最新复合材料的成型工艺
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
，通过热轧、热拉、热挤压等加工手段，使已复 合好的颗粒、晶须、短纤维增强金属基复合材料 进一步加工成板材。
3.粉末冶金法(Powder Metallurgy Method) 如图9-3所示，粉末冶金法是一种用于制备与
层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合 材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨 架复合材料等。
第一节 复合材料简述
2.复合材料的特点
(1)比强度和比刚度高 (2)抗疲劳性好 (3)高温性能好 (4)减振性能好 (5)断裂安全性高 (6)可设计性好
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
进入夏天，少不了一个热字当头，电扇 空调陆 续登场 ，每逢 此时， 总会想 起
那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村 ，夏季 经常用 的一件 物品。
记忆中的故
乡，每逢进入夏天，集市上最常见的 便是蒲 扇、凉 席，不 论男女 老少， 个个手 持
一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着 “怎么 这么热 ”，于 是三五 成群， 聚在大 树
(1)碳纤维(Carbon Fiber) (2)硼纤维(Boron Filament) (3)芳纶(Aramid Ring) (4)玻璃纤维(Glass Fiber) (5)碳化硅纤维(Silicon Carbide Fiber) (６)晶须(Whisker)
2.基体材料
(1)热固性树脂(Thermosetting Resin) (2)热塑性树脂(Thermoplastic Resin)
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
一、固态法
1.扩散黏结法(Diffusion Bonding) 如图9-2所示，扩散黏结是一种在较长时间、
较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类 或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工 艺方法。
2.形变法(Plastic Forming) 形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点
是那么凉快，那么的温馨幸福，有母 亲的味 道！
蒲扇是中国传统工艺品，在
我国已有三千年多年的历史。取材于 棕榈树 ，制作 简单， 方便携 带，且 蒲扇的 表
面光滑，因而，古人常会在上面作画 。古有 棕扇、 葵扇、 蒲扇、 蕉扇诸 名，实 即
今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六 七十年 代，人 们最常 用的就 是这种 ，似圆 非
第一节 复合材料简述
1.复合材料的分类
(1)按材料的作用分类 结构复合材料和功能复合材料 。
(2)按基体材料分类 树脂基复合材料(resin matrix composites-
RMC) 、 金 属 基 复 合 材 料 (metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites-CMC)、水泥基复合材料和 碳/碳复合材料等 。 (3)按增强材料的性质和形态分类
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
第二节 金属基复合材料(MMC) 成形工艺
(1)固态法 固态法是指基体处于固态下制造金属 基复合材料的方法。
(2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造 金属基复合材料的方法。
(3)其他制造方法 主要包括原位自生成法、物理 气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法、复 合镀法等。
第一节 复合材料简述
2.复合原则(Rule of Mixtures)
以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复 合原则。 (1)复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具 备如下特点：
1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强 材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一 个整体，保证纤维的合理分布。
2）基体应具有较好的塑性和韧性，能够延缓裂 纹的扩展。
四 、 复 合 材 料 的 失 效 (Failure of Composite)
复合材料的失效一般是指其疲劳破坏过程。
1.制造加工损伤
此种损伤产生初始缺陷。，它包括：纤维铺设不 均，扭结、死扣等，树脂不均；纤维切断、错排； 固化不足；有孔隙、气泡；材质污染等。
2.使用引起的损伤
此种损伤导致缺陷发展。它包括：树脂裂纹或老 化；分层；纤维断裂；振动较大导致的纤维断裂； 温度变化较大；机加工产生内应力；碰撞等。
圆，轻巧又便宜的蒲扇。 蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨 越了半 个世纪 ，
也走过了我们的半个人生的轨迹，携 带着特 有的念 想，一 年年， 一天天 ，流向 长
长的时间隧道，袅
复合材料的成型工艺
第一节 复合材料简述
第一节 复合材料简述
一、复合材料基本概念
复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材 料要好得多。一方面它可以改善组成材料的弱点，充Βιβλιοθήκη Baidu分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都 不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、 比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力 要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。图 9-1为复合材料结构示意图。
下，或站着，或随即坐在石头上，手 持那把 扇子， 边唠嗑 边乘凉 。孩子 们却在 周
围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听 到“强 子，别 跑了， 快来我 给你扇 扇”。 孩
子们才不听这一套，跑个没完，直到 累气喘 吁吁， 这才一 跑一踮 地围过 了，这 时
母亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇，
3. 夹 层 结 构 材 料 (Sandwich Structure Material)
夹层结构一般由两层簿的高强度板和中间夹着一层厚 而轻的芯结构构成。
第一节 复合材料简述
三、复合材料的增强机制和复合原则
