复合材料复习总结
复合材料原理考试总结整理
复合材料原理考试总结整理复合材料原理第一章1.聚合物基复合材料的性能特点是什么?(1) 密度低;(2) 耐腐蚀;(3) 易氧化、老化;(4) 聚合物的耐热性通常较差;(5) 易燃;(6) 低的摩擦系数;(7) 低的导热性和高的热膨胀性;(8) 极佳的电绝缘性和静电积累;(9) 聚合物可以整体着色而制得带色制品。
(10) 聚合物的一些力学性能随其分子结构的改变而变化。
2.复合材料区别于单一材料的主要特点是什么?1、不仅保持原组分的部分优点,而且具有原组分不具备的特性2、区别于单一材料的另一显著特性是材料的可设计性3、材料与结构的一致性3.增强体和功能体在复合材料中代表性的作用是什么?(1)填充,用廉价的增强体,特别是颗粒状填料可降低成本。
(2)增强,纤维状或片状增强体可提高聚合物基复合材料的力学性能和热性能。
其效果在很大程度上取决于增强体本身的力学性能和形态等。
(3)赋予功能,功能体可赋予聚合物基体本身所没有的特殊功能。
功能体的这种作用主要取决于它的化学组成和结构第二章1.复合效应特点?1.线性效应:平均效应平行效应互补效应相抵效应2.非线性效应:相乘效应诱导效应共振效应系统效应线性效应:线性指量与量之间成正比关系。
非线性效应:非线性指量与量之间成曲线关系。
1.平均效应:是复合材料所显示的最典型的一种复合效应。
2.平行效应:增强体(如纤维)与基体界面结合很弱的复合材料所显示的复合效应,可以看作是平行效应。
3.相补效应:组成复合材料的基体与增强体,在性能上能互补,从而提高了综合性能,则显示出相补效应。
4.相抵效应:基体与增强体组成复合材料时,若组分间性能相互制约,限制了整体性能提高,则复合后显示出相抵效应。
1.相乘效应:两种具有转换效应的材料复合在一起,有可能发生相乘效应。
2.诱导效应:在一定条件下,复合材料中的一组分材料可以通过诱导作用使另一组分材料的结构改变而改变整体性能或产生新的效应。
3.共振效应:两相邻的材料在一定条件下,会产生机械的或电、磁的共振。
(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。
复合材料复习总结
120114班聚合物基复合材料复习总结(初)出品人:黄程程你们复习的时候可以把重点记在空白处n(*叁VW *)n,欢迎补充UD:unidirectional 单向性的Quasi-isotropic准各向同性的Cure固化precure预固化stiffness 刚度strength 强度toughness韧性ILSS层间剪切强度CTE 热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)carbon fiber 碳纤维VGCF 气相生长碳纤维(vapor-phase growth)SNCB气相生长纳米碳纤维CNT碳纳米管(carbon nanotube)sizing 上浆Torayca日本东丽台塑Tairyfil 三菱树脂DialeadPCF:沥青基碳纤维(pitched-based carbon fiber)Glass fiber玻璃纤维C-GF:耐化学腐蚀玻璃纤维A-GF:普通玻纤D-GF:低介玻纤,雷达罩材料E-GF:电工用玻纤(碱金属含量<1%)S-GF高强M-GF高模AF:芳纶纤维(Aramid fiber)「「丁人:聚对苯二甲酰对苯二胺poly-p-phenylene terephthamide对位芳酰胺纤维Kevlar) PMIA:间位芳酰胺纤维(代表Nomex)DuPont杜邦Boron Fiber 硼纤维Alumina Fiber氧化铝纤维Basalt Fiber玄武岩纤维UHMWPE Fiber(ultrahigh molecular weight polyethylene超高分子量聚乙烯纤维8”1:双马来酰亚胺树脂curing agent固化剂PEEK:聚醚醚酮树脂PEK:聚醚酮树脂PES:聚醚砜树脂PEI:聚醚酰亚胺树脂PPS:聚苯硫醚树脂Epoxy resin 环氧树脂Unsaturated polyester resin丁£丁人:三乙烯四胺(triethylene tetramine)DDS:二氨基二苯基砜(diaminodiphenyl sulfone);DDM 二氨基二苯基甲烷Vinyl ester resin:乙烯基环氧树脂Phenolic resin 酚醛树脂RTM: (resin transfer molding)树脂传递模塑CAI:压缩后冲击强度Individual tows:单向带laminate 层压板Multiaxielmultiply fabric 