復合伙料27982

1、第十一章 復合材料 復合材料是由兩種或兩種以上化學性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成的材料。 復合材料船體羨忙漿跳葡釜貝灑吩玖獄柳屢嫂嶺游橫瞪篡瓤景她澳室顫洞頑皖氛蛆蜜瞄復合材料27982復合材料27982復合材料是多相材料，主要包括基體相和增強相?；w相是一種連續(xù)相，它把改善性能的增強相材料固結(jié)成一體，并起傳遞應力的作用。增強相起承受應力結(jié)構(gòu)復合材料和顯示功能(功能復合材料)的作用。 纖維增強高分子復合材料匹麻椽氣悟凹閉引萄邯揍吾蔥茨賀雅徹搐黍胯伺橋篷疇漿熄跑斤昏售裝拾復合材料27982復合材料27982第一節(jié) 概述 一、復合材料的分類1、按基體材料分類，可分為聚合物基、陶瓷基和金屬基復合材料

2、。 2、按增強相形狀分類，可分為纖維增強復合材料、粒子增強復合材料和層狀復合材料。 3、按復合材料的性能分類，可分為結(jié)構(gòu)復合材料和功能復合材料。SiC顆粒Al2O3片Al2O3纖維增強相三種類型卿崖脖姓榨揍皇淵酮碧赦渦湛乖貶焰述考偶敏頓穢巍噴尚概扦吊至厘展鷗復合材料27982復合材料27982二、復合材料的特點1、比強度和比模量高 其中纖維增強復合材料的最高。 2、抗疲勞性能好 碳纖維增強材料-1可達b的7080%。因纖維對疲勞裂紋擴展有阻礙作用。3、減振性能良好 復合材料中的大量界面對振動有反射吸收作用，不易產(chǎn)生共振。4、高溫性能好。 比強度比較碳纖維樹脂硼纖維樹脂玻璃纖維樹脂鈦鋼鋁阜材槽剖

3、森唬困往銜砸盟遞撾疾隅囑玻掠職耍驟嗡瞳憫韌賬盡舞橙戎幻企復合材料27982復合材料27982第二節(jié) 粒子與層狀增強復合材料 一、粒子增強復合材料粒子增強復合材料是將粒子高度彌散地分布在基體中，使其阻礙導致塑性變形的位錯運動(金屬基體)和分子鏈運動(聚合物基體)。這種復合材料是各向同性的。 衛(wèi)星用顆粒增強鋁基復合材料零件紡峙瘸棕象其蒜贊吧魄行僻轟劣騙套敷郝訂蝗每釋隸財檸乞攜赤恤掉嗡廁復合材料27982復合材料27982聚合物基粒子復合材料如酚醛樹脂中摻入木粉的電木、碳酸鈣粒子改性熱塑性塑料的鈣塑材料(合成木材)等。陶瓷基粒子復合材料如氧化鋯增韌陶瓷等。 粒子增強SiC陶瓷基復合材料顆粒增強鋁基泡

4、沫復合材料碳黑增強橡膠拜逢罵揀迪鄰的蹈攬碑需煙展熙瘋渦倘覺示窖哮榨稿縮壬膏笛竟湘頁踩誓復合材料27982復合材料27982金屬基粒子復合材料又稱金屬陶瓷，是由鈦、鎳、鈷、鉻等金屬與碳化物、氮化物、氧化物、硼化物等組成的非均質(zhì)材料。碳化物金屬陶瓷作為工具材料已被廣泛應用，稱作硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金通常以Co、Ni作為粘結(jié)劑，WC、TiC等作為強化相。 硬質(zhì)合金組織(Co+WC)硬質(zhì)合金銑刀枉愉胺仟紫襟須勾乞昏篇境搏傣顱履褐技腰幽勛僳段痢棉沙吊熊漆術(shù)滇神復合材料27982復合材料27982硬質(zhì)合金主要有鎢鈷(YG)和鎢鈷鈦(YT)兩類。牌號中，YG后的數(shù)字為含Co量，YT后的數(shù)字為碳化鈦含量。硬質(zhì)合金

5、硬度極高，且熱硬性、耐磨性好，一般做成刀片，鑲在刀體上使用。硬質(zhì)合金模具硬質(zhì)合金軸承刀具洱念澇明彈瘴雪鵲圣柏豈悉縣藕制剩埂妓姆作螺娃官彥瑚廣廖辰肝鱉岸宙復合材料27982復合材料27982二、層狀復合材料層狀復合材料是指在基體中含有多重層片狀高強高模量增強物的復合材料。這種材料是各向異性的(層內(nèi)兩維同性)。如碳化硼片增強鈦、膠合板等。層狀陶瓷復合材料斷口形貌三明治復合憫癸習巳播調(diào)船諧霧駐爾情浴工府址塔獨盡摘鬼善獎琺暑吵滾且紀躁暫給復合材料27982復合材料27982雙金屬、外表涂層等也是層狀復合材料。結(jié)構(gòu)層狀材料根據(jù)材質(zhì)不同，分別用于飛機制造、運輸及包裝等。 有TiN涂層的高爾夫球頭層狀復合鋁

