复合材料学复习纲要

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《复合材料及工艺》复习提纲

《复合材料及工艺》复习提纲

《复合材料及工艺》复习提纲第一章、绪论1.了解复合材料的定义、分类及应用。

2.FRP、GFRP、FRTP各代表什么意思。

3.什么是ACM?其判据是什么?第二章、复合材料理论基础1.复合材料中增强体的作用是什么?常见的增强体有哪些(至少列出6种)?最常见的玻纤是什么?其网络结构假说赋予它什么特性?碳纤维的特性是什么?按原料分碳纤维的主要种类包括什么?描述某一种碳纤维的制备工艺。

常见有机纤维增强体包括什么?其特性是什么?BF和SiC纤维的特性分别是什么?成纤工艺包括干法纺丝、湿法纺丝、干湿法纺丝、熔融纺丝、化学气相沉积(CVD)工艺等。

给出常见增强体所用的成纤工艺。

2.复合材料中基体的作用是什么?常见的基体有哪些(至少列出6种)?热固性树脂与热塑性树脂有何优缺点?常用金属基体按使用温度通常如何划分?微晶玻璃(玻璃陶瓷)有何特点?LAS和MAS各代表什么?氧化物陶瓷材料有哪些?突出特性是什么?非氧化物陶瓷材料有哪些?其特性是什么?采用浸渍法制备碳质基体时,树脂或者沥青的选用标准是什么?如采用CVD 工艺,如何控制扩散速率和沉积速率的关系?制备高性能混凝土需要控制的配比有哪些?各个配比影响其什么性能?3.复合效应分为线性效应和非线性效应。

混合定律属于那种效应?其使用前提是什么?根据组元的性能和含量计算出复合材料的性能。

什么是临界纤维长度?如何计算?根据所用纤维长度判断出复合材料的失效方式以及用SEM观察到现象是什么。

4.常用测定界面粘接强度的方法是什么?观察其断裂形貌用什么手段?如何提高增强体和基体间的界面性能?5.复合材料的性能可以根据混合定律进行估算;内部结构缺陷可以在不破坏制件的前提下,采用非破坏可靠性评价又称无损检测评估(NDE)进行表征。

第三章、复合材料分论1.PMC的成型工艺有哪些?(至少列出6种,并能具体描述出至少3种工艺过程)SMC、GMT、预混料、预浸料各代表什么。

2.MMC的成型工艺有哪些?(至少列出4种,并能具体描述至少2种工艺过程)3.CMC(陶瓷基复合材料)成型工艺有哪些?(至少列出3种,并能具体描述至少1种工艺过程)CM(陶瓷基体)、FRC(纤维增强陶瓷)、PRC(颗粒增强陶瓷)三种材料的力学行为曲线有何不同?原因所在?不同形态增强体的增韧机理分别是什么?4.C/C成型工艺有哪些?(至少列出2种,并能具体描述至少1种工艺过程)C/C抗氧化防护的原理是什么?有哪些防护措施?用于抗氧化物涂层的物质是什么?选择涂层时需要考量哪些方面?给出高下抗氧化复合涂层的示意图并给出原因所在。

复合材料(第二版)知识点复习

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。

复合材料复习要点-西北工业大学经典版

复合材料复习要点-西北工业大学经典版

聚合物基复合材料的小复习-西安交通大学注意:正如老师所言48学时每学时2分,看书为主。

第一部分:组份材料一.增强材料:重点为玻璃纤维(GF),碳纤维(CF)和高模量有机纤维的代表芳纶(Kevlar纤维)三种的组成,制备方法,结构与性能均要了解,并且对一些品种规格能够知晓,例如知道T300是指什么并且知道其强度的数量级,知晓一些特点如碳纤维高强高刚但是脆。

二.基体材料基体材料种类繁杂,考试不要求对品种进行掌握,对于其性质,作用和影响要知晓。

1.复合材料的横向拉伸性能、压缩性能、剪切性能、耐热性能和耐介质性能,复合材料的工艺性、成型方法和工艺参数都主要取决于基体材料。

2.基体材料的组分:合成树脂、辅助剂(包括固化剂、引发剂和促进剂;稀释剂)、稀释剂、增韧剂和增塑剂、触变剂(能够提高基体在静止状态下的粘度)、填料、颜料。

3.在复合材料受力时,基体起着均衡载荷、传递载荷的作用;其选配原则:使用性、工艺性能和经济性。

4.基体的基本性能与工艺性:看书了解三.界面1.三种主要纤维(即CF,GF,KF)的表面处理:对其处理方法有几种要知晓(考试内容):玻璃纤维:脱蜡处理、化学处理;碳纤维:气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体氧化法、表面涂层改性法等;芳纶:氧化还原处理、表面化学接枝处理、冷等离子体表面处理。