多轴向织物或者Non-crimp fabric :NCF无皱褶织物Prepreg 预浸料unidirectional prepreg 单向预浸料Pot life 适用期(树脂)workinglife(纤维)Shelf life储存期Resin flowability 树脂流动度Lay Up铺贴Gel time凝胶时间Tack粘性drape铺覆性resin content树脂含量Fiber areal density 纤维面密度volatile content 挥发分含量Separation film 分离膜Honeycomb sandwich construction 蜂窝夹心结构Infrared spectroscopy 红外光谱ATL: Automated tape-laying自动铺带法(CATL曲面铺带;FATL平面铺带)AFP:纤维自动铺放技术Automated fiber placementPultrusion拉挤成型OoA:非热压罐成型工艺out of autoclaveAllowables 许用值design Allowables 设计许用值Robustness 鲁棒性BVID目视勉强可检ISO国际标准ASTM美国标准HB中国航空标准JC中国建筑材料工业部标准FTIR-ATR傅里叶变换衰减全反射红外光谱法1.碳纤维PAN 一般采用湿法纺丝?因为干纺生产的纤维中溶剂不易洗净,在预氧化及碳化的过程将会由于残留溶剂的挥发或者分解而造成纤维粘结,产生缺陷。
复合材料专业复习要点整理-经典汇总
⑶牌号表示法 (4)折算断裂强度 b
Pb A
100 f 0 N
Pb
纱强度低于单丝强度的原因 ⑴测量标距不同 单丝:10mm, 纱:200mm ⑵各单丝准直不一,不可能同时断裂即分批断裂 ⑶加捻-扭转力 捻度 300 时,影响才明显
.布的品种与规格 ⑴品种 按织法(侧面图):平纹布、斜纹布、缎纹布 单向布、无捻布、方格布、无纺布(无纬布) ⑵主要规格 表 2-7 经纱、纬纱规格 布的织法:平纹、斜纹、缎纹 布的厚度:反映纤维弯曲程度 布经、纬向纱的排列密度 bL、bT ——指 1cm 宽长度上排了多少根合股纱,反映纱的稀密程度 面密度(织物重量)Gf:单位面积的纤维中重量,g/m2; 拉断力 PB:标距 100mm×25mm 宽度,kg。
冷却速度↑—Tg↑—V↑—密度ρ↓ 4 玻纤性质
力学性能:应力应变关系—直线,脆性特征;强度高,模量低;强度受湿 度影响大 Griffith 微裂缝理论 强度的尺寸效应或体积效应 ① 单丝直径 df 越小,强度越大 ②测试标距 l 愈大,强度愈小 ③纤维强度分散性大
热性能:⑴耐热性(好,但高温下强度下降) ⑵导热系数——低,绝热材 料 电性能:⑴电绝缘性好 ρv= 1011 – 1018 欧.厘米含碱量↑——ρv↓(载流子)
型(IM)、高模型(HM)、超高模型(UHM)
(3) 按碳纤维的制造方法不同分
碳纤维(800-1600℃)、石墨纤维(2000-3000℃)、氧化纤维(预氧化丝
200-300℃)、活性碳纤维和气相沉积碳纤维
. 布的断裂强度
牌号表示法
碳纤维
一、分类:
(1)按先驱体纤维原料的不同
聚丙烯腈基碳纤维 PAN-based
沥青基碳纤维 Pitch-based
复合材料复习重点
1、复合材料:由两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同复合方法所得到的宏观多相材料。
分类:(基体材料不同)无机非金属基复合材料、聚合物基复合材料、金属基复合材料;(工程应用的角度)结构复合材料、功能复合材料。
2、复合材料: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。
分类:(按其组成分)金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料;(按其结构特点)纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
3、纺织复合材料:如果复合材料的组分中含有纤维、纱线或织物,则称之为纺织复合材料。
4、碳纤维:是由90%以上的碳元素组成的纤维。
性能特点:碳原子结构最规整排列的物质是金刚石,碳纤维结构近乎石墨结构,比金刚石结构规整性稍差,具有很高的抗拉强度,它的强度约为钢的四倍,密度为钢的四分之一。
同时具有耐高温、尺寸稳定、导电性好等其他优良性能。
5、陶瓷纤维:新型功能性陶瓷纤维,是通过添加和配合不同种类的陶瓷微粉,采用不同方法制作而成。
(1)防紫外线纤维纤维织物防紫外线整理方法主要有两种:①使用紫外线吸收剂对织物或纤维进行处理。
