树脂基复合材料复习要点
【复合材料概论】复习重点应试宝典
【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。
聚合物基复合材料知识点
复合材料知识点一、绪论1、复合材料定义：①ISO：有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。
②GB：两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料（基体）和粒料纤维或片状材料所组成的一种固体物。
2、复合材料组成：复合材料由基体和增强材料组成。
增强材料是复合材料的主要承力部分，特别是拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能主要由增强材料承担，基体的作用是将增强材料粘合成一个整体，起到均衡应力和传递应力的作用，使增强材料的性能得到充分的发挥，从而产生一种复合效应，使复合材料的性能大大优于单一材料的性能。
3、复合材料的分类：⑴按基体类型分类树脂基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料。
⑵按增强材料类型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、陶瓷纤维复合材料。
⑶按用途不同分类结构复合材料、功能复合材料二、增强材料1、增强材料作用：增强材料是复合材料的主要组成部分，它起着提高树脂基的强度、模量、耐热和耐磨等性能的作用，增强材料还有减小复合材料成型过程中的收缩率，提高制品硬度等作用。
2、作为树脂基复合材料的增强材料应具有的基本特征：⑴应具有能明显提高树脂基体某种所需特性的性能，如高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、低热膨胀性等，以便赋予树脂基体某种所需的特性和综合性能。
⑵应具有良好的化学稳定性。
⑶与树脂有良好的浸润性和适当的界面反应，使增强材料与基体树脂有良好的界面结合。
⑷价廉。
3、微裂纹假说：玻璃的理论强度取决于分子或原子间的吸引力，其理论强度很高，可以达到2000――12000MPa。
但强度的实际测试结果却低很多，这是因为玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等，尺寸不同的微裂纹，因而大大降低了其强度。
微裂纹分布在玻璃或玻璃纤维的整个体积内，但以表面的微裂纹危害最大。
由于微裂纹的存在，玻璃或玻璃纤维在外力的作用下，微裂纹处首先发生应力集中，首先发生破坏。
玻璃纤维比玻璃的强度高很多，是因为玻璃纤维经高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的机会减少；另外，玻璃纤维的断面尺寸小，微裂纹存在的概率也小，故使纤维强度增高。
复合树脂知识总结
复合树脂知识总结引言复合树脂是一种重要的工程材料，具有广泛的应用领域。
它由树脂基体和增强材料组成，具有优越的力学性能、热性能和化学稳定性。
本文将总结复合树脂的基本知识，包括定义、分类、制备方法、应用领域等内容。
定义复合树脂是由树脂基体和增强材料组成的复合材料。
树脂基体一般是有机高分子材料，如热固性树脂（如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等）或热塑性树脂（如聚酰胺、聚酯等）。
增强材料可以是纤维（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等）、颗粒（如陶瓷颗粒、金属颗粒等）或片状材料。
分类根据树脂基体的不同，复合树脂可以分为热固性复合树脂和热塑性复合树脂两类。
热固性复合树脂热固性复合树脂是指树脂基体为热固性树脂的复合材料。
这种复合材料在加热过程中发生化学固化反应，形成硬化结构。
热固性复合树脂具有高强度、高刚度、耐热性好的特点，适用于要求较高力学性能和耐高温性能的领域。
