復合材料期末復習資料

1、復合材料C復習第一章概論復合材料的定義？復合材料是由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。三要素：基體（連續(xù)相）增強體（分散相）界面（基體起粘結作用并起傳遞應力和增韌作用）復合材料的特點：（明顯界面、保留各組分固有物化特性、復合效應，可設計性）（嵌段聚合物、接枝共聚物、合金：是不是復合材料？）復合材料的命名f（纖維），w（晶須），p（顆粒）比如：TiO2p/Al復合材料的分類：1）按基體材料類型分為：聚合物基復合材料；金屬基復合材料；無機非金屬基復合材料（陶瓷基復合材料）。2)3)按增強材料分為：玻璃纖維增強復合材料；碳纖維增強復合材料；有機纖維增強復合材料；晶須增

2、強復合材料；陶瓷顆粒增強復合材料。3）按用途分為：功能復合材料和結構復合材料。結構復合材料主要用做承載力和此承載力結構，要求它質量輕、強度和剛度高，且能承受一定溫度。功能復合材料指具有除力學性能以外其他物理性能的復合材料，即具有各種電學性能、磁學性能光學性能、聲學性能、摩擦性能、阻尼性能以及化學分離性能等的復合材料。第二章增強體1、增強體定義：結合在基體內、用以改進其力學等綜合性能的高強度材料。要求：1）增強體能明顯提高基體某種所需性能；2）增強體具有良好的化學穩(wěn)定性；3）與基體有良好潤濕性。分類：f,w,p2、纖維類增強體特點：長徑比較大；柔曲性；高強度。玻璃纖維主要成分：SiO2性能：拉伸

3、強度高；較強耐腐蝕；絕熱性能好。（玻璃纖維高強的原因（微裂紋）及影響因素（強度提升策略：減小直徑、減少長度、降低含堿量，縮短存儲時間、降低濕度等）分類：無堿（E玻璃）、有堿（A玻璃）制備：坩堝法（制球和拉絲）、池窯法（熔融拉絲）。浸潤劑作用:（i）粘結作用，使單絲集束成原紗或絲束；（ii）防止纖維表面聚集靜電荷；（iii）進一步加工提供所需性能；（iv）防止摩擦、劃傷。（無偶聯(lián)劑作用）玻璃纖維表征:（i）定長法：“tex（含義）；（ii）質量法：“支（含義）硼纖維芯材：鎢、碳和石英制備：化學沉積（CVD）法原料：鹵化硼或氫化硼形貌:玉米棒狀（W芯）光滑（C芯）表面涂層：SiC（防止脆性相的產生

4、or便于與基體結合）目前比模和比強度最高的陶瓷增強纖維碳纖維1）制備：有機纖維碳化法有機纖維前驅體滿足條件：碳化過程不熔融，保持纖維形態(tài)，碳化收率高三種重要的前驅體：聚丙烯腈；黏膠纖維（人造絲）；瀝青纖維。以PAN為例（制造高強度、高模量碳纖維多選用聚丙烯腈）：拉絲-牽引-穩(wěn)定化-碳化-石墨化拉絲：即PAN原纖維制備，濕法紡絲、干法紡絲，不能熔融紡絲；PAN特性：受熱分解不熔融。施加牽伸力目的在于使纖維產生擇優(yōu)取向，提高強度和模量。碳纖維的表面處理方法（見第4章）石墨纖維和碳纖維的區(qū)別：處理溫度不同、c含量不同、晶型不同碳纖維結構：亂層石墨結構。特性：導熱系數(shù)較高、線膨脹系數(shù)具有負的溫度效應（

5、可以抵消熱脹冷縮現(xiàn)象）例1）碳纖維增強復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維做增強體，具有韌性好等特點，下列物質中可用于制造的是（）。A、電話亭和餐桌椅B、網(wǎng)球拍和釣魚竿C、飛機用隔熱瓦2）在PAN法制備CF的工藝過程中，為什么要進行預氧化、碳化和石墨化三個處理過程？（P20）聚丙烯月青纖維（PAN）是線性高分子結構，耐熱性差，高溫會裂解，不能經(jīng)受碳化的高溫得到碳纖維，預氧化可避免直接碳化處理時爆發(fā)產生有害的閉環(huán)和脫氫等放熱反應，防止后續(xù)工序中纖維熔并。碳化是在n2保護下進行熱解反應，將結構中不穩(wěn)定部分與非碳原子裂解出去，同時進行分子間的縮合，形成碳素縮合環(huán)。百墨化處理可以使碳纖維發(fā)生石墨化

