复合材料的定义和分类
最新第一章 复合材料的概念、分类及其发展历程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
第一章 复合材料的概念、分类及其发展历程
第二章 复合材料基本特性、应用及其研究现状
第三章 复合材料的基体材料
第四章 复合材料的增强材料
第五章 复合材料的成型工艺
第六章 复合材料的复合原子及界面
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１、复合材料的定义
什么是复合材料 (Composition Materials , Composite) ? 要给复合材料下一个严格精确而又统一的定义是很困难 的。概括前人的观点，有关复合材料的定义或偏重于考虑复 合后材料的性能，或偏重于考虑复合材料的结构
第七章 聚合物基复合材料
第八章 金属基复合材料
第九章 陶瓷基复合材料
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第十章 金属间化合物基复合材料
第一章 复合材料的概念、分类及其发展历程
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F．L. Matthews和Ｒ．D．Rawlings认为，复合材料 是两个或两个以上组元或相组成的混合物，并应满足下面 三个条件：
(1)组元含量大于5％； (2)复合材料的性能显著不同于各组元的性能， (3)通过各种方法混合而成。
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(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。
复合材料的定义、命名与分类
偏重于考虑复合材料的结构，诸如： （１）复合材料是两种或多种材料在宏观尺度上组合而成的
一种有用的材料。 （２）复合材料就是两种或两种以上的不同化学性质或不同
组织相的物质，以微观或宏观的形式组合而成的材料。 （３）复合材料是不同于合金的一种材料，在合金中，每一
种组分都保留着它们独立的特性，而构成复合材料时，仅取它 们的优点而避开其缺点，从而获得一种改善了的材料。
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国外还常用英文编号来表示，如MMC（Metal Matrix Composite）表示金属基复合材料，FRP（Fiber Reinforced Plastics）表示纤维增强塑料，而玻璃纤维/环 氧则表示为GF/Epoxy, 或G/Ep(G-Ep)
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３、 复合材料的分类
随着材料品种不断增加，人们为了更好地研究和使用材 料，需要对材料进行分类。
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上述复合材料的定义较易被普遍接受，它不仅明确指 出复合材料是“通过人工复合的”和“有特殊性能的”材 料，而且还指明了复合材料的组分、结构特点及与其他种 材料（如简单混合物、化合物、合金）的特征区别。
根据上述复合材料的定义，复合材料应不包括自然形 成的具有某些复合材料形态的物质、化合物、单相合金和 多相合金。
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目录
第一章 总论
第二章 复合材料的基体材料
第三章 复合材料的增强材料
第四章 复合材料的界面
第五章 复合材料的成型工艺
第六章 金属基复合材料
第七章 陶瓷基复合材料
第八章 复合材料基本特性、应用及其研究现状
第九章 功能复合材料
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第一章 总论
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材料分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料 各有千秋 扬长避短
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复合材料的定义和分类
公元前3000年前，印 度人用虫胶树脂制作 复合板
我国在封建时代故宫的 建造中所使用了粘合剂
茅草和泥土的复 合－建造房子
复合材料的发展有三个过程
复合材料作为一门学科，作为一种新兴的材料 工业，直到本世纪末40年代才出现。 1940—1960 称为第一代。Glass fibers 增强 塑料即玻璃钢，同时出现了硼纤维和CFRP。
0%
1970 1980 1990 2000 2010
EF-2000 高至40%
航空航天
F35 35%
用量成为军机先 进性重要标志
阵风 30% F16 2% F22 24%
F/A18 12%
复合材料在阵风上的应用（黑体部位）
EF 2000飞机结构示图
F-22战斗机上复合材料的应用
B-2飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱使用的是钛 复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构 成，不易反射雷达波。并且这些不同的复合材料经共固 化而成。
1.4 纤维复合材料的特点
（1）比强度和比模量高
•
–
比强度和比模量的定义
比强度和比模量是指材料强度和模量与材料密度之比值.
