEI）：长期使用温度为180 °C 。
聚酰胺酰亚胺（PAI）：Tg达280 °C，长期使用温度为240 °C 。
2）基体的作用•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。
用作基体的理想材料，其原始状态应该是低粘度的液体，并能迅速变成坚固耐久的固体，足以把增强纤维粘住。
尽管纤维增强材料的作用是承受载荷，但是基体材料的力学性能会明显地影响纤维的工作方式及其效率。
•例如，在没有基体的纤维束中大部分载荷由最直的纤维承受，基体使得应力较均匀地分配给所有纤维，这是由于基体使所有纤维经受同样的应变，应力通过剪切过程传递，这要求纤维和基体之间有高的胶接强度，同时要求基体本身也具有高的剪切强度和模量。
•当载荷主要由纤维承受时，复合材料总的延伸率受到纤维的破坏延伸率的限制，这通常为1%~1.5%。
基体的主要性能是在这个应变水平下不应该裂开。
•在纤维的垂直方向，基体的力学性能和纤维与基体之间的胶接强度控制着复合材料的物理性能。
•由于基体比纤维弱得多，而柔性却大得多，所以在结构件设计中应尽量避免基体直接横向受载。
•在高胶接强度体系（纤维间的载荷传递效率高，但断裂韧性差）与较低胶接强度体系（纤维间的载荷传递效率不高，但韧性较高）之间需要折衷。
•在应力水平和方向不确定情况下使用或在纤维排列精度较低情况下制造的复合材料往往要求基体比较软，同时不太严格。
•在明确应力水平情况下使用和在严格控制纤维排列情况下制造的先进复合材料，应通过使用高模量和高胶接强度的基体以更充分地发挥纤维的最大性能。
二、金属基体1)选择基体的原则目前用作金属基复合材料的金属有铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等。
基体材料成分的选择对能否充分组合和发挥基体金属和增强物性能特点，获得预期的优异综合性能，满足使用要求十分重要。
•①金属基复合材料的使用要求•金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。
•在航天、航空技术中高比强度和比模量以及尺寸稳定性是最重要的性能要求。
作为飞行器和卫星的构件宜选用密度小的轻金属合金—镁合金和铝合金作为基体，与高强度、高模量的石墨纤维、硼纤维等组成石墨/镁、石墨/铝、硼/铝复合材料。
•高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度和比模量，还要具有优良的耐高温性能，能在高温、氧化性气氛中正常工作。
此时不宜选用一般的铝、镁合金，而应选择钛合金、镍合金以及金属间化合物作为基体材料。
•如碳化硅/钛、钨丝/镍基超合金复合材料可用于喷气发动机叶片、转轴等重要零件。
•在汽车发动机中要求其零件耐热、耐磨、导热、一定的高温强度等，同时又要求成本低廉，适合于批量生产，因此选用铝合金作基体材料与陶瓷颗粒、短纤维组成颗粒（短纤维）/铝基复合材料。
•如碳化硅/铝复合材料、碳纤维或氧化铝纤维/铝复合材料可制作发动机活塞、缸套等零件。
•工业集成电路需要高导热、低膨胀的金属基复合材料作为散热元件和基板。
•选用具有高导热率的银、铜、铝等金属为基体与高导热性、低热膨胀的超高模量石墨纤维、金刚石纤维、碳化硅颗粒复合成具有低热膨胀系数和高导热率、高比强度、高比模量等性能的金属基复合材料，可能成为解决高集成电子器件的关键材料。
•2) 结构复杂材料的基体•航天、航空、汽车、先进武器•要求有高的比强度和比刚度、高的结构效率•多选用铝及铝合金、镁及镁合金作为基体金属•发动机热结构材料零件在高温（650～1200℃）下连续安全工作。
•良好的抗氧化、抗蠕变、耐疲劳和高温力学性质•铝、镁基复合材料一般只能用在450℃左右，•钛基复合材料可用到650℃，•而镍、钴基复合材料可在1200℃使用。
•最近研究用金属间化合物作为热结构复合材料的基体。
•结构复合材料的基体分为轻金属基体和耐热合金基体•①用于450℃以下的轻金属基体•目前最广泛、最成熟铝基和镁基复合材料，用于航天飞机、人造卫星、空间站、汽车发动机零件、刹车盘等。
•②用于450~700℃的复合材料的金属基体•钛合金具有比重轻、耐腐蚀、耐氧化、强度高等特点，可在450～700℃使用，用于航空发动机等零件。
•③用于1000℃以上的高温复合材料的金属基体•基体主要是镍基、铁基耐热合金和金属间化合物。
较成熟的是镍基、铁基高温合金，金属间化合物基复合材料尚处于研究阶段。
1、用于450 °C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）1-1铝及其合金:面心立方结构，无同素异构转变。
熔点为660°C，密度2.7g/cm3。
塑性优异，导热、导电性能好；化学活性高，强度不高。
铝合金中常用的合金元素有铜、镁、锌、锰和硅等。
可分变形铝合金和铸造铝合金(Z L)。
变形铝合金可分为: 防锈铝(LF)、硬铝（LY）、超硬铝(LC)、锻铝（LD）。
★固溶处理：是指通过加热使合金中第二相完全溶入α相中，并通过扩散均匀化，以固溶强化方式强化合金。
★淬火：是指固溶处理后用水或其它介质将合金急冷至室温，获得最大饱和度的均匀固溶体。
★时效处理：指通过过饱和度固溶体的分解,析出介稳定的第二相(过渡相)并弥散分布。
通过时效铝合金的强度和硬度明显提高。
铝合金的相图1-2 镁及其合金:镁具有密排六方结构，密度为1. 74g / cm3。
镁的强度和模量都很低，但比强度、比模量较高。
其室温和低温塑性较低，但高温塑性好，可进行各种形式的热变形加工。
镁的合金化也是利用固溶强化和时效强化来提高合金的常温和高温性能。
其合金化元素有铝、锌、锆、锰和稀土等。
镁合金主要有Mg-AL-Zn系和Mg-Zn-Zr系，分变形镁合金和铸造镁合金。
镁-铝合金相图镁-锌合金相图2、用于450∼700 °C复合材料的金属基体（钛及其合金）钛的密度为4.51g/cm3 ，熔点1678°C，热膨胀系数7.35×10-6/K，导电和导热性差，耐腐蚀性良好。
钛有两种同素异构结构。
882.5°C 以下为密排六方结构（α-Ti）；882.5 °C 以上至熔点为体心立方结构（β-Ti）。
钛合金复合材料中常用钛及钛合金成分及性能3、用于1000 °C高温复合材料的金属基体3-1 高温合金高温合金是铁基、镍基和钴基高温合金的总称，在高温下具有很高的持久、蠕变和疲劳强度。