6、結晶，形成石墨纖維，以較大幅度提高碳纖維的模量SiC纖維1）特點：高比強度、高比模量、高溫抗氧化性、優(yōu)異的耐燒蝕性、耐熱沖擊性和吸波隱身性能等。2）碳纖維增強鋁基復合材料可用于飛機、導彈、發(fā)動機的高性能結構件。碳化硅纖維增強聚合物基復合材料，可以吸收或透過部分雷達波；作為雷達天線罩、火箭、導彈和飛機等飛行器部件的隱身結構材料，和航空、航天、汽車工業(yè)的結構材料與耐熱材料。3）制備：（i）化學氣相沉積法CH3SiCI廠SiQ+3HCIT（ii）先驅體法：（Nicalon）制備聚碳硅烷、熔融紡絲、不熔化處理和高溫燒成。3、晶須1）晶須與纖維的區(qū)別：晶須是單晶；纖維可以是非晶、單晶或多晶；晶須直徑3“

7、m纖維直徑幾微米至幾十微米。晶須較纖維缺陷少，強度高（機械強度近似相鄰原子之間的作用力）、模量大。2）晶須主要分陶瓷晶須（AI2O3、SiC）和金屬晶須兩大類。3）唯一種具有空間結構的晶須：ZnO晶須4、顆粒顆粒增強體（炭黑）與填料（滑石粉、CaCO3）的區(qū)別：前者以增強為主要目的，后者以填充體積為主要目的。剛性顆粒增強體：指具有高強度、高模量、耐熱、耐磨、耐高溫的陶瓷和石墨等非金屬顆粒，如碳化硅、氧化鈦、氮化硅、石墨、細金剛石等。延性顆粒增強體：主要為金屬顆粒，加入到陶瓷基體和玻璃陶瓷基體中增強韌性，如Al2O3中加入Al，WC中加入Co等。金屬顆粒的加入使材料的韌性顯著提高，但高溫力學性能

8、會有所下降。例：下列哪一項不是顆粒增強體的特點（）。A、選材方便B、力學性能取決于顆粒的形貌、直徑、結晶完整度、體積分數(shù)等C、成本高5、有機高分子纖維Kevlar纖維（芳綸纖維）：聚合物大分子的主鏈由芳香環(huán)和酰胺鍵構成。-CO-CO-NHJ（PPTA）合成方法：1）PPTA分子合成（P42）;2）紡絲：濕紡、干噴和干噴一濕紡（溶致液晶）可用來制備防彈衣Kevlar纖維化學結構特點：含有大量苯環(huán)，內旋轉困難，為處于拉伸狀態(tài)的剛性伸直鏈晶體。苯環(huán)與酰胺鍵交替排列對稱性好，結晶性好。分子間有氫鍵。芳香族聚酯纖維：可以進行熔融紡絲。UHMW-PE:密度最低的高性能纖維。第三章復合理論復合理論:包括組分

9、相（基體、增強體）的合理設計、組分相間的復合機理（復合效應與增強原理）。1、復合材料設計的原理復合材料為什么具有可設計性？2、復合材料的復合效應線性效應（平均效應、平行效應、相補效應、相抵效應）平均效應：（并聯(lián)模型）cii=工丄0（串聯(lián)模型）KKi密度、單向纖維復合材料的縱向楊氏模等單向纖維復合材料的橫向楊氏模量等例：Sic/硼硅玻璃復合材料的強度隨增強纖維體積含量線性增加反映的是復合線性效應中的（）A、平均效應B、平行效應C、相補效應D、相抵效應/宀K二K平行效應：ci即：復合材料的某項性能與某一組分的該項性能相當。（如玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂的耐蝕性能與基體相當）相補效應：組成復合材料的基體與