2.偶联剂作用P1473.影响界面的粘结强度的因素:纤维表面晶体大小及比表面积;浸润性;界面反应性;残余应力对界面粘结强度的影响。

4.界面力(强度)的测定方法:单丝拔脱实验,l rl P 22max max σπτ==其中τ—界面的平均剪切强度,max P —对单丝或细棒施加的最大载荷,r —单丝或细棒的半径,l —单丝或细棒埋在基体中的长度,max σ—单丝或细棒的最大拉伸应力。

5.水对复合材料及界面的破坏作用:①水的浸入②水对玻璃纤维表面的化学腐蚀作用③水对树脂的降解腐蚀作用④水溶胀树脂导致界面脱粘破坏⑤水进入孔隙产生渗透压导致界面脱粘破坏。

复合材料原理复习重点

复合材料原理复习重点

X/Y × Y/Z
= X/Z
2、对于含有 2 中组分的复合材料,其典型的结构 0-3 型、1-3 型、2-3 型、2-2 型和 3-3 型分 别指什么结构? 见 P8 答:0-3 型指增强体或功能体为弥散、孤立的颗粒状材料,基体为网络体状的连续材料。 1-3 型指增强体或功能体为纤维状材料,基体为网络体状的连续材料。 2-3 型指增强体或功能体为片状材料,基体为网络体状的连续材料。 2-2 型指增强体或功能体、基体均为片状的连续材料。 3-3 型指增强体或功能体、基体为网络体状的连续材料。
化学键理论:偶联剂--架桥剂 内容: 认为: 基体树脂表面的活性官能团与增强体表面的官能团能起化学反应。 因此树脂基体与增强体之间形成化学键的结合, 界面的结合力是主价键力的作用。 偶联剂正 是实现这种化学键结合的架桥剂。 优点: 在偶联剂应用于玻璃纤维复合材料中得到了很好的证明, 也被界面研究 的实验多证实。 不足:聚合物不具备活性基团 不具备与树枝反应的集团,但仍能让偶联剂达到良好处理效果 硅烷偶联剂中双键的作用: 当硅烷偶联剂分子结构带有不饱和双键时, 由于不 饱和双键可与聚酯树脂反应,故提高了聚酯玻璃钢的强度(Br2)---41 页 非树脂基复合材料的基体与界面结构 1.非树脂基复合材料的界面类型 P47 2.非树脂基复合材料的界面结合形式 机械结合 溶解与浸润结合 反应界面结合 为能达到化学相容性,使界面处于稳定状态,可采取的办法: 在复合温度下使其热力学平衡 利用退化反应的化学动能与化学势能相平衡 使特殊表面能的影响最小 控制凝聚作用使总表面能最小 氧化结合 混合结合
复合体系的界面结合特性 1.复合材料界面形成过程: (界面是怎样形成的) 1、.基体与增强材料的接触和浸润过程 2.基体与增强材料通过相互作用使界面固定阶段。 2.按照怎样固化分类:有固化剂引发树脂官能团反应固化 以树脂本身官能团进行反应固化 3.胶束(胶粒) :密度大 4.胶絮:密度小 5.树脂抑制层:在增强体表面形成的有序树脂胶束层 6.界面区的作用:使基体与增强体结合形成材料整体,并在外力场作用下的应力传递 7.以连续纤维为增强体的树脂基复合材料,增强体沿纤维的轴向是连续的,但其界面的微观 结构与非连续纤维为增强体的复合材料仍是一致的 8.树脂基复合材料的界面结合理论 润湿理论:指出:要使树脂对增强体紧密接触,就必须使树脂对增 强体表面很好地 浸润。 前提条件:液态树脂的表面张力必须低于增强体的临界表面张力。 结合方式:属于机械结合与润湿吸附(范德华力) 。 优点:解释了增强体表面粗化、表面积增加有利于提高与基体树脂界面结合力的事实。 不足:不能解释施用偶联剂后使树脂基复合材料界面粘结强度提高的现象。