• •
为什么高分子纤维的比强度高，ρ较小，注意单位
如钢、铅、玻璃钢、CF/环氧树脂、kevlar、硼纤维
比强度和比模量越大， 这种结构材料制成同样强度构件的质量越小， 这对航空航天工业有着特别重要的意义。 如宇宙飞船的质量减轻1kg， 就可以使推送它的火箭减轻500kg的质量。
Computer
Sporting goods
民用工业
民用工业
民用工业
复合材料补强
由于复合材料高耐腐蚀性的特点，在 沿海油气田领域有广泛的应用前景
复合材料2
第1章绪论1.复合材料的定义(Composition Materials , Composite)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。
复合材料=基体(连续相)+增强材料(分散相)分散相是以独立形态分布在整个连续相中，两相之间存在着相界面。
分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒或弥散的填料。
2.复合材料常见分类方法：1）按性能分：常用复合材料、先进复合材料2）按用途分：结构复合材料、功能复合材料3）按复合方式分：宏观复合、微观复合4）按基体材料分：聚合物基、金属基、无机非金属基5）按增强体形式分：纤维增强复合材料、颗粒增强、片材增强、叠层复合3.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类，各表示什么？在结构设计过程中的设计层次如何，各包括哪些内容？三个结构层次: 一次结构——单层材料——微观力学一次结构二次结构——层合体——宏观力学二次结构三次结构——产品结构——结构力学三次结构设计层次：单层材料设计、铺层设计、结构设计4.复合材料力学主要是在单层板和层合板这两个结构层次上展开的，其研究内容分为微观力学和宏观力学两部分。
第2章复合材料界面和优化设计1.复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观形式复合而成的多相材料。
2.复合材料界面机能：1）传递效应：基体可通过界面将外力传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作用2）阻断效应：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3）不连续效应：在界面上产生物理性能不连续性和界面摩擦现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等4）散热和吸收效应：5）诱导效应3.界面效应既与界面结合状态、形态和物理、化学性质等相关，也与界面两边组元材料的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。
4.聚合物基复合材料是由增强体与聚合物基体复合而形成的材料。
聚合物基复合材料分类：热塑性、热固性聚合物基复合材料。
热塑性聚合物基复合材料成型两个阶段：①熔体与增强体之间接触和润湿②复合后体系冷却凝固成型。
复合材料期末复习资料
复合材料期末复习资料————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:复合材料C 复习第一章概论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。
三要素：基体(连续相）增强体(分散相）界面（基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用）复合材料的特点：（明显界面、保留各组分固有物化特性、复合效应，可设计性）(嵌段聚合物、接枝共聚物、合金：是不是复合材料？？)2、复合材料的命名ｆ（纤维）,ｗ(晶须）,p(颗粒) 比如: ＴiO2p/Aｌ3. 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(陶瓷基复合材料)。
2)按增强材料分为:玻璃纤维增强复合材料;碳纤维增强复合材料;有机纤维增强复合材料;晶须增强复合材料;陶瓷颗粒增强复合材料。
3) 按用途分为：功能复合材料和结构复合材料。
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。
第二章增强体１、增强体定义:结合在基体内、用以改进其力学等综合性能的高强度材料。
要求：1) 增强体能明显提高基体某种所需性能；2) 增强体具有良好的化学稳定性;３) 与基体有良好润湿性。
分类：f，w,p２、纤维类增强体特点：长径比较大；柔曲性；高强度。
❖玻璃纤维主要成分:ＳiO２性能：拉伸强度高；较强耐腐蚀;绝热性能好。
（玻璃纤维高强的原因(微裂纹)及影响因素(强度提升策略:减小直径、减少长度、降低含碱量,缩短存储时间、降低湿度等）)分类：无碱（Ｅ玻璃）、有碱（Ａ玻璃）制备: 坩埚法（制球和拉丝)、池窑法(熔融拉丝)。
复合材料概念
复合材料概念复合材料概念Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】1 总论1）复合材料概念、命名、分类及其基本性能。
概念：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。