它主要通过吸收紫外线并进行能量转换,将紫外线变成低能量的热能或波长较短的电磁波,从而达到防紫外辐射的目的。
②利用陶瓷微粉与纤维或织物结合。
增加表面对紫外线的反射和散射作用,以防紫外线透过织物而损害人体皮肤,其中没有光能的转化作用。
这些无机组分与紫外线吸收剂相比,每单位重量的紫外线吸收效果虽稍小,但光热稳定性、耐久性等优良。
此外,紫外线吸收剂与陶瓷微粉在纤维或织物上同时应用,则相互还有增效,防护效果更为优越。
(2)保温纤维①蓄热保温纤维:是一种可吸收太阳辐射中的可见光与近红外线,且可反射人体热辐射,具有保温功能的阳光蓄热保温材料。
用该纤维制成的服装,平时穿着时装内温度比传统服装高出2~8℃,即使在湿态下也有良好的吸光蓄热性能。
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。
复合材料期末考点汇总
一.名词解释1.复合材料:用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分通过人工复合、组成多相、三维结合且各相之间有明显界限的、具有特殊性能的材料。
2.基体:复合材料结构中的连续相称之为基体。
基体的作用是将增强材料粘接成固态整体,保护增强材料,传递荷载,阻止裂纹扩展,如聚酯树脂、乙烯基树脂等。
3.增强体:以独立形态分布于基体中的分散相,由于其具有显著增强材料性能的特点,故称之为增强体。
如玻璃纤维、晶须等。
4.结构复合材料:结构复合材料主要是作为承力结构使用的复合材料,它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。
5.复合效应:复合效应实际上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互补充的结果。
它表现为复合材料的性能在其组分基础上的线性或非线性的综合。
6.非活性稀释剂:用于降低树脂黏度且不参与树脂固化反应,在树脂成型中挥发的物质。
7.活性稀释剂:用于降低树脂黏度且参与树脂固化反应,成为材料成分的物质。
8.环氧值:每100g环氧树脂中所含有的环氧基的摩尔数。
9.环氧当量:含有1mol环氧基团的树脂的质量。
10.双酚A型环氧树脂:双酚A型环氧树脂是二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的聚合物。
11.手糊成型工艺:手糊成型又称接触成型,采用手工方法将纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺敷成型、室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化,脱模成制品的工艺方法。
12.模压成型:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中,在温度和压力作用下,材料充满模腔,固化成型,脱模制得产品的方法。
13.喷射成型工艺:通过喷枪将短切纤维和雾化树脂同时喷射到模具表面,经棍压、固化制得复合材料制件的方法。
14.树脂传递模塑(RTM):通过压力将树脂注入密闭的模腔,浸润纤维织物毛坯,然后固化成型的方法。
15.增强材料:在复合材料中,能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。
【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。
复合材料知识点总结
复合材料知识点总结一、复合材料的分类根据复合材料中各种材料所起的作用不同,复合材料可以分为增强复合材料和基体复合材料。
增强材料一般用于提高复合材料的力学性能,例如增加复合材料的强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等;而基体材料则用于提供基本的形状和结构,比如塑料、橡胶、树脂等。
根据增强材料的种类不同,复合材料可以分为纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料。
纤维增强复合材料的增强材料是纤维,可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等;颗粒增强复合材料的增强材料则是颗粒,可以是金属颗粒、陶瓷颗粒、碳纳米颗粒等。
根据不同的基体材料,复合材料可以分为有机基复合材料和无机基复合材料。
有机基复合材料的基体材料是有机物质,比如树脂、塑料、橡胶等;无机基复合材料的基体材料是无机物质,比如金属、陶瓷、玻璃等。