复合材料复习范围

复合材料复习范围

第七~九章 聚合物基复合材料 1、金属基复合材料的种类 2、金属基复合材料的制造工艺及特点 3、金属基复合材料的机械性能及应用领域 第十~十四章 陶瓷基复合材料 1、陶瓷基复合材料的特点 2、对陶瓷基复合材料基体的要求 3、陶瓷基复合材料的制造工艺 4、陶瓷基复合材料的界面 5、陶瓷基复合材料的机械性能
复习范围
第一章 概论 1、复合材料分类ห้องสมุดไป่ตู้按基体、增强相、制造方法、
用途等); 2、复合原则 第二章 增强原理( 课程的重点) 1、混合定律成立的条件 2、纤维增强复合材料的力学性能 3、层压金属复合材料的力学性能
第三章 复合材料中的增强体 1、增强体总类 2、各种纤维的制造工艺、性能特点 第四~六章 聚合物基复合材料 1、聚合物基复合材料分类 2、聚合物基复合材料的特点 3、基体材料的种类 4、聚合物基复合材料界面的特点 5、聚合物基复合材料的制备工艺 6、聚合物基复合材料的机械性能及应用领域

复合材料专业复习要点整理-经典汇总

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

复合材料复习提纲

复合材料复习提纲

聚合物基复合材料复习总结UD : unidirectional 单向性的Quas-isotropic准各向同性的Cure固化precure 预固化stiffness 刚度stre ngth 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 nanotub© sizi ng上浆Torayca日本东丽台塑Tairyfil 三菱树脂DialeadPCF:沥青基碳纤维(pitched-based carbon fibe)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 fiberPPTA: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)DuPo nt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 polyethyle ne)超高分子量聚乙烯纤维BMI :双马来酰亚胺树脂curing age nt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 resi n 环氧树脂Un saturated polyester res inTETA:三乙烯四胺(triethylene tetramineDDS:二氨基二苯基砜(diaminodiphenyl sulfone) ;DDM 二氨基二苯基甲烷Vi nyl ester resi n:乙烯基环氧树脂Phe nolic res in 酚醛树脂Prepreg 预浸料uni directi onal prepreg 单向预浸料Pot life 适用期(树脂)workinglife(纤维)Shelf life储存期Res in flowability 树脂流动度Lay Up铺贴Gel time凝胶时间Tack粘性drape铺覆性resi n con te nt树脂含量Fiber areal density 纤维面密度volatile content 挥发分含量Separati on film 分离膜Hon eycomb san dwich con structi on 蜂窝夹心结构In frared 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 Pultrusio n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Robust ness 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》考试大纲

《复合材料》考试大纲

《复合材料》考试大纲
(总分100分,考试时间3小时)一、参考书目:
陈华辉主编,现代复合材料,中国物资出版社,1998
王善元,张汝光等编著,纤维增强复合材料,中国纺织大学出版社,1998
二、复习大纲:
1. 复合材料的定义与分类。

2. 纤维的制备方法。

3. 增强体与基体的作用和种类。

4. 复合材料制备方法。

5. 复合材料增强体增强和增韧机理。

6. 复合材料复合原理。

7. 复合材料的显微结构。

8. 复合材料的性能、应用范围和发展前景。

三、复习重点:
1.增强体的种类和增强原理和机制
2.各类复合材料的定义和应用背景
3.复合材料的重要性能,特别是力学性能等
4.传统复合材料的制备工艺方法有哪些?
5.影响复合材料性能的因素以及相应的工艺改进措施等。

6.复合材料的界面效应,纤维拔出效应等。

6.复合材料的发展方向。

7.现代复合材料制备新方法。

复合材料期末复习资料

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。

复合材料期末复习资料

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复合材料期末复习资料复合材料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)。

浸润剂作⽤:(i) 粘结作⽤,使单丝集束成原纱或丝束;(ii) 防⽌纤维表⾯聚集静电荷;(iii)进⼀步加⼯提供所需性能;(iv) 防⽌摩擦、划伤。

复合材料考试复习资料.doc

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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。