1. 增 强 原 理 (The Principle of Reinforcement)
复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的 组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力 学等作用的复杂组合过程。
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面 损伤、不产生裂纹。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述
3.粉末冶金法(Powder Metallurgy Method) 如图9-3所示，粉末冶金法是一种用于制备与
层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合 材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨 架复合材料等。
第一节 复合材料简述
2.复合材料的特点
(1)比强度和比刚度高 (2)抗疲劳性好 (3)高温性能好 (4)减振性能好 (5)断裂安全性高 (6)可设计性好
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
进入夏天，少不了一个热字当头，电扇 空调陆 续登场 ，每逢 此时， 总会想 起
那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村 ，夏季 经常用 的一件 物品。
记忆中的故
乡，每逢进入夏天，集市上最常见的 便是蒲 扇、凉 席，不 论男女 老少， 个个手 持
一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着 “怎么 这么热 ”，于 是三五 成群， 聚在大 树
(1)碳纤维(Carbon Fiber) (2)硼纤维(Boron Filament) (3)芳纶(Aramid Ring) (4)玻璃纤维(Glass Fiber) (5)碳化硅纤维(Silicon Carbide Fiber) (６)晶须(Whisker)
2.基体材料
(1)热固性树脂(Thermosetting Resin) (2)热塑性树脂(Thermoplastic Resin)
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
一、固态法
1.扩散黏结法(Diffusion Bonding) 如图9-2所示，扩散黏结是一种在较长时间、
较高温度和压力下，通过固态焊接工艺，使同类 或不同类金属在高温下互扩散而黏结在一起的工 艺方法。
2.形变法(Plastic Forming) 形变法就是利用金属具有塑性成型的工艺特点
是那么凉快，那么的温馨幸福，有母 亲的味 道！
蒲扇是中国传统工艺品，在
我国已有三千年多年的历史。取材于 棕榈树 ，制作 简单， 方便携 带，且 蒲扇的 表
面光滑，因而，古人常会在上面作画 。古有 棕扇、 葵扇、 蒲扇、 蕉扇诸 名，实 即
今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六 七十年 代，人 们最常 用的就 是这种 ，似圆 非
第一节 复合材料简述
1.复合材料的分类
(1)按材料的作用分类 结构复合材料和功能复合材料 。
(2)按基体材料分类 树脂基复合材料(resin matrix composites-
RMC) 、 金 属 基 复 合 材 料 (metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites-CMC)、水泥基复合材料和 碳/碳复合材料等 。 (3)按增强材料的性质和形态分类
第二节 金属基复合材料(MMC)成形工艺
第二节 金属基复合材料(MMC) 成形工艺
(1)固态法 固态法是指基体处于固态下制造金属 基复合材料的方法。
(2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造 金属基复合材料的方法。
(3)其他制造方法 主要包括原位自生成法、物理 气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法、复 合镀法等。
第一节 复合材料简述
2.复合原则(Rule of Mixtures)
以纤维增强复合材料为例，说明复合材料的复 合原则。 (1)复合材料中基体起粘结作用，因而基体必须具 备如下特点：
1）对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强 材料间具有较强的结合力，使分离的纤维粘为一 个整体，保证纤维的合理分布。
2）基体应具有较好的塑性和韧性，能够延缓裂 纹的扩展。
四 、 复 合 材 料 的 失 效 (Failure of Composite)
复合材料的失效一般是指其疲劳破坏过程。
1.制造加工损伤
此种损伤产生初始缺陷。，它包括：纤维铺设不 均，扭结、死扣等，树脂不均；纤维切断、错排； 固化不足；有孔隙、气泡；材质污染等。
2.使用引起的损伤
此种损伤导致缺陷发展。它包括：树脂裂纹或老 化；分层；纤维断裂；振动较大导致的纤维断裂； 温度变化较大；机加工产生内应力；碰撞等。
圆，轻巧又便宜的蒲扇。 蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨 越了半 个世纪 ，
也走过了我们的半个人生的轨迹，携 带着特 有的念 想，一 年年， 一天天 ，流向 长
长的时间隧道，袅
复合材料的成型工艺
第一节 复合材料简述
第一节 复合材料简述
一、复合材料基本概念
复合材料的最大优点，就是它的性能比其组成材 料要好得多。一方面它可以改善组成材料的弱点，充Βιβλιοθήκη Baidu分发挥其性能优势，例如玻璃和树脂的韧性和强度都 不高，但用它们制成的复合材料--玻璃钢的比强度、 比刚度和韧性却很高；另一方面可以根据结构和受力 要求制成预定的性能分布，对材料进行优化设计。图 9-1为复合材料结构示意图。
下，或站着，或随即坐在石头上，手 持那把 扇子， 边唠嗑 边乘凉 。孩子 们却在 周
围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听 到“强 子，别 跑了， 快来我 给你扇 扇”。 孩
子们才不听这一套，跑个没完，直到 累气喘 吁吁， 这才一 跑一踮 地围过 了，这 时
母亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇，
3. 夹 层 结 构 材 料 (Sandwich Structure Material)
夹层结构一般由两层簿的高强度板和中间夹着一层厚 而轻的芯结构构成。
第一节 复合材料简述
三、复合材料的增强机制和复合原则
1. 增 强 原 理 (The Principle of Reinforcement)
复合材料的复合不是由基体和增强两种材料简单的 组合而成，而是两种材料发生相互的物理、化学、力 学等作用的复杂组合过程。
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面 损伤、不产生裂纹。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述