命名：将增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”。
基本性能：可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。
可按对材料性能的需要进行材料的设计和制备。
可制成所需的任意形状的产品。
性能的可设计性是复合材料的最大特点。
2）聚合物基复合材料的主要性能比强度、比模量大；耐疲劳性能好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；有很好的加工工艺性。
3）金属基复合材料的主要性能高比强度、高比模量；导热、导电性能好；热膨胀系数小、尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮、不老化、气密性好。
4）陶瓷基复合材料的主要性能强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和相对密度较小5）复合材料的三个结构层次一次结构：由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组份材料的力学性能、相几何和界面区的性能。
二次结构：单层材料层合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何。
三次结构：工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。
6）复合材料设计的三个层次单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能。
铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案做出合理安排，该层次决定层合板的性能。
结构设计：确定产品结构的形状和尺寸。
2 基体材料1）金属基体材料选择基体的原则、金属基结构复合材料的基体、金属基功能复合材料的基体原则：金属基复合材料的使用要求；金属基复合材料组成特点；集体金属与增强物的相容性。
结构复合材料的基体可大致分为轻金属基体和耐热合金基体两大类。
复合材料复习资料
复合材料复习资料复合材料定义：由两种或两种以上物理化学性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。
复合材料的几个发展阶段：天然复合材料、传统复合材料、通用复合材料、先进复合材料复合材料分类：1.按用途分类结构复合材料和功能复合材料2.按基体类型分类聚合物基、金属基、无机非金属基复合材料3.按增强体形式分类颗粒增强型、纤维增强型、片材增强型、层叠式增强纤维种类：按纤维组成分类:无机纤维：玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）、硼纤维（BF）、碳化硅纤维、氧化铝纤维等；有机纤维：芳纶纤维(KF)、聚酯纤维、聚乙烯纤维等复合材料性能：优点：1.比强度与比模量高（有利于材料减重） 2.良好的抗疲劳性能 3.减振性能好 4抗腐蚀性好 5高温性能好 6导电导热性能好 7耐磨性好 8容易实现制备与形成一体化比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。
缺点：稳定性稍差，耐温和老化性差，层间剪切强度低等比强度：材料的抗拉强度与材料比重之比叫做比强度。
比模量：材料的模量与密度之比。
比强度和比模量是用来衡量材料承载能力的性能指标。
比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。
影响复合材料性能的主要因素：增强材料的性能；基体材料的性能；含量及其分布状况；界面结合情况；作为产品还与成型工艺和结构设计有关选择基体金属的原则①根据金属基复合材料的使用要求②根据金属基复合材料组成特点③基体金属与增强物的相容性（尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应）金属基体的温度范围：1.用于450 ℃以下的轻金属基体，主要是铝基和镁基复合材料2.用于450-700 ℃的复合材料的金属基体，主要是钛合金基体复合材料3.用于600-900 ℃的复合材料的金属基体，主要是铁和铁合金4.用于1000 ℃以上的金属基体，主要是镍基耐热合金和金属间化合物常见陶瓷基体：玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等聚合物基体的种类：热固性树脂（不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂）及各种热塑性聚合物聚合物基体的作用：1把纤维黏在一起2分配纤维间的载荷3使纤维不受环境影响热固性树脂：低分子物在引发剂、促进剂作用下生成的三维体形网状结构聚合物。
复合材料综述
复合材料综述复合材料姓名：鲁天阳学号：040204186班级：材料044复合材料综述前言材料是人类赖以生存和发展的物质基础。
20世纪70年代人们把信息、能源、材料作为社会文明的支柱；80年代以高科技群为代表的新技术革命，又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。