10、增強體，在性能上互補，從而提高了綜合性能，顯示出相補效應。相抵效應：基體與增強體組成復合材料時，組分間性能相互制約，限制了整體性能提高（性能低于混合定律的預測值），則復合后顯示出相抵效應。（脆性的纖維增強體與韌性基體組成的復合材料，當兩者界面結合很強時，復合材料整體顯示為脆性斷裂）非線性效應（相乘效應、誘導效應、系統(tǒng)效應、共振效應）相乘效應：（X/Y）-（Y/Z）二X/Z例:用作溫度自控發(fā)熱體的石墨粉/聚合物復合材料，可以達到自動控溫的效果，其利用的是復合效應的。誘導效應：誘導另一相材料產生特殊的界面層，傳遞載荷，改變功能。（在碳纖維增強尼龍或聚丙烯中，由于碳纖維表面對基體的誘導作用，致使界面

11、上的結晶狀態(tài)與數(shù)量發(fā)生了改變，如出現(xiàn)橫向穿晶等，這種效應對尼龍或聚丙烯起著特殊的作用。）系統(tǒng)效應：復合材料具有單個組分不具有的某種性能。（涂膜的硬度大于基體和膜層硬度之和）共振效應（強選擇性效應）：A組分的大多數(shù)性能受到抑制，而其某一項性能充分發(fā)揮。（導電不導熱）例：彩色膠卷僅含有三種感光乳劑層卻能記錄各種顏色，利用了復合效應中的（）A、誘導效應B、系統(tǒng)效應C、相補效應3、復合材料的增強機制顆粒增強機制（顆粒切過、顆粒未切過）顆粒切過增強機制1）適用于：顆粒的尺寸較大（1“n），自身強度不高，結合力較強(si-也)(通啟ue/voo)in.zs-Av/n二當Sa曹*餐.ss()-MRgHsBB

12、日(m。常eisttsessssgsss壯期只職(CNSSST只歸呂卑頤恤。一milolmiI-100.0只dp、只d。teH!瞇救沖ffir4鍛0趙挖/、舸彷図歸漿於olmisilsf、。伺舊(Ms*)(MK湘)nysJ匸、OJVsn處發(fā)生偏轉（消耗更多能量），起到增韌補強復合材料。影響顆粒增強因素：顆粒的性質、基體性質、結合界面、制備工藝（P61）。纖維增強機制受力特點：高強度、高模量的纖維承受載荷，基體只是作為傳遞和分散載荷的媒介。單向排列連續(xù)纖維增強原理（單向長纖維）縱向：1）初始階段（纖維、基體、復合材料具有相同的應變）纖維/基體彈性模量的比值T,纖維體積含量T,則纖維承載比f。2）

13、斷裂順序和斷裂強度:（會分析，判斷誰先斷裂，然后該材料斷裂后另一種材料能否承受全部載荷）纖維的強化作用取決于纖維與基體的性質、二者的結合強度、纖維在基體中的排列方式。為了達到纖維增強的效果，須遵循以下原則：（簡答題）1）纖維的強度和彈性模量應遠高于基體（使纖維盡可能多的承擔外加負荷）；2）纖維與基體間應有一定的界面結合強度，以保證基體所承受的載荷能通過界面?zhèn)鬟f給纖維，并防止脆性斷裂；3）纖維的排列方向要與構件的受力方向一致；4）纖維與基體的熱脹系數(shù)應匹配（纖維的熱膨脹系數(shù)略大于基體）；5）纖維與基體不能發(fā)生使結合強度降低的化學反應；6）纖維所占體積分數(shù)、纖維長度和直徑及長徑比等必須滿足一定要求