热塑性复合树脂热塑性复合树脂是指树脂基体为热塑性树脂的复合材料。
这种复合材料可以在加热后通过塑性变形改变形状，而不发生化学固化反应。
热塑性复合树脂具有成型性能好、可回收性高的特点，适用于要求成型复杂结构的领域。
制备方法复合树脂的制备方法多种多样，根据增强材料的形式和树脂基体的性质可选择不同的方法。
手工层叠法手工层叠法是最简单的制备复合树脂的方法之一。
首先将树脂涂布在增强材料上，然后将多层涂布好的增强材料层叠在一起，通过加热和压力使树脂固化。
这种方法操作简单，但适用于制备较小规模的复合材料。
注塑成型法注塑成型法是一种常用的制备热塑性复合树脂的方法。
将树脂基体和增强材料混合后，通过注射机将熔融混合物注入模具中进行成型，随后冷却固化。
这种方法可以制备复杂形状的复合材料，并且生产效率较高。
压缩成型法压缩成型法适用于制备热固性复合树脂。
将树脂和增强材料混合后，放入模具中，然后通过加热和压力使其固化。
这种方法制备的复合材料具有良好的力学性能，但成型周期较长。
其他方法除了上述常用的制备方法外，还有其他一些方法，如挤出成型法、喷涂法、旋转成型法等。
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
树脂基复合材料(2)
应力颁布不均匀；
②制件直径大，不易加工。
510 °
4、设备
1）缠绕设备 2）轴芯：轴芯决定制品的最终结构，分为永久性和可移去两 种类型，其用用是： ①支撑树脂未交联的复合材料； ②在树脂交联过程中保持制品不变形；
轴芯的种类
金属轴芯：
金属轴芯分为永久性和可再用型两种，永久性轴芯主要用于 高压容器，材料选用Al、Ti、不锈钢等，许多复合材料都有一 定的透气性，所以需要金属内衬，一般是由两片金属薄片 （1.0~1.3mm)焊在一起制成的。 可重复使用的轴芯是由一个骨架和组装在骨架上的金属片组成， 固体火箭发动机是采用这种轴芯的。 可膨胀轴芯 用橡胶做轴芯，，内部充气体使其达到所需的形状，制备贮
Air Pressure Metering Cylinder Mixing Head Metering Cylinder Vent
Preform
Mold
1、Introduction
树脂转移成型可制备从汽车扶手等小制品，到水处理单元等 大制品，是应用领域非常广泛的一种制备复合材料的加工工 艺。它是把增强材料切成或制成预成型体（Preform）， 放入模腔之中。预成型体放置于合适的位置，以保证模具的 密封。合模后，树脂被注射到模腔之内，流经增强体，把气 体排出，并润湿纤维（增强体），多余的树脂将从排气孔处 排出模腔。之后，树脂在一定的条件下经固化后，取出是到 制品。它与RIM很相似。但它们之间还是有本质的区别。
RTM可使用泡沫芯结构，以增加预成型体的刚性，同时也提 高了三维结构的复杂性，由于RTM的压力低可不致使泡沫芯 发生变形。
一体化是RTM成型的以一大特点，这是其它工艺所不能达到的。 RTM还可放置模内金属嵌入件，所以说RTM具有设计灵活的特 点。
树脂基复合材料简介-2022年学习资料
©传统的聚合物基体是热固性的，-o优点：良好的工艺性-©由于固化前，热固性树脂粘度很低，因而宜于在常温常压 下浸渍纤维，并在较低的温度和压力下固化成型；-©固化后具有良好的耐蚀性和抗蠕变性；-⊙缺点：预浸料需低温冷 且贮存期有限，成型周期长和-材料韧性差。-6
热塑性树脂-。1具有线形或支链结构的有机高分子化合物。特点是预-热软化或熔融而处于可塑性状态，冷却后又变坚 。-2成型利用树脂的熔化、流动，冷却、固化的物理过程-变化来实现的，过程具有可逆性，能够再次加工。-。3聚 状态为晶态和非晶态的混合，结晶度在20%-85%-b-热塑性高聚物模量与-结晶度增大-整责！-温度关系-0 -冻-Tg:玻璃化转变温度，-,GPa-10-Tf:流动温度-Tm:粘流温度-熔点-Tg温度-6
三·树脂基复合材料的制备成型工艺方法-预浸料-预混料-纤维、树脂、添加剂等原料-二步法：降低孔隙-率，提高 匀性-预成型-固化-一步法：工艺简单，-但复合材料中会存-在孔洞，均匀性差-脱模-整修-10