这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。
复合材料作为材料科学中一支独立的新的科学分支，已得到广泛重视，正日益发展，并在许多工业部门得到广泛应用，成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方向。
本综述对复合材料的发展、分类、基本性能进行了大概的介绍，并介绍了中国复合材料发展现状和前景。
正文复合材料简介：定义：复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料具有以下几点含义：（1）复合材料的组分是人们有意选择和设计的。
（2）复合材料必须是人工制造的。
（3）复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
（4）复合材料既保持各组分材料性能的优点，又具有单一组元不具备的优良性能。
复合材料的发展概况：人类发展的历史证明，材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑，纵观人类利用材料的历史，可以清楚的看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。
当前以信息、生命和材料三大科学为基础的世界规模的新技术革命风涌兴起，它将人类的物质文明推向一个新的阶段。
在新型材料的研究、开发和应用，在特种性能的充分发挥以及传统材料的改性等诸多方面，材料学都肩负着重要历史使命。
近30年来，科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。
在许多方面，传统的单一材料不能满足实际需要，这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法，而向着按预定性能设计新材料的研究方向发展。
复合材料
第一章绪论1、复合材料的定义、组成及分类①定义复合材料→是指将两种或两种以上的不同材料，用适当的方法复合成的一种新材料，其性能比单一材料性能优越。
②组成基体、增强材料、界面基体：起黏结作用，将增强材料黏合，起到均匀应力和传递应力的作用。
增强材料：承受力的组分界面：界面粘结力充分发挥其材料的性能使其大大优于单一材料的性能。
③分类A 按基体类型分类：⑴树脂基复合材料⑵金属基复合材料⑶无机非金属基复合材料B 按增强材料类型分类：⑴玻璃纤维复合材料（玻璃纤维增强的树脂基复合材料俗称玻璃钢）⑵碳纤维复合材料⑶有机纤维复合材料⑷陶瓷纤维复合材料C 按用途不同分类：⑴结构复合材料⑵功能复合材料2、复合材料的特性优点：㈠轻质高强㈡可设计性好㈢电性能好㈣耐腐蚀性好㈤热性能良好㈥工艺性能优良缺点：㈦弹性模量较低（易变形）㈧长期耐热性不足（不能高温下长期使用）㈨老化现象3、复合材料的应用及发展应用：⒈在航天航空方面的应用：轻质高强，使飞机的质量减轻，连接减少，速度提升，耗能减少。
⒉在交通运输方面的应用：汽车质量减轻，相同的条件下耗油量只是钢铁汽车的四分之一，而且受到撞击时复合材料能大幅度的吸收冲击能量，保护人员安全。
⒊在化学工业方面的应用：复合材料主要被用来制造防腐制品，因为聚合物复合基材料具有优良的耐腐性能，可用于制造各种管道，烟囱，地坪，风机，泵等。
⒋在电气工业方面的应用：因为复合基材料是一种优异的电绝缘材料，广泛的用于电机、电工器材制造。
例如：绝缘板、绝缘管、电机护环等。
⒌在建筑方面的应用：玻璃钢具有优异的力学性能、良好的隔热，隔音性能，吸水率低，耐腐蚀性好和很好的装饰性，因此是一种理想的建筑材料，建筑上玻璃钢被用作承重结构、围护结构、冷却塔、水箱、卫生洁具、门窗等。
耐海水性能，并能极大的减少金属钢筋对电磁波的屏蔽作用。
建筑物损坏修补材料等⒍在机械工业方面的应用：用于制造各种叶片、风机、各种机械部件、齿轮、皮带轮和防护罩等。
复合材料力学
01
有限差分法是一种直接求解偏微分方程的数值方法。
02
该方法通过将微分转化为差分来离散化偏微分方程，然后在 离散化的网格上直接求解该方程。
03
在复合材料力学中，有限差分法常用于分析复合材料的热传 导、波传播等问题。
其他数谱分析、 摄动法、离散元素法等。
02
这些方法在复合材料力学中也有 一定的应用，特别是在某些特殊 问题的求解中。
02
复合材料的力学性能
复合材料的弹性模量
弹性模量
复合材料的弹性模量取决于其组 成材料的弹性模量和纤维方向。 通常情况下，复合材料的弹性模 量高于其组成材料的弹性模量。
纤维方向效应
复合材料的弹性模量在不同纤维方 向上存在差异，表现出各向异性。
增强效果
通过合理选择增强材料和优化复合 材料的结构，可以提高复合材料的 弹性模量。
有限元分析方法
有限元分析（FEA）是一种数值分析方法，用于解决复杂的工程问题，特别是关于 结构强度、刚度、稳定性等问题。
FEA将复杂的结构分解为若干个简单的子结构，称为“有限元”，然后对每个有限 元进行分析，最后将各个有限元的解组合起来得到整个结构的解。
有限元分析方法在复合材料力学中广泛应用于预测和评估复合材料的力学性能，包 括应力、应变、位移等。
05
复合材料力学的实验研究
复合材料力学性能的实验测试
拉伸测试
压缩测试
通过拉伸实验测定复合材料的弹性模量、 泊松比和抗拉强度等参数，以评估其在轴 向拉伸载荷下的性能表现。