二、复合材料的特点1. 高强度:复合材料中的增强材料可以有效地提高材料的强度,使其具有更高的拉伸、压缩、弯曲等强度。
2. 轻质:由于增强材料通常采用纤维和颗粒等轻质材料,所以复合材料通常具有很高的强度和刚度,同时重量较轻。
3. 耐热耐腐蚀性:纤维增强复合材料由于采用高强度的纤维材料,具有很好的耐热性和耐腐蚀性,可以在较高温度和腐蚀环境下长时间使用。
4. 成形性好:复合材料可以通过挤压、注塑、压制等多种成型方法加工成各种形状,适用于各种复杂的结构。
5. 良好的设计性:通过改变复合材料中的增强材料的种类、形状、分布、比例等来调节和改变材料的力学性能,可以根据需要进行定向设计。
6. 良好的防护性:复合材料可以通过增加增强材料和基体材料的层数、厚度和结构来增强材料的防护性,有较好的抗冲击、防弹、防爆性能。
三、复合材料的制备工艺1. 纤维增强复合材料的制备工艺(1)手工层叠法:将预先浸渍结合的纤维连续层叠到工件模具内,在每一层的纤维层之间涂覆树脂黏合剂,然后将所有层放置在加压机中,施加适当的压力和温度,使树脂固化。
(2)自动层叠法:采用机械装置将预先浸渍结合的纤维连续层叠到工件模具内,然后使用自动化设备完成树脂涂布和固化过程。
材料力学复合材料知识点总结
材料力学复合材料知识点总结复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。
它们的组合结构使复合材料具有优异的性能,可以满足各种特殊的工程要求。
以下是关于材料力学复合材料的知识点总结。
一、复合材料的分类复合材料可以按照其成分进行分类,常见的分类包括:纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、结构复合材料等。
纤维增强复合材料是其中最常见和重要的类型。
二、纤维增强复合材料1. 纤维种类:常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维和有机纤维等。
2. 纤维体积分数:纤维体积分数是指纤维在复合材料中所占的比例。
纤维体积分数的提高可以增强复合材料的强度和刚度。
3. 界面特性:界面是纤维与基体之间的接触区域。
优良的界面能够提高复合材料的力学性能,如界面黏结强度的提高可防止纤维脱离基体。
4. 复合材料的制备方法:常见的制备方法有手工层叠法、预浸法和纺织法等。
三、复合材料的力学性能1. 强度和刚度:复合材料的强度和刚度主要取决于增强纤维的性能和体积分数。
2. 断裂韧性:复合材料的断裂韧性取决于纤维的断裂韧性、界面黏结强度和纤维体积分数。
合理的纤维取向可以提高复合材料的断裂韧性。
3. 疲劳性能:复合材料的疲劳寿命较长,但应注意纤维和界面的损伤和疲劳裂纹的产生。
4. 热膨胀系数:复合材料的热膨胀系数通常要小于金属材料,其热膨胀性能可通过纤维取向进行调控。
四、应用领域复合材料在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有广泛的应用。
其中,碳纤维复合材料在航空航天领域应用较为广泛,可以制造轻型飞机、卫星等。
五、复合材料的优势和挑战复合材料具有重量轻、强度高、刚度大、抗腐蚀等优势,在一些特殊环境下比传统材料更加适用。
然而,复合材料的制备成本较高,其可靠性和维修性也是挑战所在。
在未来的发展中,随着技术的不断进步,复合材料在各个领域中的应用前景将更加广阔。
通过掌握复合材料的相关知识,我们能够更好地理解和应用这一材料,为工程和科学研究提供更多可能性。
复合材料知识点复习
第一章概论物质与材料材料:具有满意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)进展的四大阶段:石器时代-►青铜时代T铁器时代T人工合成时代1.1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组分保存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响形成过渡层,是一种多相材料简述复合材料的特点。
①比强度、比模量大耐疲惫性能好,聚合物基复合材料中,纤维与基体的界面能阻挡裂纹的扩展, 破坏是渐渐进展的,破坏前有明显的预兆。
②减震性好,复合材料中的基体界面具有吸震力量,因而振动阻尼高。
③耐烧蚀性能好,因其比热大、熔融热和气化热大,高温下能汲取大量热能,是良好的耐烧蚀材料。
④工艺性好,制造制品的工艺简洁,并且过载时平安性好。