复合材料期末复习资料

复合材料期末复习资料

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。

复合材料复习大纲

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。

复合材料课程复习大纲

复合材料课程复习大纲

第一章1.复合材料的定义2.复合材料的特点3.复合材料常见分类4.复合材料的命名方法5.MMC,PMC,CMC6.复合材料的性能7.比强度,比模量(比刚度)第二章1、制备金属基复合材料如何有效选择基体?2、选择金属基体时,如何增强基体与增强物的相容性?3、聚合物基体的主要作用是什么?4、什么是热塑性树脂?什么是热固性树脂?第三章1.增强体的形态类型2.纤维常见增强体:玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、硼纤维3.玻璃纤维的制造步骤,玻璃纤维高强度的机理4.碳纤维晶体结构和主要性能特点,制造工艺2种,工艺流程5.有机纤维分子结构特点和主要性能6.硼纤维准备工艺7.化学气相沉积CVD8. 晶须结构和性能特点,主要分类2种第四章1.界面相2.界面效应3.PMC的界面理论:2个界面浸润和化学键4.MMC界面类型和特点5.MMC界面控制的方法6.偶联剂第五章1.分散强化和颗粒强化原理2.弹性纤维增强复合材料拉伸曲线几个阶段特点3.单向连续纤维增强复合材料的最小体积和临近体积,及其含义4.单向连续纤维增强复合原理:复合定则,公式5.短纤维增强原理6.短纤维的临界长度lc及意义7.物理性能的复合定则第六章1.MMC常见制备工艺2.共晶合金定向凝固法的特点3.MMC合成制备的主要技术问题4.物理相容性和化学相容性5.常见的MMC有哪些类型和特点6.如何提高MMC的化学相容性7.MMC中裂纹钝化机制8.铝基复合材料二次加工方法9.镍基复合材料常见增强体10.Ti MMC特点,化学相容性,解决方法4种11.Cu复合材料的特点,主要增强体12.Mg复合材料的最主要的特点第七章1.玻璃纤维增强热固性塑料(GFRP)2.玻璃钢3.PMC复合材料制品成型工艺特点和步骤4.GFRP三种类型最显著的特点5.高强度、高模量纤维增强塑料第八章陶瓷基复合材料1. 陶瓷基体的化学键特性2. 增强体,增韧体,几何形态上三类3. 晶须,SiC、Al2O3, Si3N4常见三种4. 晶须和颗粒增韧陶瓷性能和特点5. 晶须增韧机制,示意图6. 陶瓷界面类型和特点7. CMC制备工艺:晶须和颗粒增韧陶瓷制备工艺第九章1.C/C 复合材料2.C/C 复合材料主要特点3.C/C 复合材料典型应用4.C/C 复合材料成型技术:坯体(预成型体)制备和基体碳的制备5.基体碳的制备工艺(流程):CVD,CVD碳(热解碳);浸渍-碳化工艺,树脂碳(沥青碳)6.烧蚀现象和烧蚀热。

金属基复合材料复习大纲(完整版)

金属基复合材料复习大纲(完整版)

金属基复合材料复习大纲一.内生增强的金属基复材的特点.答:1.增强体试从金属体中原位形核、长大的热力学稳定相,因此,增强体表面无污染,避免了与基体相容性不良的问题,且界面结合强度高。

2.通过合理选择反应元素(或化合物)的类型、成分及其反应性,可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。

3.省去了增强体单位合成、处理和加入等工序,因此其工艺简单,成本较低。

4.从液态金属基体中原位形成增强体的工艺,可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。

5.在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时,可较大程度地提高材料的强度和弹性模量。

补:外加增强的金属基复材的特点:1.颗粒表面有污染;2.界面结合差;3.润湿性。

二.金属基复材的特点.答:1.高比强度、高比模量;2.导热、导电性能;3.热膨胀系数小,尺寸稳定性好;4.良好的高温性能;5.耐磨性好;6.良好的疲劳性能和断裂韧度;7.不吸潮,不老化,气密性好。

三.增强体的作用.答:传递作用承受力,提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能。

四.金属基复材增强体应有的基本特性.答:1.增强体具有能明显提高金属基体某种所需特性的性能;2.增强体应具有良好的化学稳定性;3.与金属有良好的浸润性。

五.选择增强体的原则.答:1.力学性能:杨氏模量和塑性强度;2.物理性能:密度和热扩散系数;3.几何特性:形貌和尺寸;4.物理化学相容性;5.成本因素。

六.碳纤维制造的过程.答:1.拉丝:可用湿法、干法或者熔融状态三种中任意一种方法进行; 2.牵伸:在室温以上,通常是在100~300℃范围内进行,W.Watt 首先发现结晶定向纤维的拉伸效应,而且这效应控制着最终纤维的模量; 3.稳定:通过400℃加热氧化的方法。

这显著地降低所有的热失重,并因此保证高度石墨化和取得更好的性能。

4.碳化:在1000~2000℃范围内进行; 5.石墨化:在2000~3000℃范围内进行。

复合材料复习资料1.