14、。復合材料的物理性質1）熱膨脹系數(shù)：滿足平均效應。一般無機材料的熱膨脹系數(shù)較聚合物的要小得多，所以，以無機材料為增強體的聚合物基復合材料其熱膨脹系數(shù)要較純聚合物的小，其數(shù)值接近于金屬的熱膨脹系數(shù)。2）導熱系數(shù)：不滿足平均效應，復合材料的導熱系數(shù)小于組分的導熱系數(shù)空氣為填料的泡沫塑料是良好的隔熱材料，而以碳纖維、金屬粉等為增強體的復合材料則可作為導熱性復合材料使用。3）阻燃性質：i）氧指數(shù)：聚合物著火后剛夠維持燃燒時的氧氣在試驗氣體（氧、氮混合氣體）中的最小百分含量。（聚合物阻燃性的判據(jù)）ii）阻燃增強體：三氧化二銻（與有機鹵化物合用）；鉬化物（高效抑煙）；磷化物；氫氧化鋁iii）滿足以下條件的

15、才能成為有效的阻燃劑：產生不燃性氣體的溫度略低于聚合物熱分解溫度；在復合塑料的混煉、成型溫度下不產生不燃性氣體。復合材料的界面：復合材料的界面是指基體與增強體之間化學成分有顯著變化、能夠彼此結合、傳遞載荷的微小區(qū)域。（界面結構與性質都不同于兩相中的任何一相）界面起“紐帶”和“橋梁”作用。界面的種類：1）機械結合界面（鋼筋混凝土中鋼筋表面有螺紋的作用：表面越粗糙，互鎖作用越強，機械粘結作用越有效）；2）溶解和潤濕結合界面（基體潤濕增強材料，相互之間發(fā)生原子擴散和溶解，形成結合；在制備聚合物基復合材料時，樹脂對增強材料的浸潤性是指樹脂能否均勻地分布在增強材科的周圍，這是樹脂與增強材料能否形成良好粘

16、結的重要前提）；3）反應結合界面（偶聯(lián)劑）；4）交換結合界面（生成化合物并通過擴散發(fā)生元素交換，如分子鏈的纏結）；5）混合結合界面界面的作用：（傳遞效應；阻斷效應；不連續(xù)效應；散射和吸收效應；誘導效應）例1：復合材料的界面有哪些作用？界面的作用歸納為幾種效應：傳遞效應：界面能傳遞力，能將外力傳遞給增強體，在基體和增強體間起“橋梁”作用。阻斷效應：結合適當?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴展、中斷材料破壞、減緩應力集中的作用。不連續(xù)效應：在界面上產生物理性能的不連續(xù)性和界面摩擦出現(xiàn)等現(xiàn)象上匕如抗電性、尺寸穩(wěn)定性等。散射和吸收效應：光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產生散射和吸收，如透光性、隔熱性、隔音性等。誘

17、導效應：一種物質（增強體）的表面結構使另一種（聚合物基體）與之接觸的物質的結構由于誘導作用而發(fā)生改變，由此產生一些現(xiàn)象，如強的彈性、低的膨脹性等。例2：在纖維增強聚合物基復合材料中，纖維與基體界面阻止裂紋進一步擴展，從而可提高復合材料的韌性。這里界面起到的主要作用是。界面的潤濕性：表示方法：接觸角。潤濕是組分良好粘結的必要條件，并非充分條件。聚合物基復合材料的界面1）聚合物基復合材料分為熱塑性聚合物基復合材料和熱固性聚合物基復合材料。i）熱塑性復合材料的成型分兩步：熱塑性聚合物基體的熔體和增強體之間的接觸與潤濕；復合后體系冷卻凝固成型。ii）熱固性復合材料的成型工藝：常用預先形成預浸料（干法、

18、濕法）的辦法，以提高聚合物基體對增強體的潤濕程度。2）界面形成：聚合物基復合材料的界面在成型過程中形成。分為兩個階段。（P89）第一階段是基體與增強纖維的接觸與浸潤過程。由于增強纖維對基體分子的各種基團或基體中各組分的吸附能力不起著同，它總是要吸附那些能夠降低其表面能的物質，并優(yōu)先吸附那些能較多降化階低表面能的物質，因此，界面聚合層在結構上與聚合物本體是不同的。第二階段是聚合物的段。在此過程中聚合物通過物理的或化學的變化而固化，形成固定的界面層。3）界面層的包括:界面的結合力、界面的厚度和界面的微觀結構等幾個方面。4）界面作用機理：（偶聯(lián)劑的作用？）浸潤吸附理論（兩相充分潤濕，兩相界面處產生的