成型工艺主要方法-3-手糊成型-喷射成型-袋压成型-5-缠绕成型-拉挤成型-树脂传递模成型-11
四·树脂基复合材料的应用举例-20世纪60年代美国空军材料研究所将B纤维增强环氧树脂复-合材料命名为先进复 材料-先进树先进树脂基复合材料在军用飞机上的应用20多年来-走过了一条由小到大由弱到强，由少到多，由结构受 到增-加功能的道路。第三代歼击机如法国的Raflae、j-瑞典的JAs一-39,树脂基复合材料用量分别达4 %和30%，第四代歼击机-如美国的F.22和F一35，树脂基复合材料用量分别达24%和-30%以上。F一2 飞机主要应用耐热150℃以上IM7中模量碳纤-维增强韧性BMI复合材料，应用的主要部位包括前、中机身，-机 蒙皮，框，梁，壁板等，成型工艺技术主要为热压罐和-RTM成型。-12
树脂基复合材料课件(四)
4.1 复合材料的结构及复合效应
2. 复合效应——非线性效应
相乘效应—两种具有转换效应的材料复合在一起，即可发生相乘效应， 如将有磁光效应的材料与电磁效应材料复合时，可能会使复 合材料产生电光效应。这种效应可用这样的式子表示： (X/Y)· (Y/Z)=X/Z (X· Y· Z：各种物理参数) 这就是相乘效应的由来。 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 。如结晶的增强纤维可诱导基体结晶或晶型变化。
树脂基复合材料
主要学习的内容：
• 第一章 导论 • 第二章 复合材料的增强原理 • 第三章 树脂基复合材料界面 • 第四章 复合材料的复合效应 • 第五章 树脂基复合材料成型方法
4.1 复合材料的结构及复合效应
1. 结构类型
基体：通常是三维连续物质，即将其它组分相形成整体材料的物质。 分散相：另一个（或几个）以独立的形态分布于整个连续相中的相。
i Vi
（此式即为混合率）
对复合材料而言，属于固有性质的物理量，都应服从混合率。
4.3 复合性质与一般规律
2. 传递性质
• 材料的传递性质是材料在外作用场作用时，表征某通量通过材料阻
力大小的物理量，诸如：导热性质（导热系数）、导电性质（电阻 率）等。 • 该性质本质上表征材料中微粒子的运动状态及通过运动传递能量、 物质的能力。 • 对于复合材料多相体系，由于不同介质的传递性质差异，相结构及 相间边界条件的差异，使传递的路径、速率与均质材料不相同。从 物理角度讲，即使由作用场输入的是一维均匀流，输出的通量仍是 非均匀的杂散流。
4.1 复合材料的结构及复合效应
2. 复合效应——非线性效应
口腔材料学(全)第六章 树脂基复合材料
（二）按操作性能分类
1.流动性(flowable)复合树脂 黏度小,容易充填入小窝洞 固化后弹性模量低，刚性小，V类洞修复 垫底，可以降低粘接界面的应力集中，减 小边缘缝隙, 提高边缘密合性，减少术后 敏感的发生率。
2. 可压实(packable)复合树脂
一般复合树脂用于后牙不易压紧，使形 成邻接点困难, 易粘器械。
微混合填料复合树脂(microhybrid) 大填料(0.2~3um)+超微填料(0.04um)
细混合填料复合树脂
超细混合填料复合树脂
微混合填料复合树脂
纳米混合填料型(nano-hybrid)复合树脂
大填料(0.2~3um)+单分散纳米粒子填料
3. 纳米填料(nanofilled)复合树脂
流动型、复合体
乳牙修复
流动型、复合体
桩核制作
冠核型、后牙复合树脂
暂时性修复
暂时性型
高龋发危险的患者 玻璃离子、复合体
应用技术——牙髓保护
剩余牙本质厚度<1mm，洞底发红 可硬化氢氧化钙水门汀-仅局限于需保护处 再用玻璃离子水门汀(垫底型) 或流动性复合树
脂或复合体垫底。
不可与氧化锌丁香油水门汀直接接触 双组分自凝及双重固化复合树脂不可用金属刀拌
2.颜料
二、固化反应
活性自由基引发的聚合(交联)反应
活性自由基
第二节 复合树脂
一、分类 （一）按无机填料的大小分类 1. 超微填料复合树脂 初级粒子0.04um