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

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(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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复合材料学复习纲要————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ复合材料学复习纲要本复习纲要结合课本和老师所给复合材料学思考题内容编写,如有遗漏,敬请学霸指正补充。

第一章绪论复合材料学的定义:复合材料是由两种和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。

(ISO)多种定义的一种。

复合材料相的划分:命名: “增强材料的名称+基体材料”复合材料如玻璃/环氧复合材料分类:复合材料的特点:1.可设计性2.材料与结构的同一性3.发挥复合效应的优越性4.材料性能对复合工艺的依赖性复合材料的基体材料金属基体的选择原则:1.金属基复合材料的使用要求工业集成电路需要高导热率、低膨胀系数和高比强度、比模量等金属基复合材料作为散热元件和基板。

2.金属基复合材料组成特点颗粒增强铝基复合材料一般选用高强度的铝合金为基体,如A3653.基体金属与增强物的相容性铁、镍元素在高温时能促使碳纤维石墨化,破坏了碳纤维的结构,使其丧失了原有的强度(相容性不好)结构复合材料金属基体的分类:轻金属基体、耐热合金基体常用金属基体材料:(<450℃铝基和镁基)、(450℃~700℃钛及钛合金)、(>1000℃镍基、铁基耐热材料和金属间)功能金属基复合材料主要金属基体种类:纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等金属。

常用陶瓷基体分类及常用基体材料:1.氧化物陶瓷氧化铝和氧化锆2.非氧化物陶瓷不含氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物3.玻璃硼硅玻璃、铝硅玻璃、高硅氧玻璃4.玻璃铝锂硅、镁铝硅无机凝胶材料的分类水泥的分类:按化学成分分:硅酸盐系、铝酸盐系、硫铝酸盐系、磷酸盐系按混合分类法分:一般水泥、快硬高强水泥、水工水泥及耐侵蚀水泥、膨胀水泥、油井水泥及耐高温水泥、装饰水泥、地方性水泥硅酸盐水泥生产、组成及硬化机理“两磨一烧”主要由以下四种矿物组成:硅酸三钙( 3CaO·SiO2,C3S)硅酸二钙(2CaO·SiO2,C2S)铝酸三钙(3CaO·AI2O3,C3A)铁铝酸四钙(4CaO·A1203·Fe2O3,C4AF)硬化机理水化和硬化过程,放热反应镁质胶凝材料分类及原料苛性苦土(MgO)主要原料是天然菱镁矿苛性白云石(主要成分是MgO和CaCO3)。

主要原料是天然白云石不饱和聚酯树脂合成原理:性能特点:聚酯树脂的优点:(1)工艺性良好,它能在室温下固化,常压下成型,工艺装置简单,这是与环氧、酚醛树脂相比最突出的优点。

(2)固化后的树脂综合性能良好,但力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂。

(3)它的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:(1)固化时体积收缩率大;(2)耐热性差等。

它很少用作碳纤维复合材料的基体材料,主要用于一般民用工业和生活用品中。

环氧树脂酸酐固化原理固化剂用量计算:酚醛树脂的合成与固化热固性酚醛树脂合成:加成反应、缩聚反应热固性酚醛树脂的固化A. 加热固化(160~250℃)B.酸固化(室温固化)热塑性酚醛树脂的合成与固化常见热塑性塑料的结构和性能特点:(1)聚乙烯(PE)(2)聚丙烯(PP) 拉伸强度、弹性模量及硬度都优于HDPE熔点为165~170℃,不受外力作用150℃也不变形(3)聚氯乙稀(PVC)结晶度在5%以下,软化点为80℃,于130℃开始分解变色,并析出氯化氢。

