无机非金属复合材料概述(概念、复合理论、常见体系等)
无机非金属材料的定义
无机非金属材料的定义无机非金属材料，也称非金属，是指不含金属元素作为基本组分的材料。
无机非金属材料的主要特点是由非金属原子组成的晶体和多种化合物，其物理性质介于金属和非金属之间，如磷、硅、氮和碳等。
无机非金属材料大致可以分为奥氏体钢、非晶硅、碳素材料和特殊材料等几类，常见的无机非金属材料有搪玻璃、陶瓷、氧化物、化学材料和合成石英等。
奥氏体钢是无机非金属材料中最常用的材料，它是一种氧化铁，是由氧原子和铁原子，其余部分由碳原子组成的复合材料。
它有良好的热力学性质和电学性质，容易制成非晶状态的棱柱，有高的抗腐蚀性、高的硬度，导电性和热导性较高，能够耐热和耐冲击，也具有一定的机械性能和高抗磨损性。
非晶硅属于无机非金属晶体材料，是一种典型的半导体材料，由硅原子和氧原子组成，它有很高的热稳定性，耐晒和耐酸碱腐蚀性，适合用作电子元件的基材、密封垫片等，在航空、航天和国防领域中有广泛应用，也用于半导体器件的制造。
碳素材料指的是由碳原子组装的无机非金属材料。
它具有良好的机械性能和耐火性能，可以用来制造各种微电子设备和低频电子设备，还可以用来制造电池和磁性材料，也可用于制造重要的无机结构部件。
石墨是常见的无机非金属材料之一，它是由高纯度的碳原子组成，有优良的抗热冲击性，具备良好的高温抗氧化性，可以用作动力发电机、电动机等电机的内层保护层材料。
石墨也被用于高温润滑剂的制备，用于制造机械零件的密封材料。
它还可以用作炉壁的耐火材料，用于制造航空航天电子器件、三相变压器的绝缘套件等。
特殊材料是指合成的石英及其它的复杂的无机非金属材料，比如金刚石和碳化物、二氧化碳复合体，玻璃纤维、陶搪玻璃、釉陶、镶嵌物等。
它们具有优良的电子特性、机械性能和化学稳定性，应用于太阳能电池、半导体器件、热电偶灯等电子产品的制造。
Inorganic nonmetallic materials, also known as nonmetals, refer tomaterials which are not composed of metallic elements as the basic components. The main characteristics of inorganic nonmetallic materials are crystals and various compounds composed of nonmetal atoms, with physical properties between metals and nonmetals, such as phosphorus, silicon, nitrogen and carbon, etc. Inorganic nonmetal materials can be divided into several categories such as austenite steel, amorphous silicon, carbon materials and special materials,and common inorganic nonmetallic materials include enamel, ceramics, oxides, chemical materials and synthetic quartz, etc.。
无机非金属基复合材料
由两种或两种以上性质不同的物质或材料组合在一起制成的新材料，
统称为复合材料。以无机非金属作为基体添加增强材料的复合材料称为
无机非金属基复合材料。通过适当的方法，将不同材料加以组合、取长
补短，集各种材料优点于一身，可得到兼具各种特性的新材料，这就是
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无机非金属基复合材料与复合技术迅速发展的根本原因。
无机非金属基复合材料的应用有悠久的历史，例如在石灰浆中掺入 麻绳或其他纤维用作涂墙的材料；用钢筋、水泥、砂子、石块制成 钢筋混凝土等都是。 复合材料有很大的优越性。第一，它改善或克服组成材料的弱点， 可充分发挥它们的优点；第二，它可按照构件的结构和受力要求， 进行材料的最佳设计；第三，它创造了单一材料不易具备的性质或 功能，或同时可发挥多种功能。因此，作为制造新型材料的方法， 已广泛用于国防尖端技术，工农业生产和生活用品中。 所有的复合材料都有两大组分：一是基体材料，起粘结剂的作用； 另一是增强材料，以不同的形式分散于基体材料中，起增加强度 （或韧性）的作用。这两大组分均可是金属，陶瓷和高聚物中的任 意两种或多种组分，因此复合材料的范围是十分广阔的。
无机非金属材料
Na2O
==
高温
Na2SiO3
SiO2 + CaO == CaSiO3
②与碳酸盐反应:
高温
SiO2 + Na2CO3 == Na2SiO3 +CO2 ↑
高温
SiO2 + CaCO3 == CaSiO3 +CO2 ↑
工业生产玻璃原理
2. 二氧化硅
⑶ 化学性质：
③与HF反应 ——唯一能与SiO2反应的酸 SiO2 + 4HF = SiF4↑+2H2O 实验室用塑料瓶存放氢氟酸。
用途：刻蚀玻璃
在玻璃表面涂上一层石蜡
在石蜡上雕刻出花纹，向挖 空部分加少量氢氟酸
洗掉酸并去掉石蜡
⑷ SiO2用途： 光导纤维、石英坩埚、建筑材料、电器部件
光导纤维的通信容量大， 抗干扰性能好，传输的信 号不易衰减，能有效提高 通信效率。
思考与交流
1、保存NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不 用玻璃塞？
(4)常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体的物质是 硅胶 。
8、如何以SiO2为主要原料制取硅酸 ?