次级粒子0.4～0.7μm
预聚合(prepolymerized)填料
超微填料复合树脂
优点：优秀的抛光性和持久性，耐磨 缺点：强度低，聚合收缩大 适合于： a. 非应力承受区(Ⅲ、V洞、前牙贴面) b. 瓷及复合树脂修复体小缺损的修补 c. 覆盖于混合填料复合树脂之上 d. 牙间隙的关闭
复合材料—树脂基复合材料(航空材料)
➢碳纤维发展方向主要有三个： 1）中等模量高强度碳纤雏T800、T1000， 2）高模量碳纤M50J、M60J; 3）工业用廉价碳纤维。
➢增强材料的基本形式有纤维丝束、编织布和针织布。
结构成形工艺
➢ 成形工艺是将原材料转化为结构、将设计的结构图样转变为实物的必经 之路。提高制造技术水平，降低制造成本是扩大复合材料应用的重要措施。 以下主要介绍热固性树脂基碳纤维复合材料结构成形的工艺方法及其技术 特点。
➢树脂基复合材料由树脂基体与增强纤维组成。
1. 热固性树脂基体
1）环氧树脂基体 2）双马来酰亚胺树脂基体 3）聚酰亚胺树脂基体
2. 热塑性树脂基体 树脂转移成形工艺（RTM）用树脂基体 低温低压固化（LTM）树脂基体
增强纤维
➢ 增强纤维是复合材料承载主体，选定纤维品种及其体积含量，即可预估出复 合材料沿纤维方向(纵向)的力学性能。
树脂基复合材料
树脂基复合材料
➢在复合材料结构件成形过程中，树脂基体参与化学反应并固化成形为结构。 其固化工艺决定了结构件成形工艺和制造成本。 ➢树脂基体对纤维起支撑、保护作用并传递载荷。因此，树脂基体性能直接 关系到复合材料的使用温度、压缩性能、横向(90。)性能和剪切性能(包括有碳纤维、芳纶(Kevlar’)、玻璃纤维和硼纤维等。
➢碳纤维由于其性能好、纤维类型和规格多、成本适中等因素，在飞机结构上应 用最广。
➢芳纶性能虽然尚佳，但在湿热环境下性能有明显下降，一般不用作飞机主承力 结构，多与碳纤维混杂使用。
➢玻璃纤维由于模量低，仅用于次要结构(整流罩、舱内装饰结构等)，但其电性 能、透波性适宜制作雷达罩等。
2-2树脂基复合材料
实惠的替代品
热固性复合材料的结构有着很长的生命周期，许 多20世纪50年代复合材料制造的结构现在仍在使 20世纪50年代复合材料制造的结构现在仍在使 用。除此之外，复合材料还有维护要求低的特性。 复合材料通过部件合并削减了实际制造成本。用 金属制造时，复杂的设计可能需要用到各种各样 的组装部件。而这些部件往往要由一整套的高级 模子或昂贵的冲压模具做出来，然后才能组装成 制成品。但是采用团状模塑料 (BMC) 和片状模塑 料 (SMC)的话，再复杂的部件也可能只需要一个 (SMC)的话，再复杂的部件也可能只需要一个 部件就一次过完成了。简化的过程意味着更快、 更便宜的生产，和更少的二次作业
树脂基复合材料
高聚物
（1）对高聚物的要求 （2）热固性高聚物 热固性高聚物 （3）热塑性高聚物 （4）增强材料与表面处理
热塑性复合材料
（1）热塑性复合材料的分类及特性 （2）热塑性复合材料成型工艺理论基础
（1）对高聚物的要求 高聚物在高分子复合材料中是不可缺少的 部分，从数量上看，高聚物可以是主要成 分（如以二硫化钼填充的尼龙，较少量玻 璃纤维增强的不饱和聚酯树脂等）也可以 是次要成份。（如以高聚物粘合的层压木 板，夹层安全玻璃等）。但不论是主要或 次要成份。高聚物的综合性质都对材料综 合性能有重大的影响。
(5)电性能 CM的电性能取决于树脂基体和增强材料的性能，其 电性能可以根据使用要求进行设计。 热塑性CM具有良好的介电性能，优于热固性CM，不 受电磁作用，不反射无线电波。 (6)加工性能 热塑性CM的工艺性能优于热固性CM，它可以多次成 型，废料可回收利用等。
2.2 热塑性复合材料成型工艺理论基础
（4）增强材料与表面处理 增强材料是复合材料的主要承力部分，在玻璃 纤维作为增强材料的复合材料中，玻璃纤维则是 它的主要承力组分，它的作用除了减少整体收缩， 提高材料的力学强度和弹性模量外，还可以提高 材料的热变形温度和冲击强度，尤其是材料的拉 伸强度提高的更为明鲜。 碳纤维也是复合材料的重要增强材料，它在高 性能复合材料中的应用日趋扩大，碳纤维与玻璃 纤维相比，其增强效果主要是它的较大刚性与耐 腐蚀性。