4. 3. 2碳纤维CF具有沿纤维轴择优取向的同质多晶结构,使其与树脂的界面结合力不大,尤其是石墨碳纤维,外表处理方法有:1)氧化法(气相、液相、阳极电解氧化)2)外表晶须化法(将CF在高温的晶须生长炉中外表沉积生长晶须,提高CF与基体的粘结力3)蒸汽沉积法(高温裂解乙快或甲烷生成的碳沉积在CF上,沉积的碳活性大,增加界面结合力)4)电沉积法(电化学法使聚合物沉积在CF外表)5)等离子体法4界面表征方法(表征界面的形态、成分、结构、剩余应力、结合强度)界面形态的表征.透射电镜TEM是把经加速和聚集的电子束(波长很短)投射到特别薄的样品(nm级别)上,电子与样品中的原子碰撞而转变方向,从而产生立体角散射。
散射角的大小与柱品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的衬度,影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。
TEM的区分力可达0.2nm。
衬度:两像点间的明暗差异(质厚衬度、相位衬度、衍射衬度).扫描电镜SEM (界面形貌和界面层断裂面观看)扫描电镜从原理上讲就是采用聚焦得特别细的高熊曳土兔在试样上扫描,激发出各种物理信息(二次电子)。
复合材料.知识点总结
第一章复合材料1-1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。
1-2复合材料的特征:可设计性;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.1-3复合材料的分类。
按性能高低分类:先进复合材料(玻璃纤维增强体复合材料)和先进复合材料(以碳,芳纶,陶瓷的纤维和晶须等高性能增强体与耐高温的高聚物,金属,石墨,陶瓷等构成的复合材料)按增强体种类分类:纤维增强体复合材料;晶须增强体复合材料;颗粒增强体复合材料;板式增强体复合材料。
1-4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。
1-5复合材料的结构设计层次。
一次结构:单层设计--- 微观力学方法二次结构:层合体设计--- 宏观力学方法三次结构:产品结构设计--- 结构力学方法单层材料的性能取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能,增强相的含量、分布方向等。
设计内容包括正确选择原料的种类和配比。
层合体的性能: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)。
设计内容包括:对铺层方案作出合理的安排。
产品结构性能:取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。
设计内容:最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。
第二章增强体2-1增强体的定义增强体是结构复合材料中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。
2-2增强体的特征能明显提高材料的一种或几种性能;具有良好的化学稳定性;具有良好的润湿性2-3几种典型的纤维及其特征无机非金属类(共价键)(玻璃纤维,陶瓷纤维,硼纤维,氧化铝纤维氮化硼纤维硅酸铝纤维)有机聚合物类(共价键、高分子链)(芳纶纤维)金属类(金属键)。
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。
复合材料考点总结
复合材料考试重点1、复合材料的概念: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。
a.性能—取长补短,协同作用;b.基体—连续相2、聚合物基复合材料:1)、热固性聚合物基复合材料性能特点:(1)比强度、比模量高。
(2)加工性能好(流动性好),可采用手糊成型、模压成型、缠绕成型、注射成型和挤拉成型等。
(3)过载安全性好:过载而有少数纤维断裂时,载荷迅速重,新分配到未破坏的纤维上。
(4)可具有多种功能性:耐烧蚀性、摩擦学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、特殊的光、电、磁学性能。
2)、热塑性聚合物基复合材料性能特点:断裂韧性好;可重复再加工。
3、金属基复合材料特点:导电、导热、耐高温、抗老化好。
4、无机非金属基复合材料特点:耐高温(>1000℃),耐磨,强度高,硬度大,抗氧化,耐化学腐蚀,热膨胀系数小,但是脆性大。
5、复合材料的增强材料分类:纤维及其织物、晶须、颗粒。
特点:提高抗张强度和刚度、减少收缩,提高热变形温度和低温冲击强度等。