SiO2
Na2SiO3
H2SiO3
SiO2 ＋2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl
粗硅制取： SiO2+2C =18=0=0~=2=00=0=℃= Si+2CO↑
粗硅提纯： Si+3HCl =30=0=℃= SiHCl3+H2↑ SiHCl3+H2 1=1=00=℃= Si+3HCl
2. 二氧化硅
结晶形：石英、水晶、玛瑙、沙子
⑴ 存在形式 无定形：硅藻土
无机非金属材料概论
无机非金属材料概论无机非金属材料（inorganicnonmetallicmaterials）是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。
无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
常见种类二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷。
成分结构在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。
具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。
这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。
应用领域无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一个统一而完善的分类方法。
通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类。
传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。
如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。
它们产量大，用途广。
其他产品,如搪瓷、磨料（碳化硅、氧化铝）、铸石（辉绿岩、玄武岩等）、碳素材料、非金属矿（石棉、云母、大理石等）也都属于传统的无机非金属材料。
新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。
它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
主要有先进陶瓷（advancedceramics）、非晶态材料（noncrystalmaterial〉、人工晶体（artificialcrys-tal〉、无机涂层（inorganiccoating）、无机纤维（inorganicfibre〉分类传统陶瓷：其中，瓷是粉体的致密烧结体，较之较早的陶，其气孔率明显降低，致密度升高。
材料科学概论第四章无机非金属材料.
2. 玻璃相 玻璃相是陶瓷材料中原子不规则的组成部分，其 结构如同玻璃。 (1) 玻璃相作用 ① 粘连晶体相，填充晶体相间空隙，提高材料 致密度； ② 降低烧成温度，加快烧结； ③ 阻止晶体转变，抑制其长大； ④ 获得透光性等玻璃特性； 但是，对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热耐 火性等不利。因此，不能成为陶瓷的主导组成部分， 一般含量在20%-40%。
总结
陶瓷材料具有高耐热性、高化学稳定性、高
的硬度和良好的抗压能力。 但脆性很高，温度急变抗力很低，抗拉性能 差。
4.2 普通陶瓷材料
生 产 工 艺 过 程
烧结过程：目的是通过一系列物理化学变化，
去除坯内所含有溶剂、黏结剂、塑化剂等，减少 坯体中的气孔，增强颗粒间的结合强度。
蒸发阶段（室温-300℃）：脱水 氧化物分解和晶型转化阶段（300-950℃）：发 生物理化学反应，包括黏土脱水；有机物、无 机物氧化；碳酸盐等分解；石英的晶型转变。 玻化成瓷期（950℃-烧成温度）：烧成阶段 冷却阶段（烧成温度-室温）
三、陶瓷材料的相组成及其结构
陶瓷包括三种相： 晶体相、玻璃、气相
1. 晶体相 是陶瓷的主要组成相。有硅酸盐、氧化物和 非氧化合物等。其结构、形态。数量及分布决定 陶瓷的主要性能和应用。 (1) 硅酸盐 陶瓷常为多晶，可分为主晶相、次晶相及第 是普通陶瓷的主要原料，结合键为离子键与 三相，陶瓷的性能主要取决于主晶相。 共价键的混合键。 构成硅酸盐的基本单元是硅氧四面体。
陶器
陶器
陶器
元代
一、陶瓷材料的分类
唐山骨质瓷茶器
建筑卫生陶瓷
电瓷
二、陶瓷材料的结合键
离子键特点：结合力是正、负离子间的 静电作用力，没有方向性。离子晶体强度高、 硬度高、熔点高，但是脆性大、无延展性， 受热膨胀小，且完整晶体多为透明。 共价键特点：结合力很大，具有方向性 和饱和性。共价晶体强度高、硬度高、熔点 高、但是脆性大、无延展性，受热膨胀小。
无机非金属材料
20世纪中期以后,随着微电子、航天、能源、计算机、激 光、通信、光电子、传感、红外、生物医学和环境保护等新技 术的兴起,对材料提出了愈来愈高的要求,促进了性能更为优良 及有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂层、 磨料等制品的飞速发展。它们在化学组成上远远超出了硅酸 盐化合物的范围,而是扩展到了其他氧化物、氮化物、硼化物、 碳化物、硫系化合物和铁酸盐、铝酸盐、磷酸盐等,以至几乎 一切无机化合物。
茅草屋
用石头砌起来的石屋
用水泥、砖等盖的住宅
高楼大厦
以上图片说明这样一个事实，即在人类 社会发展的过程中，大自然馈赠与人类的材 料(如泥土、木材、石头等)，已远远不能满足 人类社会发展的需求。为了人类自身发展的 需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自 己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、 创造着各种各样的新材料，以满足人类物质 文明和科学技术不断发展的需要。 人类使用和制造材料有着悠久的历史，从 制造出第一种材料——陶开始，发展到今天， 材料的品种越来越多，琳琅满目的各种材料 组成了一个庞大的材料家族。
