現(xiàn)代復合材料導論

1、現(xiàn)代復合材料導論現(xiàn)代復合材料導論Ultimate cellsSievetubeSpongy tissueVesselCottonJuteSisalCellulose82.764.465.8Hemi-cellulose5.712.012.0Lignin-11.89.9最早的涂料最早的涂料生漆生漆（國漆、大漆、土漆）（國漆、大漆、土漆）主成分是具有雙鍵側(cè)鏈的漆酚，經(jīng)氧化主成分是具有雙鍵側(cè)鏈的漆酚，經(jīng)氧化后聚合成高分子鏈。后聚合成高分子鏈。漆漆（木汁如水滴而下，形象表現(xiàn)割漆的情（木汁如水滴而下，形象表現(xiàn)割漆的情形。）形。）漆樹在秦漢時期主要分布在黃河流域，漆樹在秦漢時期主要分布在黃河流域，后來由于中

2、原氣候變冷，漆樹現(xiàn)主要分后來由于中原氣候變冷，漆樹現(xiàn)主要分布在四川盆地。布在四川盆地。鑒真漆佛像鑒真漆佛像鄭和寶船鄭和寶船1.基體中分布長纖維：定向的、隨機的；基體中分布長纖維：定向的、隨機的；2.基體中分布短纖維：定向的、隨機的；基體中分布短纖維：定向的、隨機的；3.基體中分布顆粒（球形、片形、不規(guī)則形等）；基體中分布顆粒（球形、片形、不規(guī)則形等）；4.基體中顆粒彌散強化：顆粒尺寸小于基體中顆粒彌散強化：顆粒尺寸小于10-8m;5.層狀結(jié)構(gòu)；層狀結(jié)構(gòu)；6.骨架式或穿插式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（三維復合材料）；骨架式或穿插式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（三維復合材料）；7.多種纖維或顆粒等。多種纖維或顆粒等。增強相形狀示意圖增

3、強相形狀示意圖復復合合材材料料顆粒增強顆粒增強層壓復合材料層壓復合材料纖維增強復合材料纖維增強復合材料長纖維長纖維增強增強短纖維短纖維增強增強定向排布定向排布混亂排布混亂排布取向性排布取向性排布1.輕質(zhì)高強：玻璃鋼的比強度是鋼材的輕質(zhì)高強：玻璃鋼的比強度是鋼材的4倍；倍；2.抗疲勞性能好：鋼材抗疲勞性能好：鋼材40，纖維復合材料，纖維復合材料70；3.減震性好，阻尼高；減震性好，阻尼高；4.破損安全性好破損安全性好;5.耐化學腐蝕；耐化學腐蝕；6.電性能好，絕緣性高；電性能好，絕緣性高；7.熱導率低，線膨脹系數(shù)??；熱導率低，線膨脹系數(shù)?。?.成型工藝優(yōu)越，結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活。成型工藝優(yōu)越，結(jié)構(gòu)設(shè)計靈

4、活。領(lǐng)域領(lǐng)域構(gòu)成構(gòu)成纖維基體纖維基體粒子基體粒子基體疊層疊層實物生活實物生活FRP，合成皮革，合成皮革，CFRC （外壁外壁材），體育用具材），體育用具輪胎，制動器，輪胎，制動器，混凝土，燒結(jié)混凝土，燒結(jié)磁鐵磁鐵層合板、搪瓷、層層合板、搪瓷、層壓箔片、夾網(wǎng)玻璃壓箔片、夾網(wǎng)玻璃航空航天航空航天CFRP、CFRM、C/C、ArFRP、各種結(jié)構(gòu)材料各種結(jié)構(gòu)材料透明耐熱膠片透明耐熱膠片功能功能超導電線超導電線感壓導電橡膠感壓導電橡膠壓電材料壓電材料非線性電阻非線性電阻傳感陶瓷傳感陶瓷照片膠卷、分離膜、照片膠卷、分離膜、記錄磁帶、光導纖記錄磁帶、光導纖維、人造血管維、人造血管行業(yè)行業(yè)實例實例飛機制造飛機

5、制造汽車制造汽車制造造船造船化工化工家具與設(shè)備家具與設(shè)備電氣工業(yè)電氣工業(yè)運動器材運動器材機翼、機身、起落架、直升飛機旋翼葉片；機翼、機身、起落架、直升飛機旋翼葉片；車身、燈殼罩、前后護板、保險橫桿、板彈車身、燈殼罩、前后護板、保險橫桿、板彈簧、座椅架、驅(qū)動軸；簧、座椅架、驅(qū)動軸；船殼體、甲板、桅桿；船殼體、甲板、桅桿；管道、儲油罐、壓力容器；管道、儲油罐、壓力容器；各種臺板、住房、椅子、桌子、梯子；各種臺板、住房、椅子、桌子、梯子；儀表面盤、配電盤、絕緣材料；儀表面盤、配電盤、絕緣材料；魚桿、高爾夫球桿、游泳池、滑雪板、游艇魚桿、高爾夫球桿、游泳池、滑雪板、游艇人類第一架全復合材料飛機人類第一

6、架全復合材料飛機復合材料制品復合材料制品復合材料制品復合材料制品復合材料汽車復合材料汽車1 1、力學中的混合定律：、力學中的混合定律：Xc = XmVm + Xf1Vf1 + Xf2Vf2 + 5 單向連續(xù)纖維增強復合材料：單向連續(xù)纖維增強復合材料：縱向彈性模量：縱向彈性模量：EcL = EfVf + Em (1-Vf)縱向拉伸強度：縱向拉伸強度： cu = fuVf + m* (1-Vf)拉擠成型拉擠成型Air intakemanifolds空氣進器管空氣進器管Front-endmodules前端摸塑物前端摸塑物Bonnets(hoods)車蓋車蓋Grill openingreinforce

7、ments隔柵敞開增隔柵敞開增強物強物Cam covers凸輪蓋凸輪蓋Headlighthousings車頭燈車頭燈Cowls發(fā)動機罩發(fā)動機罩Heat shields熱防護屏熱防護屏Cross vehiclebeams十字車梁十字車梁liftgate升降門升降門Decklids門鎖門鎖Oil pans油容器油容器Door panels門板門板Pick-up boxes卡車箱卡車箱Engine cover發(fā)動機蓋發(fā)動機蓋Rediatorsupports散熱器支架散熱器支架Fascias儀表板儀表板Rear panels后面板后面板Fenders(wings)檔泥板檔泥板Skid plates剎車片剎車片Spoilers擾流器擾流器Step assists梯子梯子Tailgate尾門尾門Timing chaincovers調(diào)速鏈蓋調(diào)速鏈蓋Valve閥蓋閥蓋Wheel housings車輪箱車輪箱圖圖 6-2 碳碳/碳復合材料制造的剎車零件碳復合材料制造的剎車零件 聚合物混合體的調(diào)制方法：聚合物混合體的調(diào)制方法：利用化學反應的混合：接枝共聚合、嵌段共聚合、利用化學反應的混合：接枝共聚合、嵌段共聚合、IPNIPN、反應擠壓等反應擠壓等物理混合：溶液混合、熔融