(4)聚苯乙烯(PS)(5)ABS树脂(1)聚酰胺(PA)、尼龙(2)聚甲醛(POM)(3)聚碳酸酯(PC)(4)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)常见橡胶结构式、性能特点(1)天然橡胶(NR)不饱和烃、非极性橡胶、具有自补强性、良好的综合性能(2)丁苯橡胶(SBR)①丁苯橡胶具有中等的弹性;②丁苯橡胶的强度:不能结晶,非自补强橡胶;③丁苯橡胶的耐磨性优于NR。

(3)顺丁二烯橡胶(BR)优点:①弹性好,通用橡胶中最好的;②滞后损失和生热小,对轮胎有好处③低温性能好,玻璃化温度Tg为-105℃,天然橡胶为-73℃,丁苯橡胶为-60℃。

④较好的耐磨性. 缺点:①拉伸强度和撕裂强度低于NR和SBR。

②抗湿滑性不良,在车速高,路面平滑或湿路面使用轮胎易打滑(4)丁基橡胶(IIR)①气密性,在通用胶中,IIR气密性最好;②高阻尼性,即好的吸震性。

(5)乙丙橡胶(1)乙丙橡胶的耐老化性:优异的耐臭氧老化性,好的耐热老化性能,优秀的耐天候老化性。

(2)优秀的耐化学药品性(3)有卓越的耐水性(4)优异的电绝缘性能,体积电阻比NR和SBR高1~2个数量级。

(6)丁腈橡胶(NBR)(1)NBR的极性与丙烯腈含量市售NBR的丙烯腈含量从15%~35%,随CAN含量增大,分子极性增大,分子间的作用力增大,内聚能密度增大(2)随CAN含量增大,NBR的耐热氧、臭氧、天候等老化性都会提高。

一般的NBR的耐热老化性略比SBR好。

(3)丁腈橡胶的耐油性在通用胶中NBR的耐非极性介质最好。

(7)氯丁橡胶2-氯-1,3-丁二烯CH2=CCl-CH=CH2的乳液聚合物。

(1)氯丁橡胶的反应性低于NR、BR、SBR、NBR等二烯类橡胶(2)氯丁橡胶的力学性能CR比NR容易结晶,有良好的自补强性,再加上它的极性分子间的作用力较大,所以CR的力学性能比较好,与NR对比,未补强的拉伸强度比NR高,补强的则不如NR,综合力学性能还是不如NR好。

(3)具有阻燃性各配合剂的作用:⏹硫化剂是一类将橡胶由线型分子转变为网状大分子的物质,转变过程称为硫化。

⏹促进剂不仅大大地缩短了硫化时间,减少了硫黄用量,降低了硫化温度,节省了能耗,提高了硫黄利用率,而且橡胶的工艺性能和物理机械性能也显著提高。

⏹增塑剂,降低分子链之间的作用力使粉末状配合剂与生胶很好的浸润,从而改善炼胶工艺,使配合剂分散均匀,混炼时间缩短,耗能低,并能减小混炼过程中的生热现象;增加胶料的可塑性、流动性、粘着性,便于压延、挤出和成型等工艺。

第三章增强材料:在复合材料中,凡是能提高基体材料力学性能的物质,均称为增强材料。

增强材料有纤维状增强材料、片状增强材料、颗粒状增强材料玻璃纤维的分类以玻璃原料成分分类:以含碱量来分无碱玻璃纤维(通称E玻纤)纤维强度较高,耐热性和电性能优良,能抗大气侵蚀,化学稳定性也好(但不耐酸),最大的特点是电性能好,因此也把它称做电气玻璃。

中碱玻璃纤维(C玻纤)耐酸性好,但强度不如E玻璃纤维高特种玻璃纤维AR玻璃纤维E-CR玻璃耐水性比无碱玻纤改善7~8倍,耐酸性比中碱玻纤也优越不少D玻璃介电强度好的低介电玻璃纤维以单丝直径分类粗纤维:30μm;初级纤维:20μm;中级纤维:10~20μm;高级纤维:3~10μm(亦称纺织纤维);超细纤维: ≺4μm以纤维外观分类ﻫ有连续纤维,其中有无捻粗纱及有捻粗纱(用于纺织)、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉及磨细纤维等。

以纤维特性分类ﻫﻫ根据纤维本身具有的性能可分为:高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、普通玻璃纤维(指无碱及中碱玻璃纤维)玻璃纤维高强的原因微裂纹理论:玻璃在制造过程中引入许多微裂纹,受力后裂纹尖端应力集中。