6、芳纶纤维(PPTA:聚芳酰胺纤维)-----聚对苯二甲酰对苯二胺,通过液晶纺丝方法制成,分子链伸直平行排列结且晶度很高。
性能特点:1)、芳纶纤维的力学性能:拉伸强度高,冲击性能好,弹性模量高,断裂伸长高,密度小,有高的比强度与比模量;2)、热稳定性: 180℃下可长期使用;低温下(-60℃)不发生脆化亦不降解, T>487℃时,不熔化,但开始碳化→高温下直至分解也不变形;3)、化学性能:耐介质性良好,但易受酸碱侵蚀,耐水性不好。
7、聚乙烯纤维(Polyethylene, PE)优点:高比强度、高比模量以及耐冲击、耐耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。
缺点:熔点低、易蠕变。
8、高强高模PE纤维:又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维。
与碳纤维、芳纶并称为当今世界三大高科技纤维。
性能特点:强度更高;质量更轻,密度只有0.97g/cm ;化学稳定性更好;具有很好的耐候性;耐低温性好,使用温度可以低至-150℃。
高三化学考试复习学习要点必背内容汇总:复合材料
高三化学复习必背内容汇总:复合材料www.5y 1、复合材科的定义、组分功能和作用:定义: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,为气体或液体不能称为复合材料。
组分:其组分相对独立,通常有一相连续相,称为基体,另一相分散相,称为增强相(增强体)。
功能和作用:复合材料既可以保持原材料的特点,又能发挥组合后的新特征,可以根据需要进行设计,从而最合理地达到使用所要求的性能。
2、复合材料的命名强调基体,以基体材料的名称为主,如树脂基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料等;强调增强体,以增强体材料的名称为主,如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;基体材料与增强体材料名称并用,如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。
3、复合材料的分类方式按基体材料类型分: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;按增强材料种类分: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;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,编制复合材料;按用途分:结构复合材料,功能复合材料;4、常用的基体材料及各自的适用范围轻金属基体(主要包括铝基和镁基),用于450℃左右;钛合金及钛铝金属间化合物作基体的复合材料,适用温度650℃左右,镍、钴基复合材料可在1200℃使用。
5、常用热固性基体复合材料:环氧树脂,热固性聚酰亚胺树脂。
常用热塑性基体复合材料:聚醚醚酮,聚苯硫醚,聚醚砜,热塑性聚酰亚胺。
常用陶瓷基体复合材料:玻璃,氧化物陶瓷,非氧化物陶瓷,无机胶凝材料;6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同玻璃是无机材料经高温熔融、冷却硬化而得到的一种非晶态固体;玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进行晶化热处理,在玻璃内部均匀析出大量微小晶体并进一步长大,形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界,得到的像陶瓷一样的多晶固体材料。
复合材料考试复习资料
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无机非金属基复合材料: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:a.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中;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中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。
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120114班聚合物基复合材料复习总结(初)