19、物理吸附主要是由范德華力的作用實現(xiàn)粘接；產生良好界面的條件：液體的粘度盡量低；?S略大于?L）例：若雙酚A環(huán)氧樹脂的表面張力為42.5x10-5N/m,聚酯樹脂為35x10-5N/m,而給定的玻璃纖維的表面張力為38.3x10-5N/m,選用作為玻纖增強聚合物復合材料的基體較為合適?；瘜W鍵理論（基體樹脂表面的活性官能團與增強體表面的官能團能起化學反應，大部分偶聯(lián)劑的作用）物理吸附理論:機械咬合和基于次價鍵作用的物理吸附。變形層理論：（增強體優(yōu)先吸附樹脂分子在界面上形成可塑的“柔性層”，可以起到松馳界面上應力集中的作用）擴散層理論、靜電吸引等例：碳纖維復合材料，當碳纖維經(jīng)過某些柔性聚合物涂層處理

20、后，力學性能可改善。而柔性聚合物與樹脂和碳纖維都不起化學反應。下列（）不是此時復合材料界面的主要作用？A.浸潤吸附B.化學鍵增強C.物理吸附理論5）改善界面結合的原則：i）改善樹脂基體對增強材料的浸潤程度（延長浸漬時間，增大體系壓力、降低熔體粘度;對增強體進行表面改性，增加表面能，提高浸潤性；增強體比表面積增加，界面增大，粘合強度提高）；ii）適度的界面黏結；iii）減少復合材料成型中形成的殘余應力；iv）調節(jié)界面內應力、減緩應力集中。增強體的表面處理：1）玻璃纖維（偶聯(lián)劑的定義）R表面處理劑主要分為有機鉻絡合物和有機硅烷兩大類。1）有機鉻絡合物（沃蘭）作用機理（P100）ii）有機硅烷（P1

21、01）2）碳纖維表面處理機理：i）表面粗糙度：增加表面粗糙度有利于碳纖維與基體樹脂的機械粘合。ii）石墨微晶大小：微晶越小，活性碳原子的數(shù)目就越多，越有利于纖維與樹脂的粘合。iii）碳纖維表面官能團種類與數(shù)量：官能團如-OH、-NH2、-COOH等。經(jīng)表面處理后，碳纖維表面石墨微晶變細，不飽和碳原子數(shù)目增加，極性基團增多，這些都有利于復合材料性能改善。第五章聚合物基復合材料聚合物基復合材料的特點：高的比強度、比模量；抗疲勞性能好；減振性好；耐燒蝕性卓越；可設計性強，成型工藝簡單；過載安全性好。聚合物的基體：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等（優(yōu)點：良好的工藝性；宜于在常溫常壓下浸漬纖維；固化

22、后具有良好的耐化學藥品性和抗蠕變性。缺點：預浸料需低溫冷藏且貯存期有限；成型周期長和材料韌性差）熱塑性：聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮等（優(yōu)點：具有高斷裂韌性（高斷裂應變和高沖擊強度）；預浸料不需冷藏且貯存期無限、成型周期短、可再成型、易于修補、廢品及邊角料可再生利用。缺點：熔體或溶液粘度很高，成型要在高溫高壓下進行；成品耐熱性、抗蠕變性）聚合物基復合材料結構包括：鏈結構及聚集態(tài)結構。基體材料的作用：i）均衡載荷、傳遞載荷；ii）保護纖維，防止纖維磨損；iii）決定復合材料一些性能，如耐熱性、耐腐蝕性、耐溶劑、抗輻射及吸濕性、橫向性能、剪切性能；iv）決定復合材料成型工藝方法及工藝