（1）从远古旧石器时代的石器工具,原始部落所制作的粗陶器,中国商 代开始出现的原始瓷器和上釉的彩陶,东汉时期的青瓷,经过唐、宋、元、 明、清各历史时期的不断发展,已达到相当高的技术和艺术水平,并成为中 华民族的瑰宝。
无机非金属材料
无机非金属材料无机非金属材料是指不含金属元素的材料，主要包括陶瓷材料、聚合物材料、复合材料和玻璃材料等。
这些材料具有许多优秀的性能和广泛的应用领域。
首先是陶瓷材料。
陶瓷材料通常由金属氧化物、硅酸盐、氮化物和碳化物等组成，具有高硬度、高耐磨和高耐高温等特点。
在航空航天、汽车和电子领域中广泛应用。
例如，陶瓷涂层可以用于提高汽车发动机的工作效率。
此外，陶瓷材料还用于制造高温炉、储能器和生物医学设备等。
其次是聚合物材料。
聚合物材料是由化学合成或天然材料制备而成，具有轻质、低成本和可塑性强的特点。
聚合物材料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子产品和医疗器械等领域。
例如，聚合物泡沫材料可以用于包装物的缓冲和隔热。
同时，聚合物复合材料也可以制成轻质高强度的结构材料。
再次是复合材料。
复合材料是由两种或多种不同材料通过物理或化学方法组合在一起而得到的材料。
复合材料具有高强度、耐腐蚀性和轻质等特点。
常见的复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和陶瓷基复合材料等。
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑和体育器材等领域。
例如，航空航天器的结构大部分采用碳纤维复合材料制造，以提高耐久性和减轻重量。
最后是玻璃材料。
玻璃材料是通过将石英砂、石灰石和碱等材料熔融而得到的无定形材料。
玻璃具有高透明度、耐腐蚀性和良好的绝缘性能等特点。
广泛应用于建筑、光学、电子和电信等领域。
例如，建筑领域中的玻璃可以用于制作窗户、墙壁和玻璃幕墙，以提高建筑的采光和美观性。
总之，无机非金属材料具有多种优秀的性能和广泛的应用领域。
无机非金属材料的应用将推动科技的发展和社会的进步。
无机非金属材料学
无机非金属材料学无机非金属材料学是材料科学的一个重要分支，它研究的是无机非金属材料的性质、结构、制备和应用等方面的知识。
无机非金属材料是一类不含金属元素的材料，主要包括陶瓷、玻璃、聚合物等。
在现代工业生产和科学研究中，无机非金属材料具有广泛的应用，例如在建筑、电子、化工、医药等领域都有重要的作用。
本文将对无机非金属材料学进行简要介绍，包括其基本概念、分类、性质和应用等方面的内容。
无机非金属材料是指不含金属元素的材料，主要包括陶瓷、玻璃、聚合物等。
这些材料通常具有硬度高、抗腐蚀性好、绝缘性能优异等特点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
在这些材料中，陶瓷是一类由金属和非金属元素组成的化合物，具有高温稳定性和硬度高的特点，常用于制作陶瓷器、瓷砖、陶瓷刀具等；玻璃是一类非晶态的无机非金属材料，具有透明、硬度高、化学稳定性好等特点，被广泛应用于建筑、玻璃器皿等领域；聚合物是一类由重复单元组成的大分子化合物，具有轻质、柔韧、绝缘性好等特点，常用于制作塑料制品、橡胶制品等。
无机非金属材料的性质主要包括物理性质、化学性质和力学性质等方面。
物理性质是指材料在外部作用下所表现出来的性质，如密度、热导率、电导率等；化学性质是指材料在化学反应中所表现出来的性质，如抗腐蚀性、化学稳定性等；力学性质是指材料在受力作用下所表现出来的性质，如硬度、强度、韧性等。
这些性质决定了材料的适用范围和使用性能，对于材料的制备和应用具有重要的指导意义。
无机非金属材料在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
在建筑领域，陶瓷、玻璃等材料常用于制作建筑材料，如砖瓦、玻璃幕墙等；在电子领域，无机非金属材料常用于制作电子元器件，如陶瓷电容器、玻璃基板等；在化工领域，这些材料常用于制作化工设备，如化工管道、反应釜等；在医药领域，这些材料常用于制作医疗器械，如陶瓷牙齿、玻璃药瓶等。
可以说，无机非金属材料在现代社会的各个领域都发挥着重要的作用，对于推动社会的发展和进步具有不可替代的作用。
无机非金属材料知识点总结
无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指那些由非金属元素组成的材料。
与有机材料相比，无机非金属材料具有独特的性质和广泛的应用领域。
本文将对无机非金属材料的知识点进行总结。
一、常见的无机非金属材料及其性质1. 硅(Si)：硅是地壳中最丰富的元素之一，常见的硅材料有硅石、石英等。
硅具有高熔点、高硬度、耐酸碱等性质，广泛用于电子、光学、建筑等领域。
2. 氧化物：氧化物是由氧元素和其他非金属元素组成的化合物。
常见的氧化物有氧化铝、氧化锌等。
氧化物具有高熔点、高硬度、绝缘性等性质，被广泛应用于陶瓷、涂料、电子器件等领域。
3. 硝酸盐：硝酸盐是由金属离子和硝酸根离子组成的化合物。
常见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸铜等。
硝酸盐具有较高的溶解度、较好的导电性和光学性质，被广泛应用于化肥、炸药、玻璃等领域。
4. 硫化物：硫化物是由硫元素和其他非金属元素组成的化合物。
常见的硫化物有硫化镉、硫化铜等。
硫化物具有较低的熔点、良好的导电性和磁性，被广泛应用于电池、光电子器件等领域。