压缩实验用于测定复合材料的抗压强度、 弹性模量和泊松比等参数，以评估其在轴 向压缩载荷下的性能表现。
弯曲测试
剪切测试
弯曲实验用于测定复合材料的抗弯强度、 弹性模量和挠曲模量等参数，以评估其在 弯曲载荷下的性能表现。
复合材料-复习材料及答案
复合材料第一章1、材料科技工作者的工作主要体现在哪些方面？（简答题）①发现新的物质，测试新物质的结构和性能；②由已知的物质，通过新的制备工艺，改善其微观结构，改善材料的性能；③由已知的物质进行复合，制备出具有优良特性的复合材料。
2、复合材料的定义（名词解释）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。
3、复合材料的分类（填空题）⑴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无机非金属基复合材料。
⑵按不同增强材料形式分类①纤维增强复合材料：②颗粒增强复合材料；③片材增强复合材料；④叠层复合材料。
4、复合材料的结构设计层次（简答题）⑴一次结构：是指由基体和增强材料复合而成的单层复合材料，其力学性能取决于组分材料的力学性能，各相材料的形态、分布和含量及界面的性能；⑵二次结构：是指由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何（各单层的厚度、铺设方向、铺层序列）；⑶三次结构：是指工程结构或产品结构，其力学性能取决于层合体的力学性能和结构几何。
5、复合材料设计分为三个层次：（填空题）①单层材料设计；②铺层设计；③结构设计。
第二章1、复合材料界面对其性能起很大影响，界面的机能可归纳为哪几种效应？（简答题）①传递效应：基体可通过界面将外力传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作用。
②阻断效应：适当的界面有阻止裂纹的扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。
③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。
④散热和吸收效应：光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收。
⑤诱导效应：复合材料中的一种组元的表面结构使另一种与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生变化。
2、对于聚合物基复合材料，其界面的形成是在材料的成型过程中，可分为两个阶段（填空题）①基体与增强体的接触与浸润；②聚合物的固化。
3、界面作用机理界面作用机理是指界面发挥作用的微观机理。
(完整版)复合材料的种类及特点
复合材料的种类及特点用塑性材料将另一种高强度的纤维按受力方向粘接在一起，以获得一定的综合性能，这种材料则被称为复合材料。
但是在近年来复合材料的定义又有了更广泛的含义。
由两种或两种以上的材料复合在一起，并获得了新性能的材料都可以称其为复合材料。
基体一般为一种连续相的材料，它把纤维或者是粒子等等的增强材料固结成为一个整体，所以在不同的基体和不同的增强材料下可以组成不同类型的复合材料。
复合材料的分类方法有四种:第一种则是利用构成材料进行分类第二种则是按照复合性质进行分类; 第三种则是利用复合效果进行分类;第四种则是按照结构特点进行分类。
通过这四种不同的分类方法可以将制备成型的复合材料进行有规律的分类。
在我国复合材料拥有良好的发展空间，其首要的原因则是由于能源的短缺，不少陆地资源陆续出现枯竭的现象，同时随着社会的进步和发展所带来的工业化发展和人口急剧增加都会造成环境恶化等严重的问题;另一方面人们将步入高度的信息化社会，同时伴随着人们生活质量的提高。
最后是我国国防事业的大力发展，在这些方面上都提供了复合材料发展的机遇。
在复合材料领域中，由高比强度、比模量的高性能纤维作为增强体的树脂基复合材料被称为先进树脂基复合材料，它一直是发达国家对复合材料应用和研究的主体。
先进树脂基复合材料具有比强度和比刚度高，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点，充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。
所以在研究领域发展先进树脂基复合材料成为至关重要的一项课题。
先进树脂基复合材料中包含有热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。
其中热固性树脂基体在制备过程中产生交联反应，在理想的交联反应中不但能形成体型交联结构，而且在交联反应中能形成附加的刚性环结构，大大提高了热固性复合材料在极端恶劣环境下的使用，所以在大多数己经成型的研究中热固性树脂己经成为主要的研究对象，其在航空航天领域、能源工业方面、电子工业方面、体育日用品方面、建筑结构工程方面都做出了杰出的贡献。
热处理中的复合材料热处理技术
热处理中的复合材料热处理技术热处理是一种常见的材料改性技术，可以有效地提高材料的性能。
而在热处理领域中，复合材料的热处理技术一直是研究的热点之一。
本文就从复合材料的定义、种类及其应用领域入手，对复合材料的热处理技术进行了阐述，同时对当前热处理领域的技术进展进行了展望。