02-4树脂基复合材料(3)
按平面投影形状分类
正六边形
菱形
矩形
正弦曲线形
有加强带的六边形
3）波板夹层结构
波板夹层结构的夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸 基波纹板和棉布波纹板)。 特点：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品， 质量轻、刚度大。
1-玻璃钢面层 4-玻璃钢波纹板
4）圆环形夹层结构
特点：芯材料耗量少，强度较高，平板受力 无方向性，适宜做采光用的透明玻璃钢夹层结 构板材
最初SMC产品用于电器和工业产品上，经 过20年的发展（仪器设备、微量添加剂、新型 人催化剂）在20世纪70年代早期，SMC产品 开始用于汽车外部壳体组件、 仪表板、引擎罩 等；20世纪70年代中期，由于出现了高强型 SMC材料，一些结构材料也使用SMC制品， 如汽车的减震器、保险杆等。在交通运输领域 SMC制品的用量最大，其它领域如洗衣机、电 冰箱、家具等也大量作用SMC制品。
轻质夹芯
高强度面层
1、夹层结构复合材料发展概况
最早的夹层结构：英国海耳教授用夹层结构制造的飞 机 机 翼 ， 其 外 层 是 桃 芯 木 ， 夹 芯 是 巴 萨 木 （ 1943 年）； 第二次世界大战以来，夹层结构在军事、航空工业中 得到发展。目前已在飞机，船舶，车辆，建筑，轻工， 交通运输等多个领域广泛应用。
重钙 60μ
12％
重钙 44μ
15％
触变性： 当物料受外力作用时，粘度显著下降，而当 外力消除时粘度又逐渐恢复的特性。
不宜选用触变效应高的填料,（易使树脂、纤维分离）。
综上，选择填料时应考虑：
（1）比重低 ; （2）吸油值低; （3）不易腐蚀; （4）成本低; （5）易分散，不要求均一粒径; （6）无杂质，色泽洁白； （7）满足制品性能要求。
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。
第三章 树脂基复合材料
基体的选用原则：
1）能够满足产品的性能要求。 使用温度、强度、刚度、耐药品性、耐腐蚀性等。 高拉伸(或剪切)模量、高拉伸强度、高断裂韧性的 基体有利于提高FRP力学性能。 2) 对纤维具有良好的浸润性和粘接力。 3) 容易操作，如要求胶液具有足够长的适用期、预浸 料 具有足够长的贮存期、固化收缩小等。 4) 低毒性、低刺激性。 5) 价格合理。
传统的聚合物基体是热固性的， 优点：良好的工艺性 由于固化前，热固性树脂粘度很低，因而宜于 在常温常压下浸渍纤维，并在较低的温度和压力下 固化成型； 固化后具有良好的耐蚀性和抗蠕变性； 缺点是预浸料需低温冷藏且贮存期有限，成 型周期长和材料韧性差。
热塑性树脂：
1）具有线形或支链结构的有机高分子化合物。特点是 预热软化或熔融而处于可塑性状态，冷却后又变坚 硬。 2）成型利用树脂的熔化、流动，冷却、固化的物理过 程变化来实现的，过程具有可逆性，能够再次加工。 3）聚集状态为晶态和非晶态的混合，结晶度在（20%85%）。
热塑性聚合物基复合材料的成型
• 热塑性树脂的熔融需要在其熔点或粘流温度，且 熔体的粘度大，流动性差。成型过程需要高温高 压，成型周期短于热固性树脂。 • 从原理上讲，用于热固性树脂的的成型技术大多 数也适用于热塑性树脂，但是所需辅助材料和加 工过程则有较大的区别。
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热塑性聚合物基复合材料的成型
非晶
热塑性高聚物模量 与温度关系
半结晶
Tg:玻璃化转变温度， Tf:流动温度 Tm:粘流温度（熔点）
热塑性基体的最重要优点是其高断裂韧性(高断 裂应变和高冲击强度)，这使得FRP具有更高的损伤 容限。 还具有预浸料不需冷藏且贮存期无限、成型 周期短、可再成型、易于修补、废品及边角料可 再生利用等优点。