出品人:黄程程你们复习的时候可以把重点记在空白处n(*≧▽≦*)n,欢迎补充
UD:unidirectional 单向性的
Quasi-isotropic 准各向同性的
Cure 固化
precure 预固化
stiffness 刚度
strength 强度
toughness 韧性ILSS层间剪切强度
CTE 热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)
carbon fiber 碳纤维VGCF 气相生长碳纤维(vapor-phase growth)
SNCB 气相生长纳米碳纤维CNT 碳纳米管(carbon nanotube)sizing 上浆
Torayca 日本东丽台塑Tairyfil 三菱树脂Dialead
PCF:沥青基碳纤维(pitched-based carbon fiber)
C-GF:耐化学腐蚀玻璃纤维A-GF:普通玻纤D-GF:低介玻纤,雷达罩材料
E-GF:电工用玻纤(碱金属含量<1%)
AF:芳纶纤维(Aramid fiber)
PPTA:聚对苯二甲酰对苯二胺poly-p-phenylene terephthamide(对位芳酰胺纤维Kevlar) PMIA:间位芳酰胺纤维(代表Nomex)
Boron Fiber 硼纤维
Alumina Fiber 氧化铝纤维
Basalt Fiber 玄武岩纤维
BMI:双马来酰亚胺树脂curing agent固化剂
PEEK:聚醚醚酮树脂
PEK:聚醚酮树脂
PES:聚醚砜树脂
PEI:聚醚酰亚胺树脂
PPS:聚苯硫醚树脂
Epoxy resin 环氧树脂Unsaturated polyester resin
TETA:三乙烯四胺(triethylene tetramine)
DDS:二氨基二苯基砜(diaminodiphenyl sulfone);DDM二氨基二苯基甲烷
Vinyl ester resin:乙烯基环氧树脂
Phenolic resin 酚醛树脂
RTM:(resin transfer molding)树脂传递模塑
CAI:压缩后冲击强度
Individual tows:单向带laminate 层压板
Multiaxielmultiply fabric多轴向织物
或者Non-crimp fabric :NCF无皱褶织物
Prepreg预浸料unidirectional prepreg单向预浸料
Pot life 适用期(树脂)workinglife(纤维)
Shelf life 储存期
Resin flowability 树脂流动度
Lay Up 铺贴
Gel time 凝胶时间
Tack 粘性drape铺覆性resin content树脂含量
Fiber areal density 纤维面密度volatile content 挥发分含量
Separation film 分离膜
Honeycomb sandwich construction 蜂窝夹心结构
Infrared spectroscopy 红外光谱
ATL: Automated tape-laying 自动铺带法(CATL 曲面铺带;FATL平面铺带)
AFP:纤维自动铺放技术Automated fiber placement
Pultrusion 拉挤成型
Allowables 许用值design Allowables 设计许用值
Robustness 鲁棒性
BVID 目视勉强可检
ISO 国际标准ASTM美国标准HB中国航空标准JC中国建筑材料工业部标准
FTIR-ATR傅里叶变换衰减全反射红外光谱法
1.碳纤维PAN一般采用湿法纺丝?
因为干纺生产的纤维中溶剂不易洗净,在预氧化及碳化的过程将会由于残留溶剂的挥发或者分解而造成纤维粘结,产生缺陷。
2.GF、CF结构
GF:无定型离子结构、过冷液体、无固定熔体
CF:乱层石墨结构、微晶(碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。
[5] 碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起。
)
BF:无定型的
3.碳纤维和石墨纤维?
含碳量高于90%为碳纤维;高于99%为石墨纤维
4.浸润剂和上浆剂?
浸润剂:树脂、润滑剂、乳化剂、偶联剂****(重要)、抗静电剂;保护纤维、防静电、防磨损、提高稳定性
上浆:润滑、减少磨损、抗静电、利于集束,CF的多为环氧树脂
5.为什么CF的强度超过1700℃之后随着温度上升反而下降
①高温时,CF表面的碳可能蒸发,产生不均匀的缺陷,导致质量减少、强度降低
②结构中的空隙尺寸增大
6.用于防弹的材料?