一、复合材料的定义复合材料是指由两种或两种以上的不同材料组成的材料。
它们的组成方式可以是物理混合或化学反应。
复合材料的性能通常比单一材料更优越，具有很高的强度、刚度和韧度等性质，同时还能够满足不同应用的需求。
二、复合材料的分类根据不同材料的组合方式，复合材料可以分为三类：1. 均质复合材料均质复合材料是由两种或以上的材料在分子或原子水平上相结合而成的材料。
这类材料通常具有很高的机械性能和化学稳定性，其应用范围非常广泛。
2. 非均质复合材料非均质复合材料是由两个或以上的材料以物理或化学方法结合而成的材料。
这种材料具有较高的韧性、塑性和耐冲击性，适用于需要曲率、弯曲和旋转等的各种应用领域。
3. 层状复合材料层状复合材料是由两个或多个材料层堆积而成的材料。
这种材料具有很强的刚性和强度，可应用于飞机、汽车、建筑和航天等领域。
三、复合材料的热处理技术复合材料的热处理技术通常分为两种：热固化处理和热稳定化处理。
1. 热固化处理热固化处理是指将复合材料在高温下固化的过程。
一般来说，这个工艺是在室温或低温条件下将树脂涂到材料上，并在高温条件下进行加热和固化，从而获得所需的力学性能。
在这个过程中，除了温度和时间，还需要控制压力和湿度等因素，以确保材料具有所需的性能。
热固化处理应用很广泛，尤其是在航空、航天、汽车和电子设备等领域。
在某些情况下，这种工艺可以大大提高复合材料的高温性能、强度和刚度。
2. 热稳定化处理热稳定化处理是指将含有热敏性物质的复合材料在低温下暴露一段时间，使其含有的杂质和其他不稳定因素得到去除的过程。
这个过程主要是通过控制温度和时间来实现的。
复合材料论文
复合材料论文引言本论文旨在就复合材料的概念、特性以及应用进行探讨。
复合材料是一种由两种或两种以上不同材料组合而成的材料，具有独特的性能和特点。
复合材料的定义与分类复合材料是由两种或两种以上不同的材料按照一定的比例和规律组合而成的新材料。
根据成分和结构的不同，复合材料可以分为无序型、有序型和杂化型。
无序型复合材料的成分分散无序，如弥散复合材料；有序型复合材料成分有规则地分布，如层合复合材料；而杂化型复合材料则由多种基材组合而成。
复合材料的特性复合材料具有许多优越的特性，包括高强度、低密度、良好的抗腐蚀性、优异的热性能和电性能等。
这些特性使得复合材料在各个领域具有广泛的应用潜力。
复合材料的应用由于复合材料具有独特的性能，它在各个领域中得到广泛应用。
在航空航天领域，复合材料被广泛用于制造飞机和航天器的结构件，以提高其强度和耐久性。
在汽车工业中，复合材料可以用于汽车车身和零部件的制造，以降低车辆的重量并提高燃油效率。
此外，复合材料还在建筑、医疗器械、体育用品等领域中有着重要的应用。
结论复合材料作为一种新型材料，具有多种优越特性和广泛的应用领域。
随着科学技术的不断进步，复合材料的研究和应用将会得到更大的发展和推广。
这将为我们创造更多的机会和挑战，促进科技的进步和社会的发展。
以上就是本论文对于复合材料的概念、特性以及应用的论述。
希望本文能对读者们对复合材料有更深入的了解和认识。
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复合材料的定义和分类
复合材料的定义和分类
答：复合材料定义：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。
分类：按用途可分为：功能复合材料和结构复合材料。
结构复合材料占了绝大多数。
按基体材料类型分类可分为：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（包括陶瓷基复合材料、水泥基复合材料、玻璃基复合材料）按增强材料形态可分为：纤维增强复合材料（包括连续纤维和不连续纤维）、颗粒增强复合材料、片材增强复合材料、层叠式复合材料。
复合材料的分类
复合材料的分类复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，具有明显的界面分界面和相互作用的材料。
根据其成分和结构的不同，复合材料可以分为多种类型，主要包括有机基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。
有机基复合材料是以有机高分子材料为基体，通过填料或增强材料的加入，形成了具有特定性能的材料。
根据增强材料的不同，有机基复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层叠复合材料。
颗粒增强复合材料是将颗粒状的增强材料分散在有机基体中，通过填充效应来增强材料的性能。
这种复合材料具有成本低、易加工、耐磨等特点，常用于制造轻型结构件和耐磨零部件。
纤维增强复合材料是将纤维状的增强材料与有机基体结合，通过纤维的高强度和刚度来增强材料的性能。
这种复合材料具有高强度、高模量、轻质等特点，常用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
层叠复合材料是将不同方向排列的纤维增强复合材料通过叠层、预应力等方式结合在一起，形成具有各向异性的复合材料。
这种复合材料具有优异的力学性能和设计自由度，常用于航空航天、船舶、建筑等领域。
金属基复合材料是以金属为基体，通过添加非金属增强材料或金属增强材料，形成了具有特定性能的材料。