02-5树脂基复合材料(4)
1、Introduction
反应注射成型是把单体注射到模具之中，在模具之中 完成聚合反应的工艺过程。
其特点是：快速混合两种或两种以上能发生反应的化 合物，其注射温度和注射压力都很低。
与注射成型不同之处是：注射成型的原料采用已完成 聚合反应的聚合物，而反应注射成型则采用单体为原 料。
5、RRIM中使用的纤维与填料
1） 短切玻璃纤维（short Glass Fibers，＜4mm) 2）小的玻璃片（Small Glass Flake)
短纤维的长度虽然很短（0.2~0.4mm）但长径比仍很大，它在 流动过程中，会出现取向现象，对于细长制品，这种取向不会 造成什么影响，但对于大的平面制品，由于收缩和线性热膨胀 系数（CLTE：Coefficient of Linear Thermal Expansion) 不同， 可能制成变形，解决加法是用玻璃片做为增强体。
缠绕成型的特点：
1）由于可以按照承力要求确定纤维的方向、层次、数量 可实现 强度的设计 2）纤维伸直和按规律排列的整齐性和精确度高于任何其 它成型方 法，制品能充分发挥纤维的强度，因此比强度 和比刚度均高。 3）玻璃钢压力容器比钢质减重40~60%。 4）生产效率高可成型各种尺寸的制品； 5）设备投资大； 6）不能生产凹形制品；
2090 °
2）环状缠绕
8590 °
3）平面缠绕（极向缠绕）
纤维在一平面内运动（旋转），同时轴芯也在旋转，形成±β 夹角的多层纤维，与螺旋缠绕相比较，纤维与轴芯的夹角必须 小于20°一般为5~15 ° 火箭发动机壳体是最大的单向缠绕制品，其直径0.9m，长3m 多数平面缠绕制件的 L/D＝2：1 它的优点是：能快速制备 L/D＜2的制件； 其缺点是： ① 应力颁布不均匀；
掌握树脂基复合材料的润湿理论_2022年学习资料
4、复合体系的界面结合特性-本章将介绍复合材料的结合特性。-4.1复合材料界面形成过程-复合材料中，增强体 基体间最终界面的获得，一般分-为两个阶段：-1、基体与增强体在一种组分为液态（或粘流态）时发生接触-或润湿 过程，或是两种组分在一定条件下均呈液态（或粘-流态的分散接触马以熙：也可以是两种固态组分在-分散情况1、润 过程；-及化学变化形成结合并看-作为一种-2、固化过程。-过程是增强体与基体形成-紧密的接r-的必要条件。 2、液态（粘流态）组分的固化过程。要形成复合材料增强体-与基体间稳定的界百结合，不论是何种材料（金属、非金 、-聚合物均必须通过物理或化学的固化过程（凝固或化学反-应固化
4.3非树脂基复合材料的基体及界面结构-4.3.1晶态非树脂基基体的结构特性-对金属基及无机非金属基复合材 ，界面往往是指增-强体与基体接触区间中化学成分有显著变化、彼此构成结-合、能传递载荷作用的区域。-4.3. .1晶格的周期性
a-b-a简单立方体-b简单单斜立方体-x+la+mb-c-d-c晶格原胞-d二维Bravais格子-图4 3晶胞结构
4.2.2树脂基复合材料的界面结合理论-4.2.2.1润湿理论-指出：要使树脂对增强体紧密接触，就必须使树 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 结合与润湿吸附-优点：解释了增强体表面粗-注意：单纯以两者润湿好-与基体树脂界面结合力的事实。-坏来判定增 体与树脂的-不足：a、不能解释施用偶联-粘结效果是不全面的。-面粘结强度提高的现象。-b、证明偶联剂在玻璃 线后界面上的偶联效-果一定有部分（或者是主要的）不是由界面的物理吸附所提-供，而是存在着更为本质的因素在起 用。
树脂基复合材料复习要点
1.功能复合材料主要由功能体和基体组成，或由两种(或两种以上)的功能体组成。
2.材料在复合后所得的复合材料，依据其产生复合效应的特征，可分为线性效应和非线性效应。
3.燃烧过程，大致分为五个不同的阶段：（1）加热阶段；（2）降解阶段；(3)分解阶段；（4）点燃阶段；（5）燃烧阶段。