高密度聚乙烯;芳纶纤维增强材料!
7.复习思考题:
①CF.GF.KF力学性能特点
②三种纤维的组成及结构特点
③PAN基CF制备工艺
④浸润剂和上浆剂的作用
8.常见树脂:
热固性树脂:酚醛、环氧、不饱和聚酯、双马、PI
热塑性树脂:尼龙、PP,PEEK、聚砜、聚苯硫醚
9.提高树脂耐热性的途径:
①提高分子链刚性
②提高结晶度
③提高交联密度
10.树脂发展方向:
①低成本化
②高韧化
11.复习思考题:
①复合材料集体的主要组分及作用
②复合材料树脂集体与结构胶黏剂有何区别
一类用于受力部件上的胶粘剂。
一般要求胶结接头所能承受的应力要和被粘物本身的强度相当,胶粘剂本身具有优良的耐热性、耐介质、耐大气老化、耐震动疲劳、
低的蠕变和高的持久强度。
,结构胶粘剂一般以热固性树脂为粘料,以热塑性树脂或弹性体为增韧剂,配以固化剂等组分,有的还加有填料、溶剂、稀释剂、偶联剂、固化促进剂、抑制腐蚀和抗热氧化剂等。
胶粘剂的性能主要取决于这些组分的结构、配比及其相容性。
③树脂基体力学性能与复合材料力学性能有何关系?复合材料的基体应该具备哪些
性能?
④复合材料的选配原则
产品性能要求;与纤维的浸润性和粘结性;与纤维断裂伸长率匹配;工艺性(使用期粘度、、);来源和价格。
⑤树脂基体的耐热性能的指标:热变形温度和热分解温度
⑥树脂基体粘度的影响因素
⑦环氧树脂体系的树脂和固化剂有哪些品种,写出分子结构式
⑧计算环氧值
12.许用应变设计的一般原则
①拉伸设计许用应变:层合板开孔(6.35mm孔径)试样在干冷条件下的拉伸性能
②压缩设计许用应变:层合板目视勉强可检冲击损失试样在湿热条件下的压缩性能
③纵横剪切设计许用应变:层合板试样在湿热条件下的纵横剪切性能指标
13.结构完整性的要求:
静强度、刚度E、耐久性(损伤阻抗-凹坑法和疲劳S-N曲线)、损伤容限
14.请说出[0/90/C2]2表示的铺层是什么?
15.复合材料力学性能的基本特点:
各向异性、可设计性、结构特性
复合材料研究的三个基本假设:
整体性假设、弹性假设、等初应力假设
16.单向板11个工程常数:
自己写
拉压强度、模量:纵向考察纤维。
横向考察树脂及界面;
弯曲强度和模量:组合受力
短梁剪切强度:界面性能;
冲击性能:韧性
层间断裂韧性:抗损伤性能
其中,工艺控制研究常用的力学性能:弯曲强度和模量;短梁剪切强度
17.单向复合材料的五个特征强度值:
纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度、横向压缩强度、面内剪切强度
18.单向复合材料的4个特征弹性常数:
纵向弹性模量、横向弹性模量、主泊松比、面内剪切模量
19.几种老化:
自然老化:大气暴晒;人工老化:库存老化(自然库存老化,人工湿热老化)
制造期间的操作差异;原材料批间差异;检验差异;材料固有差异
22.A/B基准值;
A基准值:基于统计的材料性能,即在95%的置信度下,99%的性能数据群的值高于此值;
B基准值:基于统计的材料性能,即在95%的置信度下,90%的性能数据群的值高于此值;
随手记
1.树脂固化温度:(80℃一下为低温,真空为低压)
<80低温固化
<125 中温固化
2.
CF密度1.5-2.0;GF的密度2.5~2.7;KF密度1.4
傅里叶定律
工艺窗口!!!!。