二、无机非金属材料的应用领域1. 电子领域：无机非金属材料在电子领域具有重要的应用价值。
硅材料在集成电路和太阳能电池中被广泛使用，氧化锌材料在发光二极管和薄膜晶体管中具有重要作用。
2. 光学领域：无机非金属材料在光学领域有着广泛的应用。
氧化铝材料被用作高透明度的窗户和镜片，硅材料被用作光纤和光学器件的基底。
3. 材料领域：无机非金属材料在材料领域有着多样的应用。
硫化物材料具有良好的导电性和磁性，被用于制作电池和磁性材料。
硅酸盐材料具有较好的耐热性和化学稳定性，被广泛应用于陶瓷、建筑和玻璃制造等领域。
4. 环境领域：无机非金属材料在环境领域有着重要的作用。
氧化物材料被用作催化剂和吸附剂，用于处理废气和废水。
硅材料被用作光催化剂，可以将光能转化为化学能，用于净化空气和水资源。
三、无机非金属材料的研究与发展趋势1. 纳米材料：随着纳米技术的发展，研究纳米级无机非金属材料成为热点。
无机非金属材料知识点
③ 气相：气孔；降低强度，造成裂纹
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二、陶瓷知识点
7、陶瓷力学性能的特点
① 硬度：高
② 强度：抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③ 塑性：塑性极差 ④ 韧性：韧性差、脆性大
10、氧化物玻璃的晶子模型
晶子：晶格极不完整、有序区域极小的晶体 晶子模型：晶子分散在无定形介质中，晶子 与无定形区域无明显界限
玻璃有近程有序，远程无序的结构特点
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三、玻璃知识点
11、高分子玻璃的结构模型
无规线团模型 分子链成无规线团状，各线互相交织、互相 穿插
12、金属玻璃的结构模型 无规硬球堆积模型 把原子视为硬球，尽可能地紧密堆积，球的 排列是无规则的（金属键无方向性，原子具有 密堆倾向）
生料的配制与磨细 → 将生料煅烧使之部分 熔融形成以硅酸钙为主要成分的熟料矿物 → 将熟料与适量石膏或适量混合材料共同磨细为 水泥
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四、水泥知识点
11、泌水性 拌制混凝土时，为了保证必要的和易性，需 要加入比标准稠度需水量更多的水分，这些多余 的水分从浆体中析出的难易程度叫泌水性
12、安定性
概念：硬化水泥浆体的体积变化的均匀性 影响因素：水泥中游离CaO和MgO的含量；
7
二、陶瓷知识点
5、烧结 将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具 有一定机械强度的致密体
固相烧结： 烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结： 有液相参与，加助溶剂产生液相 好处：降低烧结温度，促进烧结
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二、陶瓷知识点
6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相
无机非金属材料
电子与电气
航空航天与军事
用于制造电子元件、电路板、绝缘材料和 电池隔膜等，起到导电、绝缘和பைடு நூலகம்撑的作 用。
用于制造飞机、火箭和导弹的部件，以及 军事装备和防护装备，要求具有耐高温、 高压和抗冲击等特性。
03
无机非金属材料的生产工艺与 技术
生产工艺
配料与混合
将原料按照配方比例进行混合 ，确保成分均匀。
特性
无机非金属材料具有高硬度、高耐磨 性、高耐腐蚀性、高电绝缘性等特点 ，广泛应用于建筑、电子、航空航天 、国防等领域。
分类
硅酸盐材料
硅酸盐材料是指以硅和氧为主 要成分的一类无机非金属材料
，如陶瓷、玻璃等。
氧化物材料
氧化物材料是指以金属元素和 氧元素结合形成的氧化物，如 氧化铝、氧化钛等。
碳化物材料
碳化物材料是指以碳和金属元 素结合形成的化合物，如碳化 硅、碳化钛等。
氮化物材料
氮化物材料是指以氮和金属元 素结合形成的化合物，如氮化
铝、氮化钛等。
02
无机非金属材料的性质与应用
性质
硬度与耐磨性
无机非金属材料通常具有较高的硬度 ，使其在磨损和划伤方面表现出色。
耐热性和耐火性
许多无机非金属材料能在高温下保持 稳定性，不易燃烧或熔化。
化学稳定性
无机非金属材料对大多数化学物质具 有较高的耐受性，不易被腐蚀或与化 学物质发生反应。
电绝缘性
许多无机非金属材料具有良好的电绝 缘性能，常用于电子和电气领域。
应用
建筑领域
工业制造
用于制造建筑材料，如混凝土、玻璃、陶 瓷和砖石，提供结构支持并具有装饰效果 。
用于制造工业零件和工具，如炉衬、研磨 介质和热工设备。
无机非金属复合材料概念
无机非金属复合材料概念
无机非金属复合材料是由两种或两种以上的无机非金属材料制成的材料。
这种材料通常由一种有机基体和一种非有机填料组成，基体的作
用是提供材料的力学强度和稳定性，而填料则为基体增加新的性质。
无机非金属复合材料有很多优点，包括高强度、高硬度、高温稳定性等。
由于材料是无机化合物，因此它们在高温和高压环境下的特性相
当优越。
此外，无机非金属复合材料通常有很好的化学稳定性，因此
在化学涉及的领域应用广泛。
例如，碳化硅是一种无机非金属复合材料，具有极高的耐热性和硬度。
它被广泛用于高温应用，例如汽车制造业、航空制造业和切削工具级
硬质合金。
另一个例子是氧化铝复合材料，它通常用于制作汽车轮毂，具有良好的抗腐蚀性和耐热性能。
无机非金属复合材料也有一些缺点，如制备难度高、成本高等。
由于
大多数无机非金属复合材料是在高温和高压下制备的，因此制备难度
很大。
与此同时，这些材料通常昂贵，因为它们需要精密加工和仪器
设备，以及高纯度的原材料。