4.氧指数（OI)愈高，表示燃烧愈难。
当OI<22时，为易燃性塑料；当OI在22—27之间时，为自熄性塑料；当OI > 27时，为难燃塑料5.在美国UL-94防火标准中，塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-O逐级递增。
6.阻燃机理有多种：保护膜机理、不燃性气体机理、冷却机理、终止链锁反应机理、协同作用体系。
7.非金属材料的腐蚀类型按腐蚀机理分类①物理腐蚀②化学腐蚀③大气老化④环境应力开裂8.为了弄清材料的腐蚀机理，进一步对其寿命进行预测，对其进行的实验以试验场所划分，可分为现场试验及实验里试验。
9.摩阻复合材料一般由增强体、摩擦功能调节体与基体等构成，各组分在摩擦材料中的作用是不同的。
10.列举三种常见的水溶性高分子聚合物：聚乙二醇、聚乙吡咯烷酮、聚乙烯。
11.防辐射服是利用服饰内金属纤维构成的环路产生感生电流，有感生电流产生反向电磁场进行屏蔽。
12.吸波材料之所以能够吸收进入材料内部的电磁波主要是由于电磁波在材料内部产生电损耗或磁损耗而使电磁波的电磁性能转化为其他形式的能量散失掉，从而达到减少反射的目的。
13.电损耗介质的吸波机理主要是松弛极化、磁性介质在交变磁场的作用下产生能量损耗的机制有：①磁滞损耗②涡流损耗③剩磁效应④磁共振。
14.密封材料的耐磨性通常以磨损率的倒数来表示。
15.影响玻璃钢透光率的主要因素：玻璃纤维和粘结剂的折射指数；玻璃纤维和粘结剂的光吸收系数；玻璃纤维的直径及其在玻璃钢中的体积含量。
16.阻尼特性可以通过对数衰减率δ与阻尼因子η两种方式来描述。
17.复合材料用于装甲防护主要有两种形式，即单纯的纤维织物和复合材料层合板。
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1.功能复合材料主要由功能体和基体组成，或由两种(或两种以上)的功能体组成。
2.材料在复合后所得的复合材料，依据其产生复合效应的特征，可分为线性效应和非线性效应。
3.燃烧过程，大致分为五个不同的阶段：（1）加热阶段；（2）降解阶段；(3)分解阶段；（4）点燃阶段；（5）燃烧阶段。
4.氧指数（OI)愈高，表示燃烧愈难。
当OI<22时，为易燃性塑料；当OI在22—27之间时，为自熄性塑料；当OI > 27时，为难燃塑料
5.在美国UL-94防火标准中，塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-O逐级递增。
6.阻燃机理有多种：保护膜机理、不燃性气体机理、冷却机理、终止链锁反应机理、协同作用体系。
7.非金属材料的腐蚀类型按腐蚀机理分类①物理腐蚀②化学腐蚀③大气老化④环境应力开裂
8.为了弄清材料的腐蚀机理，进一步对其寿命进行预测，对其进行的实验以试验场所划分，可分为现场试验及实验里试验。
9.摩阻复合材料一般由增强体、摩擦功能调节体与基体等构成，各组分在摩擦材料中的作用是不同的。
10.列举三种常见的水溶性高分子聚合物：聚乙二醇、聚乙吡咯烷酮、聚乙烯。
11.防辐射服是利用服饰内金属纤维构成的环路产生感生电流，有感生电流产生反向电磁场进行屏蔽。
12.吸波材料之所以能够吸收进入材料内部的电磁波主要是由于电磁波在材料内部产生电损耗或磁损耗而使电磁波的电磁性能转化为其他形式的能量散失掉，从而达到减少反射的目的。
13.电损耗介质的吸波机理主要是松弛极化、磁性介质在交变磁场的作用下产生能量损耗的机制有：①磁滞损耗②涡流损耗③剩磁效应④磁共振。
14.密封材料的耐磨性通常以磨损率的倒数来表示。
15.影响玻璃钢透光率的主要因素：玻璃纤维和粘结剂的折射指数；玻璃纤维和粘结剂的光吸收系数；玻璃纤维的直径及其在玻璃钢中的体积含量。
16.阻尼特性可以通过对数衰减率δ与阻尼因子η两种方式来描述。
17.复合材料用于装甲防护主要有两种形式，即单纯的纤维织物和复合材料层合板。