当应力达到一定值时,裂纹扩展,玻璃被破坏。

微裂纹尺寸越大,越多,应力集中越严重,导致强度越低。

块状玻璃比玻璃纤维尺寸大,其内部和表面存在微裂纹的概率更大,所以块状玻璃比玻璃纤维的强度低得多。

分子取向理论:玻纤在制备过程中,受到定向牵引力作用,分子排列更规整,所以玻纤强度更大影响玻璃纤维强度的因素:玻纤的拉伸强度随直径变细增加。

玻璃纤维拉伸强度随长度增加显著下降。

玻纤的强度与化学成分关系密切放时间对纤维强度的影响—纤维的老化玻璃纤维织物的品种:玻璃纤维纱、玻璃纤维布、玻璃纤维毡、玻璃纤维带等。

玻璃纤维的制造方法主要有坩埚法和直接熔融法(池窑法)拉丝过程:坩埚法:铂金坩埚是一个小型的电加热玻璃熔窑,用来将玻璃球熔化成玻璃液,然后从铂金坩埚底部漏板的小孔中流出,拉制成玻璃纤维。

拉丝机的机头上套有卷筒,由马达带动作高速转动。

将玻璃纤维端头缠在卷筒上后,由于卷筒的高速转动使玻璃液高速度地从铂金坩埚底部的小漏孔中拉出,并经速冷而成玻璃纤维。

池窑法是将玻璃配合料直接投入窑内熔融、澄清、均化后,经铂铑漏板之漏孔流出,根据制品性能要求,单丝被涂敷不同类型的浸润剂,单丝集束或分槽集束后,被拉丝机卷绕成丝饼与坩埚法相比,池窑法省去了制球及二次熔化的过程。

因此,用池窑法生产玻璃纤维时所消耗的能量,比坩埚法要节约50%左右,其玻璃化学稳定性和热稳定性好,作业稳定,产量高。

浸润剂的作用ﻫ(1)原丝中的纤维不散乱而能相互粘附在一起;(2)防止纤维间的磨损;ﻫ(3)原丝相互间不粘结在一起;(4)便于纺织加工等。

浸润剂的种类常用:石蜡乳剂(纺织型)、聚醋酸乙烯酯(增强型)去除纺织型浸润剂的方法:热处理、溶液洗涤法碳纤维Carbon fiber,CF)是由不完全的石墨结晶沿纤维轴向排列的一种多晶的新型无机非金属材料按原丝种类分:聚丙烯腈基CF,沥青基CF、粘胶基CF按力学性能分类:通用级CF、高性能CF(高强、超高强、高模、超高模)按应用领域分类:商品级CF,宇航级CF按功能分类:导电CF,耐磨CF,耐火CF,活性CF碳纤维的制造方法:气相法、有机纤维碳化法(常用)制造阶段包括:①拉丝②牵伸③预氧化④碳化(乱层石墨结构)⑤石墨化(石墨片层结构)碳纤维的性能特点:1.力学性能强度高(s=1.4~2.5GPa),模量大(E=(2.5~4.6)×102GPa2. 物理性能①密度小(r≈1.5~2.0g/cm3);②耐温性好(250~2000℃);③热膨胀系数(平行纤维轴为负,垂直纤维轴为正);④导电性好;⑤自润滑性3. 化学性能①氧化性(200 ℃以上在空气中氧化)②耐腐蚀性好(耐酸碱、耐水)芳纶的性能特点:力学性能:拉伸强度高、冲击性能好、弹性模量高、断裂伸长在3%左右、抗压性能低、高的比强度与比模量。

芳纶纤维的热稳定性:良好的热稳定性、热膨胀系数具有各向异性芳纶纤维的化学性能:良好的耐介质性能、对紫外线较敏感PPTA的制造过程:第一阶段:对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA);第二阶段:将聚合体溶解在溶剂中再进行纺丝,制成所需要的纤维材料。

处理玻璃纤维表面的作用机制:沃兰:1.沃兰水解2。

玻璃纤维表面吸水,生产羟基3与吸水的玻璃纤维表面反应硅烷:1.有机硅烷水解,生产醇硅2.玻璃纤维表面吸水,生产羟基3.醇硅与吸水的玻璃纤维表面反应碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种陶瓷纤维。

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