根据增强材料的不同，金属基复合材料可以分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和夹层复合材料。
颗粒增强复合材料是将颗粒状的非金属增强材料分散在金属基体中，通过填充效应来增强材料的性能。
这种复合材料具有高温强度、耐磨性、耐蚀性等特点，常用于航空发动机、汽车发动机、石油化工等领域。
纤维增强复合材料是将纤维状的非金属或金属增强材料与金属基体结合，通过纤维的高强度和刚度来增强材料的性能。
这种复合材料具有高强度、高模量、热膨胀系数低等特点，常用于航空航天、汽车、船舶等领域。
夹层复合材料是将金属基复合材料与非金属基复合材料通过夹层结构相互叠加在一起，形成具有特定性能的复合材料。
这种复合材料具有优异的抗冲击性能、防弹性能、防爆性能等特点，常用于军工、安防、航空航天等领域。
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0%
1970 1980 1990 2000 2010
EF-2000 高至40%
航空航天
F35 35%
用量成为军机先 进性重要标志
阵风 30% F16 2% F22 24%
F/A18 12%
复合材料在阵风上的应用（黑体部位）
EF 2000飞机结构示图
F-22战斗机上复合材料的应用
B-2飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱使用的是钛 复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构 成，不易反射雷达波。并且这些不同的复合材料经共固 化而成。
（2）抗疲劳性好 • 疲劳破坏：材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩
展而造成的低应力破坏。
• •
金属材料：抗疲劳性差，没有明显的预兆的突发性破坏。 裂纹一旦达到临界尺寸就突然断裂，其疲劳强度极限是其 抗拉强度的30－50％。 纤维复合材料：其抗疲劳破坏是从纤维的薄弱环节开始， 逐步扩展到界面上，纤维复合材料中存在着难于计数的纤 维/树脂界面，这些界面能阻止裂纹进一步扩展，从而推 迟疲劳破坏的发生。破坏前有明显的前兆。纤维复合材料 的拉／压疲劳极限值达到静载荷的70－80%。
公元前3000年前，印 度人用虫胶树脂制作 复合板
我国在封建时代故宫的 建造中所使用了粘合剂
茅草和泥土的复 合－建造房子
复合材料的发展有三个过程
复合材料作为一门学科，作为一种新兴的材料 工业，直到本世纪末40年代才出现。 1940—1960 称为第一代。Glass fibers 增强 塑料即玻璃钢，同时复合材料的特点
（3）减振能力好
• 受力构件的自振频率正比于比模量的平方根。 • 因此，纤维复合材料的比模量大，自振频率高， •
•
在通常加载速度或频率下不容易因共振而快速 脆断。 同时，复合材料中的界面对振动产生的能量有 反射和吸收作用，故复合材料振动阻尼强。 例如，在同样条件下产生的振动，轻合金需9秒 才停止，而碳纤维复合材料只需2－3秒停下。
绪论 基体材料 增强材料 复合材料界面理论与处理技术 复合材料性能及其复合原理 复合材料各论
引
言
我们知道，人类发展的历史和材料发 展的历史息息相关，历史学家把人类发展 史按石器时代、陶器时代、青铜器时代、 铁器时代等来划分。也可以说，人们往往 以人类的使用工具以及制造工具的材料进 步情况作为作为人类文明进步的一种标志。
航空航天
航空航天
Floor Beams for upper Deck: CFRP, continuous Process Vertical Tail Plane: IM Fiber, ATL for Torsion Box and Rudders
CFRP Outer Flaps: CFRP, ATL Un-pressurized Fuselage: solid laminated CFRP, AFP Wing: Glass Thermoplastic J-nose
1942年，第二次世界大战中，玻璃纤维增强聚酯树脂复合材料被美国空军用于制造 飞机构件开始算起。
1960—1980 称为第二代。出现了KFRP、SiC纤
维增强塑料、Al2O3金属纤维增强塑料。此间是 先进复合材料的开发时期。
复合材料的发 展的三个过程
1980— 是先进复合材料得到充分发展的时
期，称为第三代。在航空航天各领域得到了 迅速的发展，并在各个领域得到应用，同时 出现了纤维增强金属、纳米材料作为分散相 等复合材料。
人类使用各类材料的历史与发展态势
第一章
绪论
1.1. 复合材料的定义和分类
• •
复合材料的定义 基体材料和增强材料 界面 复合材料的分类 按形态分类 按基体分类 按材料作用分类 其它
1.1.1. 复合材料的定义
• 关于复合材料的定义人们说法不同。有人说“复合材
料是由两种或者两种以上单一材料构成的具有一些新 性能的材料”，这种解释虽容易被人理解，但从科学 的角度来看，尚不完善，也不够确切。
材料力学性能比较
材 料 钢 铝 密度/ 抗拉强度 弹性模量 比强度 比模量 3 g/cm /GPa /GPa 7.8 2.8 1.01 0.46 206 74 0.13 0.17 26 26
钛 玻璃钢 CFII/Epoxy CFI /Epoxy Kevlar/Epoxy
硼纤维/Epoxy