总的来说，无机非金属复合材料是性能优异的材料，可以在各种行业
中得到广泛应用。
然而，制备成本较高和技术要求较高的限制也使得该材料的应用受到了一定的限制。
未来，随着技术的不断提高，无机非金属复合材料的应用前景将越来越广阔。
无机非金属
颗粒增强型 50x
50µm
弥散增强型 50x
50µm
纳 米 碳 管 纤 维
弥散增强复合材料增强机制 基体是承受外来载荷的主要相，颗粒起着阻碍基体位错运动的作用，从而降低了位 错的流动性。另外，复合材料中的裂纹的扩展在颗粒前受阻，发生应力钝化或扩展 路径发生偏移，同样可以消耗较多的断裂能，提高材料的强度。
2、连续纤维单向增强复合材料
弹性模量、抗张强度、泊松比、剪切强度等性能均符合混合定律。
如果考虑界面效应，通常通常是在纤维的影响因子前面乘以一个
系数。在平行于纤维长度方向的强度的结合强度。
3、短纤维增强复合材料 短纤维复合材料的强度与纤维长度的关系示意图
为了提高复合材料的强度，应尽量使用长纤维。 为了提高复合材料的强度，应尽量使用长纤维。
复合材料的复合法则——混合定律 复合材料的复合法则——混合定律
1、混合定律（不考虑界面效应时） 1复合材料宏观上是均质的，不存在内应力； 2各分材料是均质的各向同性及线弹性材料； 3各组分之间粘结牢靠，无空隙，不产生相对滑移。
复合材料力学性能同组分之间的关系：Xc=XmVm+XfVf或Xc=XfVf+Xm(1-Vf) Xc=XmVm+XfVf或Xc=XfVf+Xm(1式中： 式中 X：材料的性能，如强度、弹性模量、密度等； V：材料的体积百分比； 下脚标 c：材料 m：基体 f ：纤维。
纤维（包括晶须、短纤维）复合材料增强机制 纤维（包括晶须、短纤维） 基体通过界面将载荷有效的传递到增强相（晶须、纤维等）不是主成力相。纤维受基体 传递来的有效载荷，主承力相。 受力分析如下： 假定：纤维、基体理想结合，且泊松比相同；在外力作用下，由于组分模量的不同产生 了不同形变（位移），在基体上产生了剪切应变，通过界面将外力传递到纤维上。
无机非金属基复合材料
无机非金属基复合材料无机非金属基复合材料，这听起来是不是有点拗口？其实呢，这玩意儿挺有意思的，真想深入探讨一下。
我们得明白，无机非金属材料是啥。
简单来说，就是那些不是金属的材料，比如陶瓷、玻璃、石材等等。
这些材料的特点是强度高、耐腐蚀、热稳定性好，特别适合用在一些要求很严格的场合。
想象一下，如果你的厨房锅子能抵抗高温，又不怕酸碱，那可真是个福音。
而复合材料，哎，就是把不同的材料组合在一起，创造出一种新东西，像拼乐高那样。
很多时候，我们生活中用的产品都离不开这些复合材料，比如手机壳、汽车车身等等。
你没发现吗？现在的汽车越来越轻，但又得确保安全，这就是复合材料的功劳。
想象一下，如果汽车全是金属，那开起来就跟拖车似的，真是“慢得跟乌龟一样”。
可现在，使用了这些高科技的复合材料，车子轻盈又结实，真是“飞得像箭一样”。
再说说这些无机非金属基复合材料，它们的应用范围可广泛了，像建筑、航空航天、电子产品等等。
比如说，建筑方面，用这些材料的墙体不仅能隔热，还能防火，简直是“百利无一害”。
而在航空航天领域，轻巧的复合材料能帮助飞行器减轻负担，提高燃油效率，真是“一举两得”。
想象一下，飞行器如果能少花点油，那可真是给国家省了不少钱！再来聊聊这些材料的制作过程，可能听起来复杂，但其实挺简单的。
比如说，首先得选择合适的原材料，然后经过高温、高压的处理，把它们结合在一起。
嘿，你能想象那种场景吗？像在做蛋糕一样，先把面粉、糖、鸡蛋混合，再经过烤箱的高温，最后变成美味的蛋糕，真是个神奇的过程。
这些材料在高温下不会变形，抗压能力极强，简直是“挺得住任何考验”。
使用这些材料也不是没有挑战。
你想啊，怎么能让不同的材料完美结合，不出问题？这就得靠科学家们的智慧了。
他们像魔法师一样，通过实验，不断调整配比，最终找出最优解。
真是“功夫下得深，方能得美食”。
在应用时，怎么才能保证材料的稳定性、耐久性，也是一门学问。
毕竟，谁也不想买个东西，过不了多久就坏了，那可就太不划算了。
新型无机非金属材料定义
新型无机非金属材料定义
新型无机非金属材料是一类以无机物质为主要成分，辅以少量金
属或过量元素，由合成、成型和热处理等方法制成的无机复合材料。
它是一类经过先进工艺加工的聚合物复合材料，具有良好的力学性能、耐腐蚀性、耐热和抗元素损害的优良性能，因而受到了广泛的应用。
无机非金属材料通常由几种无机成分组成，如氧化铝、氧化物
（如二氧化硅、氧化铝）、磷酸盐、氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硼
烷羟基化合物和有机碳水素杂形体等。
这些构成无机非金属材料的物质，具有良好的力学性能和耐腐蚀性，可以抵抗腐蚀、耐热和耐元素
损害。
新型无机非金属材料通常由几种无机物质的复合体组成，包括复
合系统、金属材料、多相材料；它们具有高强度、高刚性、高抗热变
形和高电气导率等特性，可以抵抗腐蚀，抗高温、抗热应力和抗元素
侵蚀等损坏作用。
新型无机非金属材料还可以调控介电参数以提高吸
热和热稳定性，保持较好的性能。
新型无机非金属材料具有多种特性，在应用中各有优势，因此得到了广泛的应用，既可以应用于航空航天及船舶建造，也可以应用于轻型设备的制造及电子行业、医药行业和新材料行业等。
特别是其在航空航天、船舶建造、直升机维护和核设施分析等领域里有着越来越广泛的应用。
从安全、抗腐蚀性、环保以及其他方面来看，新型无机非金属材料性能优良，具有良好的耐热性、耐冲击性和抗元素侵蚀性等特点，是未来绿色新能源研发的重要材料，对提高新能源利用率和减少污染具有重要作用。
无机非金属材料
⽆机⾮⾦属材料关于复合材料的发展概述摘要本⽂主要叙述了复合材料的定义、发展以及复合材料的分类、性能。