23、參數(shù)選擇；v）對復合材料的一些性能有重要影響，如縱向拉伸、尤其是壓縮性能、疲勞性能、斷裂韌性等。不飽和聚酯樹脂1、組成：不飽和二元酸或酸酐、飽和二元酸或酸酐與二元醇縮聚得到的低分子量聚合物。2、合成：3、原材料：二元酸：不飽和二元酸+飽和二元酸不飽和酸：順丁烯二酸酐（順酐）、反丁烯二酸（反酸）（作用：提供不飽和度，改善固化速率）飽和酸：鄰苯二甲酸酐，間苯二甲酸酐、己二酸（作用：調節(jié)分子鏈中的雙鍵密度，降低樹脂的脆性，增加柔順性；改善聚酯在烯類單體中的溶解度，并降低成本。）二元醇：常用乙二醇、丙二醇、二乙二醇和二丙二醇交聯(lián)劑：烯類單體，既是溶劑，又是交聯(lián)劑。能溶解不飽和聚酯樹脂，使其雙鍵間發(fā)生共

24、聚合反應，得到體型產物，以改善固化后樹脂的性能（苯乙烯：與UP相容性良好，固化時與聚酯中的不飽和雙鍵能很好的共聚，固化樹脂物理性能良好，價格便宜，是最常見的交聯(lián)單體）固化劑：是在促進劑或其它外界條件作用下而引發(fā)樹脂交聯(lián)的一種有機過氧化物，又稱為引發(fā)劑。促進劑是能促使有機過氧化物在室溫下就能分解而產生自由基的物質。（實現(xiàn)室溫固化）（如：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基甲苯胺等）固化過程的特征：凝膠階段（失去流動性）；硬化（定型）階段；完全固化階段凝膠階段：從加入固化劑、促進劑以后算起，直至樹脂凝結成膠凍狀而失去流動性的階段。環(huán)氧樹脂（EpoxyResins）1）什么是環(huán)氧樹脂？其結構特點是什么？分

25、子結構中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團，并在適當?shù)幕瘜W試劑存在下能形成三維網(wǎng)狀固化物的化合物的總稱。結構特點：分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團。2）環(huán)氧樹脂的特性指標有哪些？i）環(huán)氧當量（或環(huán)氧值）環(huán)氧當量是指含有imol環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的質量克數(shù)環(huán)氧值是指100g環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基的摩爾數(shù)。環(huán)氧當量環(huán)氧值ii）羥值（或羥基當量）：羥基當量是指含有1mol羥基的環(huán)氧樹脂的質量克數(shù)；羥值是指100g環(huán)氧樹脂中所含的羥基的摩爾數(shù)iii）酯化當量；iv）軟化點；v）氯含量3）縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂中最主要且產量最大的是什么環(huán)氧？它有哪兩類物質反應得到？雙酚A型環(huán)氧樹脂；屬于縮水甘油醚類；可由雙酚A（二酚基丙烷

26、）和環(huán)氧氯丙烷在NaOH催化下反應制得。環(huán)氧氯丙烷與雙酚A的摩爾比必須大于1:1才能保證聚合物分子末端含有環(huán)氧基。4）環(huán)氧樹脂的固化機理和常用的固化劑有哪些？環(huán)氧樹脂的固化是通過加入固化劑，利用固化劑中的某些基團與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基或羥基發(fā)生反應來實現(xiàn)的。常用的固化劑為:胺類化劑、酸酐類固化劑、合成樹脂類固化劑、聚硫橡膠類固化劑。胺類固化劑:氨基與環(huán)氧基反應有嚴格定量關系，氨基上一個活潑氫和一個環(huán)氧基反應。例：E-51環(huán)氧樹脂，用三乙烯四胺作固化劑，100g環(huán)氧理論上需要固化劑的含量是多少？聚合物基復合材料的制備工藝聚合物基復合材料的制備工藝特點：（1）材料的形成與制品的成型同時完成，復合材料

27、的制備過程也就是復合材料成品的生產過程;（2）聚合物基復合材料成型方便。1）聚合物基復合材料的制備主要包括如下過程：預浸料的制備、制件的鋪層、固化及制件的后處理與機械加工等。預浸料的制備：預浸料是指將樹脂體系浸涂到纖維或纖維織物上，通過一定的處理過程后貯存?zhèn)溆玫陌氤善?。熱固性預浸料：溶液浸漬法和熱熔法（P139）例：溶液浸漬法和熱熔法各有何優(yōu)缺點？溶液浸漬法可充分浸漬纖維增強體，適宜制備薄型或厚型預浸料，且設備造價低廉。但是預浸料有溶劑殘留，成型時易成孔隙，影響復合材料性能。熱熔法無需使用溶劑，但是難以浸透厚度較大的纖維，當樹脂粘度較高時基體也難以浸漬纖維。熱塑性預浸料：溶液預浸；熔融預浸；膜