18.防弹复合材料所用的纤维通常为玻璃纤维、尼龙纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维，最近开发出具有目前最高强度的聚苯并噁唑（PBO）纤维。
19.理想的树脂基体应具有耐高温、高韧性、高强度、低模量等性能，以及低成本。
常用的树脂基体有：( )、( )、低密度聚乙烯、交联聚异戊二烯、聚丙烯等。
20.抗辐射聚合物基体一般在分子主链上具有多重环，如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚砜、聚醚醚酮树脂等均具有良好的耐辐射性。
21.功能复合材料：除力以外而提供其它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、热学性能、声学性能以及摩擦、阻尼等性能。
22.高分子纳米复合材料：是由各种纳米单元和高分子复合而成的一种新型复合材料，其中纳米单元按化学成分分为金属陶瓷高分子和无机非金属。
23.燃烧氧指数：指试样像蜡烛状持续燃烧时，在氮-氧混合气流中所必须的最低氧含量。
24.摩擦复合材料：指应用于摩擦场，能够提供高摩擦或低摩擦的复合材料。
25.复合型导电高分子：是由导电性材料与非导电的高分子材料复合而成的一种复合材料
26.吸波材料：将电磁波转换为其他形式的能量（如机械能、电能和热能）而消耗掉的材料。
27.阻尼功能复合材料：指具有把振动能吸收并转化成其他形式的能量而消耗，从而减小机械振动和降低噪声功能的一种复合材料。
28.防弹复合材料：指主要为阻挡弹丸、弹片和射流等的侵彻而设计制造的一类复合材料。
29.线性衰减系数μ：单位体积原子的截面之和称为宏观基面，又称衰减系数μ。
30.抗辐射复合材料：能在高强度的辐射照射环境中长时间使用的复合材料。
31.高分子纳米复合材料的制备方法有多种多样，从高分子纳米复合材料的形成过程大致可以将制备方法归为四大类，请说明之？
答：（1）纳米单元和高分子直接共混
（2）在高分子基体中原位生成纳米单元
（3）在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子
（4）纳米单元和高分子同时生成
32.试述磷系、卤系、铝系、硼系、锑系阻燃剂的阻燃机理。
答：磷系：阻燃机理是协同作用、保护膜机理。
在燃烧温度下可使材料表面脱水炭化，形成一层多孔性隔热焦炭层，从而阻止热的传导而起阻燃作用。
卤系：阻燃机理是终止链锁反应机理。
由于它在燃烧温度下分解产生卤化氢HX，而HX能捕获高能量的HO·游离基，并生产X·和H2O，同时X·与聚合物分子反应生成HX，又可用来捕获HO·，如此循环下去，即可将HO·促成的链锁反应切断，这就终止了烃的燃烧，达到阻燃的目的。
铝系：阻燃机理是冷却机理。
阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化，吸收潜热或发生吸热反应，大量消耗掉热量，从而阻止燃烧继续进行。
硼系：阻燃机理是保护膜机理、不燃性气体机理。
在燃烧温度下分解成为不挥发、不氧化的玻璃状薄膜，覆盖在材料的表面上，可隔离空气(或氧)，且能使热量反射出去或具有低的导热系数，从而达到阻燃的目的。
锑系：阻燃机理是协同作用、不燃性气体机理。
生成的气体能长时间停留在燃烧区内稀释可燃性气体，隔绝空气，起到阻燃作用；其次，它能捕获燃烧性的游离基H·，HO·，CH3·等，起到抑制火焰作用。
33.树脂基复合材料的腐蚀原理？
答：
34选择阻摩材料基体的要点是什么？
答：（1）合适的模量以保证在摩擦时有大的实际接触面积，并使摩擦对偶工作稳定；
（2）足够高的热分解强度，以防止引起严重的“热衰退”现象；
（3）分解后的残余物质要有一定的摩擦性能；
（4）与纤维要有优良的浸润性、高的粘附强度；
（5）良好的成型加工性能。
35.试述光能复合材料的种类，作用机理及应用情况？
答;
种类作用效应、机理应用实例
透光功能复合材料反射、散射、折射农用温室顶板光传导复合材料光传递光纤传感材料发光复合材料能量转换荧光显示板光致变色复合材料光化学变色眼镜
感光复合材料光化学光刻胶。