1.复合材料的定义根据国际标准化组织(International Organization for Standardization,IOS)为复合材料所下的定义，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。
复合材料的组分材料虽然保持其相对独⽴性，但复合材料的性能却不是组分材料性能的简单相加之和，⽽是有着重要的改进.在复合材料中，通常有⼀相组分为连续相，称为基体;另⼀组分为分散相，称为增强材料。
分散相是以独⽴的形态分布在整个连续体中，两相中间存在着相界⾯。
分散相可以是分散纤维，也可以是颗粒状或者弥散的填料从以上的定义中可以看出，复合材料可以是⼀个连续物理相与⼀个分散相的复合，也可以是两个或者多个连续相与⼀个或多个分散相在连续相中的复合，复合后的产物为固体材料才能称其为复合材料。
复合材料既可以保持原材料的某些特点，⼜能发挥组合后的新特征，它可以根据需要进⾏设计，从⽽最合理地达到使⽤要求的性能。
2.复合材料的发展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，可以清楚地看到，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。
复合材料的出现和发展，是现代科学技术不断进步的结果，也是材料设计⽅⾯的⼀个突破。
纵观复合材料的发展过程，可以看到，早期发展出现的复合材料，由于性能相对⽐较低，⽣产量⼤，使⽤⾯⼴，可以称之为常⽤复合材料。
后来随着⾼新技术发展的需要，在此基础上⼜发展出性能⾼的先进复合材料。
20世纪40年代，玻璃纤维和合成树脂⼤量商品化⽣产以后，纤维复合材料发展成为具有⼯程意义的材料。
同时，相应地开展了与之有关的科研⼯作。
⾄60年代，技术上趋于成熟，在许多领域开始取代⾦属材料。
无机非金属材料定义
无机非金属材料定义介绍无机非金属材料是一类广泛应用于各个领域的材料，其特点是不含金属元素，具有多样化的化学和物理性质。
这些材料可以用于制造建筑材料、电子元器件、陶瓷制品、玻璃制品等，并在能源、环境、医疗等领域发挥重要作用。
无机非金属材料的分类无机非金属材料可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类包括陶瓷材料、玻璃材料、高分子材料、复合材料等。
陶瓷材料陶瓷材料是由无机非金属物质通过高温烧结而成的材料。
根据其化学成分和结构，陶瓷材料可以进一步分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。
氧化物陶瓷包括氧化铝、氧化锆等，具有优异的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能。
非氧化物陶瓷包括碳化硅、氮化硅等，具有高硬度和高耐磨性。
复合陶瓷是由不同材料组成的复合体系，具有综合性能优异的特点。
玻璃材料玻璃材料是由无机非金属物质经过高温熔融后迅速冷却而成的非晶体材料。
根据其成分和用途，玻璃材料可以分为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃等。
硅酸盐玻璃是最常见的玻璃材料，具有良好的透明性和化学稳定性。
硼硅酸盐玻璃具有较低的热膨胀系数和较高的耐热性能，常用于制造光学器件和化学仪器。
硼酸盐玻璃具有较高的抗辐射性能，广泛应用于核工业和医疗领域。
高分子材料高分子材料是由无机非金属物质通过聚合反应而形成的大分子化合物。
根据其结构和性质，高分子材料可以分为塑料、橡胶和纤维三大类。
塑料具有良好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于包装、建筑和电子行业。
橡胶具有良好的弹性和耐磨性，常用于制造轮胎、密封件等。
纤维具有优异的拉伸性能和热稳定性，广泛应用于纺织和复合材料领域。
复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料。
其组成部分可以是金属、无机非金属材料或有机高分子材料。
复合材料具有优异的力学性能、热性能和化学性能，常用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
常见的复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
无机非金属材料的应用无机非金属材料在各个领域都有广泛的应用。
无机非金属材料知识点总结
无机非金属材料知识点总结无机非金属材料是指除了金属和有机材料之外的一类材料，它们主要由无机化合物组成。
无机非金属材料具有很多特殊的性质和应用，以下是对无机非金属材料的一些重要知识点的总结。
一、无机非金属材料的分类无机非金属材料可以分为陶瓷材料、玻璃材料和复合材料三大类。
1. 陶瓷材料：陶瓷材料是由氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等无机化合物构成的。
陶瓷材料具有高硬度、高抗磨损性、高耐高温性等特点，广泛应用于制陶、建筑、电子、化工等领域。
2. 玻璃材料：玻璃材料是由二氧化硅、碳酸盐等无机化合物构成的非晶态材料。
玻璃材料具有透明、硬度高、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、光学、电子等领域。
3. 复合材料：复合材料是由两种或两种以上不同性质的无机非金属材料组成的。
复合材料具有优异的力学性能、热性能和化学性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
二、无机非金属材料的性质和应用无机非金属材料具有多种特殊的性质和应用，下面列举其中几个重要的方面。
1. 物理性质：无机非金属材料具有高熔点、高硬度、低导电性、低热膨胀系数等特点。
这些性质使得无机非金属材料在高温环境下具有优异的性能，适用于高温设备、耐磨材料等领域。