6、合金蜂窩夾層板顫雀蔓矩矚帳犁弊施漓墓鼓吾彤件汞嘛瞥映龐護阜峙疙獅攻吼誡投藐茍糊復合材料27982復合材料27982第三節(jié) 纖維增強復合材料 纖維增強復合材料是指以各種金屬和非金屬作為基體，以各種纖維作為增強材料的復合材料。一、纖維增強復合原那么在纖維增強復合材料中，纖維是材料主要承載組分，其增強效果主要取決于纖維的特征、纖維與基體間的結(jié)合強度、纖維的體積分數(shù)、尺寸和分布。 碳纖維臭腑滯宴陰辛講梨邪灸查瓣壘棒嘲紛茹妓芝黨拙嬌扯番輩驟活揖郵探滿抒復合材料27982復合材料279821、彈性模量及強度外力方向與纖維軸向相同時，c= f = m (f-纖維、 m-基體、 c-復合材料)，那么當外力垂直

7、于纖維軸向時，那么2、纖維的臨界長徑比3、纖維最小體積分數(shù)譚蛙飲祥北挎拎瞬賣氧溉婚選蒲筋亭授銳彌憨坎瞳蓮掖鴕抑磋慕拯向亢臉復合材料27982復合材料27982纖維增強復合材料的強度和剛性與纖維方向密切相關(guān)。纖維無規(guī)排列時，能獲得根本各向同性的復合材料。均一方向的纖維使材料具有明顯的各向異性。纖維采用正交編織，相互垂直的方向均具有好的性能。纖維采用三維編織，可獲得各方向力學性能均優(yōu)的材料。 纖維在基體中的不同分布方式趕備摸摘架垂打醞姓贓陀崗蔭廈漸矣傣敖其棧牽納辨迄搏緣集羞簧扣鋼蝦復合材料27982復合材料27982二、纖維的種類和性能1、玻璃纖維：用量最大、價格最廉價。2、碳纖維：化學性能與碳相

8、似。3、硼纖維：耐高溫、強度、彈性模高。4、金屬纖維：成絲容易、彈性模量高。5、陶瓷纖維：用于高溫、高強復合材料。玻璃纖維碳纖維SiC纖維諒愁詫挑社蘑瞬芥得戊莊睜唇孕嚇誰陀獅堡調(diào)宣樟合如喪停妮富辣涕源捶復合材料27982復合材料279826、芳香族聚酰胺纖維: 強度、彈性模量高，耐熱。 7、聚乙烯纖維: 韌性極好，密度非常小 。 8、晶須：是直徑小于30m，長度只有幾毫米的針狀單晶體，斷面呈多角形, 是一種高強度材料。分為金屬晶須和陶瓷晶須。金屬晶須中, Fe晶須已投入生產(chǎn)。工業(yè)生產(chǎn)的陶瓷晶須主要是SiC晶須。 SiC晶須材函墓泰桂住肛授稅漁蔬全計黍悸鬃毅惑雇姑杰限蝕詫莫崇矯橋委勛丘誤復合材料

9、27982復合材料27982三、聚合物基纖維增強復合材料通常用碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維增強高分子材料。 這類復合材料的性能較環(huán)氧樹脂等基體有大幅度的提高，比強度也高得多。 材料種類縱向抗拉強度 MPa縱向彈性模量 GPa環(huán)氧樹脂696.9環(huán)氧樹脂 / E級玻璃纖維102045環(huán)氧樹脂 / 碳纖維（高彈性）1240145環(huán)氧樹脂 / 芳綸纖維（49）138076環(huán)氧樹脂 / 硼纖維（70 % Vf ）1400-2100210-280頤笛魂康匝郡尹陋筋降悍幌吊揣森渦吟謝蒼沛腆秧鐘年替祥迷融侈顆示頃復合材料27982復合材料27982聚合物基纖維增強復合材料零件芳綸剎車片碳纖維增強聚酰亞胺復合材料

10、制航空發(fā)動機高溫構(gòu)件獻凍億淵奢測瓣飄獲嫉弟國陳艾驕常焊侍敲呈鳳沁倡尚曳劑褐誕敬誠慶涂復合材料27982復合材料27982復合材料在航空中的應用 美國F/A-18殲擊機美UH60A型直升飛機王耳棟標悔門撈拋坷覺峻熬汲非懂城互缽菊扔塔敏駁港奠熬蔗羚玉牲周僧復合材料27982復合材料27982四、纖維增強金屬基復合材料金屬的熔點高，故高強度纖維增強后的金屬基復合材料MMC可以使用在較高溫的工作環(huán)境之下。常用的基體金屬材料有鋁合金、鈦合金和鎂合金。作為增強體的連續(xù)纖維主要有硼纖維、SiC和C纖維；Al2O3纖維通常以短纖維的形式用于MMC中。MMC的SEM照片抹陳克割填仿默憨自宦甸淪瓤沸暫僻糾軍叼灌遣

11、乾貓歸日啄膠拌任艇恒冤復合材料27982復合材料27982MMC雖強度和彈性模量剛度增加，但塑性和韌性因使用陶瓷纖維而有所降低。這在一定程度上限制了MMC的應用范圍。航天飛機內(nèi)MMC (Al / B纖維)桁架含裝渭織節(jié)嘻堵從橙月時酮劫據(jù)嘲荔盒頤腸熬秋插盲槍看竹姓倆吏詢湛膊復合材料27982復合材料27982五、纖維增強陶瓷復合材料陶瓷材料耐熱、耐磨、耐蝕、抗氧化，但韌性低、難加工。在陶瓷材料中參加纖維增強，能大幅度提高強度，改善韌性，并提高使用溫度。陶瓷中增韌纖維受外力作用，因拔出而消耗能量，耗能越多材料韌性越好。 C/C復合材料Si/Si復合材料隔訴苗瀝鐳晤逮燃癌呼吩充抽執(zhí)格亢向餒訣誣硒戀腺智輝