硼纤维/铝
A380平尾
A380中央翼盒
A380机身上盖板纵梁支撑Glare层板
A380压力仓盖舱盖
航空航天
787复合材料占结构重量的50%
航空航天
A400M占结构重 量的40% 左右
航空航天
A350飞机将复合材料用量由39%、三次提高到
52%与B787飞机竞争。
航空航天
航天器燃料贮箱
太阳帆板基板
B-2战斗机上复合材料的应用
复合材料在无人机上的应用
X-45复合材料用量提高到 90%以上
RQ-4B“全球鹰” 复合材料机翼长 39.9米，重约1814千克
复合材料在直升机上的应用
RAH-66 “Kamanche” 攻击/侦察直升机，复合 材料占整个直升机结构重量的51%
V-22“鱼鹰” 偏转翼直 升机，59%的机体为复 合材料，只有454Kg是 金属材料。
引入相的“连通性”概念，理论上可将复合材料结 构划分为0-3型、1-3型、 2-2型、2-3型、3-3型等 几种典型结构。
界
面
• 在复合材料的两种组成部分中，即在基体和
增强材料存在着一个界面，界面则对复合材 料的性质起到非常重要的作用。
• 在纤维复合材料中，纤维起增强作用，承受
大部分载荷。基体和纤维通过界面连接在一 起，基体将载荷经界面传递给纤维，不仅能 够充分发挥纤维的抗张性能优异的特点，还 能起到使载荷均匀分布和保护纤维免遭外界 损伤的作用。
Horizontal Tail Plane: IM Fiber, ATL for Torsion Box and Elevators
Center Wing Box: HT & IM Fiber, ATL
Flap Track Panels: CFRP
Rear Pressure Bulkhead: CFRP, RFI, NCF
1.4 纤维复合材料的特点
（1）比强度和比模量高
•
–
比强度和比模量的定义
比强度和比模量是指材料强度和模量与材料密度之比值.
• •
为什么高分子纤维的比强度高，ρ较小，注意单位
如钢、铅、玻璃钢、CF/环氧树脂、kevlar、硼纤维
比强度和比模量越大， 这种结构材料制成同样强度构件的质量越小， 这对航空航天工业有着特别重要的意义。 如宇宙飞船的质量减轻1kg， 就可以使推送它的火箭减轻500kg的质量。
复合材料基础
李勇
lyong@
对学习的态度：知识就是力量； 对工作的态度：既来之，则安之； 对机会的态度：时刻准备着。
考虑问题要一分为二：
在顺利的时候想到问题，在取得成绩的时候看到不
足，在逆境遇挫的时候看到未来的前景。
内容提要
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章
• 最具有说服力的定义是 ISO（International
Organization for Standandization），即“复合材 料是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。”
国防科技大学胡振渭教授在80年代初期曾对复合材料做过较为
简明的定义。他指出：“复合材料是由两种或两种以上不同性 质或不同形态的原材料，通过复合工艺组合而成的一种材料， 它既保持了原组分材料的主要特点，又具备了原组分材料所没 有的新性能的一种多相材料”。 各组分之间性能“取长补短”，起到“协同作
长期以来，人类为了生产和科学技术的进步，一直 不断的开发新材料。从材料的角度来看，任何一种单一 材料都有其若干突出的优点，但也存在一些明显的缺点， 而且这些缺点的改善有时又是非常的困难的。 尤其是近三十年来科学技术发展迅速，特别是尖端 科学技术的突飞猛进，对材料的性能提出了越来越高的 要求。因此单一材料已经不能满足这种需求。研究发现， 将两种或两种以上的材料采用某种方式复合后，可以制 成一种新的材料（我们称之为复合材料）。这些新材料 常常保留了原有单一组分的优点，同时克服或弥补了它 的缺点，显示出一些新的特性。
Computer
Sporting goods
民用工业
民用工业
民用工业
复合材料补强
由于复合材料高耐腐蚀性的特点，在 沿海油气田领域有广泛的应用前景
抛物面天线
航空航天
减轻重量、降低成本
各种飞行器减重的经济效益，元/公斤 轻型民航机 直升机 航空发动机 战斗机 干线飞机 近地轨道卫星 同步轨道卫星 飞船、空间站 600 1000 4500 4500 4500 20000 200000 300000
4.5 2.0 1.45 1.6 1.4 2.1 2.65
0.94 1.04 1.47 1.05 1.37 1.34 0.98
112 39 137 235 78 206 196
0.21 0.52 1.02 0.66 0.98 0.64 0.37
25 20 95 147 56 98 74
1.4 纤维复合材料的特点
通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获
得新的优越性能，与一般材料的简单混合有本质的区别”。
复合材料是材料中的君子——和而不同
基体材料和增强材料
复合材料中存在两种或者两种以上的物理 相，可以是连续的，也可以是不连续的。其中 连续的物理相称之为基体材料，而不连续的物 理相以独立的形式分散在连续的基体中，即分 散相。如果它对材料起到增强作用，则称增强 材料。 现代增强材料也有连续的情况，例如三维 编织用于复合材料的增强材料。