28、層疊；粉末浸漬；纖維混雜。（P141）手糊成型原料：樹脂主要為不飽和聚酯樹脂（用量約占各類樹脂的80%），其次是環(huán)氧樹脂。增強材料主要是玻璃纖維，其次碳纖維、芳綸纖維和其他纖維。為調節(jié)樹脂粘度，有時還需加入一定量的稀釋劑。手糊成型的輔助材料主要有填料和顏料。（降低固化收縮率和熱膨脹系數(shù)；改善制品性能；增粘或賦予觸變性；降低成本常用?CaCO3、石棉、鋁粉、石英粉、AI2O3粉、TiO2（提高粘附力）脫模劑：外脫模劑（如：聚酯薄膜、聚乙烯醇溶液、凡士林油等）模具材料：如玻璃鋼、木材、石蠟等工藝流程：增強材料剪裁-磨具準備-涂脫模劑-噴涂膠衣層-成型操作-脫模-修邊-裝配?。樹脂膠液的配置：膠液的

29、工藝性是影響手糊制品質量的重要因素。膠液的工藝性主要指膠液粘度和凝膠時間。1）膠液粘度，表征流動特性。對手糊作業(yè)影響大，粘度過高不易涂刷和浸透增強材料;粘度過低，在樹脂凝膠前發(fā)生膠液流失，使制品出現(xiàn)缺陷。粘度可通過加入稀釋劑調節(jié)。2）凝膠時間。凝膠時間過短，由于膠液粘度迅速增大，不僅增強材料不能被浸透，甚至發(fā)生局部固化，使手糊作業(yè)困難或無法進行。反之，如果凝膠時間過長，不僅增長了生產周期，而且導致膠液流失，交聯(lián)劑揮發(fā)，造成制品局部貧膠或不能完全固化。膠衣層作用：提供顏色；增強膠衣層（防止龜裂）；有利于膠衣層與結構層（玻璃布）的粘合。手糊成型特點：?1）操作簡便?；2）投資少、費用低、能生產大型

30、和復雜制品、制品可設計性好；3）屬勞動密集型、成型效率低；4）制品質量受操作者技術水?平限制；5）生產周期長，產品強度較其它方法低。模壓成型模壓成型是將一定量的模壓料放入金屬對模中，在一定的溫度和壓力作用下固化成型制品的一種方法。成型過程：1）將一定量的模壓料置于敞開的金屬模型腔內，閉模后加熱使其熔化；2）以一定溫度和壓力，使型腔內的模壓料在溫度和壓力作用下熔融并充滿型腔，形成與模腔相同形狀的模制品；3）再經(jīng)加熱使樹脂進一步發(fā)生交聯(lián)反應而固化，或者冷卻使熱塑性樹脂硬化，脫模后得到復合材料。模壓成型的優(yōu)缺點：優(yōu)點：較高的生產效率；制品尺寸準確、表面光潔；多數(shù)結構復雜的制品可一次成型、無需有損制品

31、性能的二次加工；制品夕卜觀及尺寸的重復性好，容易實現(xiàn)機械化和自動化等。缺點：模具設計制造復雜；壓機及模具投資高；制品尺寸受設備限制，一般只適合制造批量大的中、小型制品。噴射成型成型過程：1）將分別混有促進劑和引發(fā)劑的不飽和聚酯樹脂從噴槍兩側的兩個噴口噴出，同時將玻璃纖維無捻粗紗用切割機切斷并由噴槍中心噴出，這三組噴射物相遇并均勻混合后沉積到模具上。2）待沉積到一定厚度，用手輥液壓，使纖維浸透樹脂、壓實并除去氣泡，再進行加熱或常溫固化；3）固化后脫模得到制品。噴射成型對所用原材料有一定要求，例如樹脂體系的粘度應適中，容易噴射霧化、脫除氣泡和浸潤纖維以及不帶靜電等噴射成型的優(yōu)缺點：優(yōu)點：生產效率比