2. 化学性质：无机非金属材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
例如，陶瓷材料可以在强酸、强碱等腐蚀性介质中长期稳定使用，玻璃材料也具有较好的耐酸碱性能。
3. 光学性质：无机非金属材料具有良好的光学性能。
玻璃材料具有优异的透明性，可以用于制造光学仪器、光纤等产品。
此外，无机非金属材料还具有较好的折射率、反射率等光学性质，广泛应用于光学镜片、光学纤维等领域。
4. 热性质：无机非金属材料具有较好的耐热性能。
陶瓷材料能够在高温下保持稳定性能，广泛应用于高温炉窑、耐火材料等领域。
5. 电性质：无机非金属材料具有较好的绝缘性能。
陶瓷材料、玻璃材料等在电子器件中被广泛应用，可以用作绝缘基材、电介质等。
三、无机非金属材料的制备方法无机非金属材料的制备方法多种多样，下面介绍几种常见的制备方法。
无机非金属基复合材料
7.1 概述
无机胶凝复合材料
以水泥为代表的无机胶凝复合 材料脆性特点： 抗拉强度低（只有抗压强度的 1/20～1/10）； 其制品及构件在受拉应力系统或 冲击载荷情况下，极易脆性破坏。
解决的方法：加入粗、细骨料（如沙和卵石等）制成混凝土 以提高水泥的强度和韧性。但随着混凝土强度的提高，它的 脆性也表现的更为明显。
颗粒增强复合材料的增强体是不同尺寸的颗粒（球形 或者非球形）。按照分散相的尺寸大小和间距又可分 为弥散增强复合材料（颗粒等效直径为0.01~0.1um， 颗粒间距为0.01~0.3um）和粒子增强复合材料（颗粒 等效直径为1~50um，颗粒间距为1~25um）。
无机非金属基复高合体材料份（60-70%）碳化硅颗粒, 铝基复合材料电子封装件
1、按基体材料分类，可分为聚合物
基、陶瓷基和金属基复合材料。
2、按增强相形状分类，可分为纤
SiC颗粒
维增强复合材料、粒子增强复合材
增
料和层状复合材料。
强 相
3、按复合材料的性能分类，可分
三 种
为结构复合材料和功能复合材料。
Al2O3片
类 型
无机非金属材料基复合材料主要包 括陶瓷基复合材料（CMC）、碳 基复合材料、玻璃基复合材料和水 泥基复合材料等。
(7)长期耐热性 金属基和陶瓷基复合材料能在较高的温度下长期使用，
但是聚合物基复合材料不能在高温下长期使用，即使耐高温 的聚酰亚胺基复合材料，其长期工作温度也只能在300 ℃左 右。 (9)老化现象
在白然条件下，由于紫外光、湿热、机械应力、化学侵蚀 的作用，会导致复合材料的性能变差，即发生所谓的老化现象。
在混凝土中加入钢筋，大大提高了材
料的拉伸抗力，成为广泛应用的钢筋
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。
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8.3 复合形式及分类： 根据复合形式可分为无序复合和有序复合两大类，按复合形 式分类列于下表：
为提高力学性能而研制的复合材料，分为三种类型： 粒子增强型(如金属颗粒增强陶瓷，基体为无机非金属材 料，而增强物为金属)； 弥散强化型(类似于金属陶瓷，不同点在于基体为金属)； 纤维增强型(增强物为纤维)。
在多晶的陶瓷中，由于制造过程中不同晶相或其表面和内部 温差引起热膨胀之差，而在晶界或相界上发生微裂纹，或者 由于表面受机械力作用或化学侵蚀，产生微裂纹；或者位错 间相互作用，形成微裂纹。这些微裂纹的端部正是应力集中 的地方，其邻近所贮藏的应变能逐渐变成断裂表面能而使微 裂纹进一步扩展，造成强度逐渐下降。如果裂纹的扩展终止 于晶界缺陷处，无疑有改善材料强度的作用。
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复合的基质和添加材料(增强、补强、改性及转换功能的材 料等)的种类不断增多，包括金属材料及陶瓷、玻璃、水泥、 耐火材料、搪瓷等无机非金属材料和各种类型的有机材料， 构成了丰富多彩的复合材料家族。其中，具有耐高温、耐腐 蚀、高强度、高硬度、多功能的无机非金属基复合材料发展 迅猛，成为复合材料中的一大新型材料。 8.2 无机非金属基复合材料 以无机非金属类物质为基础组成(简称基体)，包括单质(如形 成共价键巨大分子的单质C、Si等)、氧化物及复合氧化物(如 Al2O3、ZrO2、BeO、Cr2O3、BaTiO3等)、非氧化物(如SiC、 Si3N4、B4C、ZrB2、MoSi2等)、无机盐类(如硅酸盐、硼酸盐、 磷酸盐、铋酸盐等)，也包括上述各基体的复合物(如C—SiC、 ZrB2—Si—C等)，还包括由上述基体复合而成的材料(如陶瓷、 玻璃、耐火材料、水泥、搪瓷等)。这些基体可以与不同化 学性质、不同组织相、不同功能的单一无机物或金属或有机 物相复合，还可以与无机物、有机物及金属混杂复合。
借助上述复合方式可以获得陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等 各种类型的无机非金属基复合材料。
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8.4 复合理论
复合理论目前尚处于发展之中，而其中比较成熟的是力学 性能的复合理论。 （1）增强原理 粒子增强和弥散增强的复合材料，主要由基体材料承受载 荷，而纤维增强的复合材料，载荷是由纤维承载的。 粒子增强和弥散增强的原理要把陶瓷与金属材料中的晶界 联系起来考虑。通常，接触的固体处于同一结晶相，仅仅是 结晶学方向不同而已，这样的固体—固体的界面称为粒界 (Grain boundary)或晶界(Crystal boundary)。