32、手糊提高24倍，生產率可達15kg/min;可用較少設備投資實現(xiàn)中批量生產；可用玻璃纖維無捻粗紗代替織物，材料成本低，產品整體性好，無接縫；可自由調變產品壁厚、纖維與樹脂比例。缺點：現(xiàn)場污染大；樹脂含量高；制品強度較低。拉擠成型（型材）拉擠成型是將浸漬過樹脂膠液的連續(xù)纖維束或帶狀織物在牽引裝置的作用下通過成型模定型，在模中或固化爐中固化，制成具有特定橫截面形狀和長度不受限制的復合材料型材的方法。拉擠成型屬于連續(xù)成型工藝?？捎们懈顧C將拉擠的型材切割成要求的長度。拉擠成型工藝流程如下：玻璃纖維粗砂排布-浸膠-預成型-擠壓模塑及固化-牽引-切割-制品。原料：1）樹脂基體：要求粘度低、固化過程無揮發(fā)物

33、等；2）熱固性基體主要有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂等；熱塑性基體主要有聚丙烯、ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚亞苯基硫醚等；3）增強體：要求纖維本身強度高、不易產生靜電、集束性好；4）大部分是玻璃纖維，其次是聚酯纖維和其他纖維。在玻璃纖維中，應用最多的是無捻粗紗；5）輔助材料：內脫模劑、填料等；6）內脫模劑：硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁和烷基磷酸酯等。優(yōu)缺點：優(yōu)點：生產效率高，便于實現(xiàn)自動化；制品中增強材料的含量一般為4080%,能夠充分發(fā)揮增強材料作用，制品性能穩(wěn)定可靠；生產過程中無邊角廢料，產品不需后加工因此較其他工藝省工、省原料、省能耗；生產過程中樹脂損耗少；制品的縱

34、向和橫向強度可任意調整，以適應不同制品的使用要求；其長度可根據(jù)需要定長切割。缺點：產品形狀單調，只能生產線形型材，而且橫向強度不高。第六章陶瓷基復合材料定義：以陶瓷材料為基體，以高強度纖維、晶須、晶片和顆粒為增強體，通過適當?shù)膹秃瞎に囁瞥傻膹秃喜牧?。特點：熔點高，耐高溫；硬度大；化學穩(wěn)定性好；韌性差（限制陶瓷材料的主要缺陷）陶瓷基復合材料的基體：（P159）1）氧化物陶瓷基體：主要有AI2O3陶瓷、Zro2陶瓷等；2）氮化物陶瓷基體：如Si3N4陶瓷、AIN陶瓷、BN陶瓷等；3）碳化物陶瓷基體：如SiC陶瓷、ZrC陶瓷、WC陶瓷、TiC陶瓷等；4）玻璃和玻璃陶瓷基體：高硅氧玻璃、硼硅玻璃、鋁

35、硅玻璃，鋁鋰硅酸鹽玻璃陶瓷等。晶玻璃:是通過加入晶核劑等方法，經(jīng)過熱處理過程在玻璃中形成晶核，再使晶核長大而形成的玻璃與晶體共存的均勻多晶材料，又稱為玻璃陶瓷。微晶玻璃的結構和性能與陶瓷、玻璃均不同，玻璃陶瓷的性能受晶相的數(shù)量、晶粒大小、界面強度以及玻璃相與晶相之間機械和物理相容性的影響。陶瓷基復合材料的增強體：由于陶瓷基體中加入的增強體主要增強陶瓷的韌性，所以陶瓷基復合材料中的增強體通常也稱為增韌體。1）長纖維:在陶瓷基復合材料中使用得較為普遍的是碳纖維、玻璃纖維、硼纖維等；（增韌效果優(yōu)越，但制備工藝復雜且纖維在基體中不易分布均勻）2）短纖維：將長纖維剪短（小于3mm）,再與集體粉末混合，經(jīng)過一定工藝，亦可實現(xiàn)增韌效果。3）晶須：晶須具有細小組織結構、缺陷少，