通常用增强率(F)来表征复合材料的增强效果。F是指粒子 或纤维增强材料的平均屈服强度与未增强基体的屈服强度 之比。在粒子弥散增强金属中，F与粒子体积百分比、粒子 分布、粒子直径、间距等有关。通常粒子愈细，阻止位 错的效果愈好，因而F值就大。如粒子直径为0.01～0.1μm 时，材料的F值为4～15，比它更细的分散材料就形成固溶 体，如F值为10～30的增强合金或钢；若粒子直径在0.1～1.0 μm范围内，F在1—3之间，增强效果就不明显。在纤维增 强材料中，F通常是纤维体积百分率、纤维直径、纤维平均 拉伸强度、纤维长度、纤维纵横比、基体粘接强度和基体 拉伸强度的函数，与粒子分散型相比，纤维增强材料的F值 大，约为30～50。
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粒子增强或弥散强化：主要表现在分散粒子阻止基体位错 的能力方面，或者是使晶体内部原子行列间相互滑移终止 或减弱；或者因外来组分的引入占据了晶格中晶格结点的 一些位置，破坏了基质点排列的有序性，引起周围势场的 畸变，造成结构不完整而产生缺陷。这些缺陷的存在有可 能成为微裂纹的沉没处。而微裂纹是影响无机非金属材料 强度的主要因素之一。 例如，玻璃表面常结合着极细小的脏粒子，脏粒子和玻璃的 弹性模量或热膨胀系数不同；或者粒子受到腐蚀，裂纹常常 就从这些粒子触发而生。
8.1 复合材料的概念
由两种或两种以上不同化学性质或不同组织相或不同功能的 材料，以微观或宏观的形式组合而成的材料，均可称为复合 材料。
第八章 无机非金属基复合材料 陈德良
E-mail: dlchen@ 郑州大学材料科学与工程学院
复合材料的使用已有悠久的历史。例如，掺纸筋或麻绳的石 灰，掺稻草或麦秆的泥墙，钢筋混凝土及日常接触到的搪瓷 制品等，都是根据复合的想法制成的材料。原子能、空间技 术、电子技术以及机械、化工、建筑、交通运输等工业的发 展，首先要求结构材料既要具有高强度和高模量(在一定应 力作用下应变要小)，又须是耐高温、耐腐蚀和低密度的， 因此近20多年来，复合材料的研究和开发得到飞速发展。具 有优越力学性能的新型结构材料不断涌现，同时还发展了新 的复合方法。除了应用于改善结构材料的力学性质外，也扩 大到改善其他理化性能以及材料的功能性复合。
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复合的目的：使材料的性能达到最佳效果，实现材料功能的 转换或使功能更趋齐全；要求组成复合材料的各组元是相容 和互补的。 相容：是指各组元物质能以离子键、共价键及其他形式键键 合，这是材料复合的基本前提。 互补：含义之一是指各组元复合后可以相互补充或弥补各自 的弱点，从而产生综合的优异性能(正混杂效应)，但复合也 有相抵效应，即复合后各组分间出现相互制约而使性能比单 一材料或预计的结果还差(负混杂效应)； 互补的含义之二是指功能性互补，即复合后材料的功能不同 于基体的功能或由单一功能转变为多功能(例如，普通玻璃 制成智能玻璃后，其功能由被动采光转变为自动调光、调 热)。
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E = EaVa + EbVb
式中Ea、Eb为组分A、B的弹性模量，Va、Vb为组分A、 B的体积分数，E为复合物的弹性模量。
例如，在Si3N4中添加SiC，需要添加多少SiC才可能使Si3N4 基 复合材料的弹性模量达到350GPa?
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思考题
计算表明，SiC的引入量达41．82％(体积百分数)时，Si3N4基 复合材料的弹性模量可达到350 GPa。通常，由两种以上材料 复合而成的复合材料，具有两个以上的相，如复合后的材料 遵循有关复合效果的复合定律，就可获得性能最佳的复合材 料。 但目前尚未掌握所有物理性能和复合规律，除单纯加和性(线 性法则)能成立的一些简单性能，如密度、弹性模量、剪切模 量、强度、比热、介电常数、热导率等之外，其他就不大清 楚了。对于复合规律适用与否尚不清楚的性质，通常采用近 似加和性，当然不是一切情况都(Zhengzhou University)
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纤维增强：则基体几乎只作传递和分散纤维载荷的媒质。 任何纤维都能承受一定的拉力，但都容易弯曲，缺乏挺拔 直立的刚性。如将纤维状的材料与树脂、金属、陶瓷等结 合在一起就可以得到抗拉力大并有一定抗压和抗弯强度的 复合材料。其强度主要决定于纤维的强度、纤维与基体界 面的粘接强度、基体的剪切强度等。
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（2）弹性模量复合法则 弹性模量E是弹性应力与弹性应变之间的比例常数，可简 单地看成产生单位应变所需应力的大小，E=σ/ε。 从处于欲将材料拉开的拉伸应力情况下的原子能级角度考 虑E，可判断当载荷增加时，原子间距加大。材料中原子间 的键合愈强，则使其间距加大所需的应力越大，因而弹性 模量的数值越高。 可利用混合物法则复合出要求一定弹性模量值的材料， 复合公式如下：
金属晶界和陶瓷晶界有下列几个相似之处： (a)都存在界面能和界面张力，在热力学上可作同样的分 析； (b)晶界上的杂质对物质迁移有明显的影响； (c)晶界扩散比晶格内扩散显著得多； (d)由于晶界滑移，往往引起变形； (e)晶界既为产生晶格缺陷的“源”，又为晶格缺陷的 “壑”； (f)位错的性质和状态(小角度晶界具有网状结构的位错) 基本类似。
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1．简述正混杂效应的概念、复合材料的复合方法及 复合的目的。 2．颗粒增强与纤维增强的作用机制有何不同? 3．计算在Si3N4中添加多少SiC才能使Si3N4基复合材料 的弹性模量达到400 GPa?
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