第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程課件

復(fù)合材料

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程1復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程1主要參考資料1、現(xiàn)代復(fù)合材料----陳華輝鄧海金李明（中國物質(zhì)出版社,1998）2、復(fù)合材料概論----王榮國武衛(wèi)莉（哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1999）3、復(fù)合材料--------吳人潔（天津大學(xué)出版社,2000）5、復(fù)合材料及其應(yīng)用—尹洪峰,任耘（陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2003）6、高性能復(fù)合材料學(xué)---郝元愷,肖加余(化學(xué)工業(yè)出版社,2004)7、先進(jìn)復(fù)合材料----魯云朱世杰馬鳴圖（機(jī)械工業(yè)已出版社,2004）8、復(fù)合材料--------周曦亞（化學(xué)工業(yè)出版社,2005）第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程2主要參考資料1、現(xiàn)代復(fù)合材料----陳華輝鄧海金李第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第二章復(fù)合材料基本特性、應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀第三章復(fù)合材料的基體材料第四章復(fù)合材料的增強(qiáng)材料第五章復(fù)合材料的成型工藝第六章功能復(fù)合材料第七章復(fù)合材料的復(fù)合原則及界面第八章陶瓷基復(fù)合材料第九章金屬基復(fù)合材料目錄第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程3第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程目錄第一章復(fù)合材第一章

復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程4第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第一章復(fù)合材料的概念材料分類：金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子材料各有千秋揚(yáng)長避短

克服單一材料的缺點

產(chǎn)生原來單一材料沒有本身所沒有的新性能復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程5材料分類：金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子材料第一章復(fù)合材料的10000BC各種材料在各個歷史時期相對重要性5000BC015001900196019801990200020102020金銅鐵鋼合金鋼高溫合金高分子木材皮膚纖維動物膠橡膠電木尼龍PEPCPSPPPAN聚酯高模聚合物導(dǎo)電高分子復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料石材陶瓷陶器玻璃水泥耐火材料熔融硅耐濕陶瓷韌性機(jī)械陶瓷3第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程610000BC各種材料在各個歷史時期相對重要性5000BC0１、復(fù)合材料的定義什么是復(fù)合材料(CompositionMaterials,Composite)?要給復(fù)合材料下一個嚴(yán)格精確而又統(tǒng)一的定義是很困難的。概括前人的觀點，有關(guān)復(fù)合材料的定義或偏重于考慮復(fù)合后材料的性能，或偏重于考慮復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程7１、復(fù)合材料的定義什么是復(fù)合材料(Compositi諸如（１）

復(fù)合材料是由兩種或更多的組分材料結(jié)合在一起，復(fù)合后的整體性能應(yīng)超過組分材料，保留了所期望的性能(高強(qiáng)度、剛度、輕的重量)，抑制了所不期望的特性(低延性)。偏重于考慮復(fù)合后材料的性能第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程8諸如（１）復(fù)合材料是由兩種或更多的組分材料結(jié)合在一起，復(fù)合（２）

復(fù)合材料是多功能的材料系統(tǒng)，它們可提供任何單一材料所無法獲得的特性；它們是由兩種或多種成分不同，性質(zhì)不同，有時形狀也不同的相容性材料，以物理形式結(jié)合而成的。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程9（２）復(fù)合材料是多功能的材料系統(tǒng)，它們可提供任何單一材料所

F．L.Matthews和Ｒ．D．Rawlings認(rèn)為，復(fù)合材料是兩個或兩個以上組元或相組成的混合物，并應(yīng)滿足下面三個條件：(1)組元含量大于5％；(2)復(fù)合材料的性能顯著不同于各組元的性能，(3)通過各種方法混合而成。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程10F．L.Matthews和Ｒ．D．Rawlings認(rèn)按這Matthews和Rawlings給出的定義，鋼鐵及其合金不應(yīng)屬于復(fù)合材料，如Co—Cr—Mo—Si合金不屬于復(fù)合材料，因為這種合金經(jīng)過熔化和凝固過程；而僅有像SiC顆粒強(qiáng)化的Al合金這種混合而成的材料才屬于復(fù)合材料。因此有人認(rèn)為可將復(fù)合材料劃分為廣義復(fù)合材料和狹義復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程11按這Matthews和Rawlings給出的從廣義上講，復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)的組分組合而成的材料。但在現(xiàn)代材料學(xué)界中，復(fù)合材料專指由兩種或兩種以上不同相態(tài)的組分所組成的材料。復(fù)合材料可定義為：用經(jīng)過選擇的、含一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組分（或稱組元），通過人工復(fù)合、組成多相、三維結(jié)合且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程12從廣義上講，復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)的組分上述復(fù)合材料的定義較易被普遍接受，它不僅明確指出復(fù)合材料是“通過人工復(fù)合的”和“有特殊性能的”材料，而且還指明了復(fù)合材料的組分、結(jié)構(gòu)特點及與其他種材料（如簡單混合物、化合物、合金）的特征區(qū)別。根據(jù)上述復(fù)合材料的定義，復(fù)合材料應(yīng)不包括自然形成的具有某些復(fù)合材料形態(tài)的物質(zhì)、化合物、單相合金和多相合金。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程13上述復(fù)合材料的定義較易被普遍接受，它不僅明確指出復(fù)合材料以下面五點概括了復(fù)合材料的特點：1、復(fù)合材料的組分和相對含量是由人工選擇和設(shè)計的；2、復(fù)合材料是以人工制造而非天然形成的（區(qū)別于具有某些復(fù)合材料形態(tài)特征的天然物質(zhì)）；第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程14以下面五點概括了復(fù)合材料的特點：第一章復(fù)合材料的概念、分3、組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)性質(zhì)（區(qū)別于化合物和合金）；4、復(fù)合材料的性能取決于各組成相性能的協(xié)同。復(fù)合材料具有新的、獨特的和可用的性能，這種性能是單個組分材料性能所不及或不同的；5、復(fù)合材料是各組分之間被明顯界面區(qū)分的多相材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程153、組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相固體材料?！恫牧峡茖W(xué)技術(shù)百科全書》中關(guān)于復(fù)合材料的定義如下：復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。它既保留原組成材料的重要特色，又通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能。可以通過材料設(shè)計使各組分的性能互相補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得更優(yōu)越的性能，與一般材料的簡便混合有本質(zhì)區(qū)別。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程16國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義為：復(fù)合材料是根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行設(shè)計，把兩種以上的有機(jī)聚合物材料，或無機(jī)非金屬材料，或金屬材料組合在一起，使之互補(bǔ)性能優(yōu)勢，從而制成的一類新型材料。一般由基體組元與增強(qiáng)材料或功能體組元所組成，因此亦屬于多相材料范疇。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程17《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義為：第一章復(fù)合材料的概念、根據(jù)《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義可以看出,復(fù)合材料具有兩個鮮明的特點:１、復(fù)合材料不僅能保持原組分的部分優(yōu)點，而且產(chǎn)生原組分所不具備的新性能。２、復(fù)合材料具有可設(shè)計性。由于各種原材料都具有各自的優(yōu)點和缺點，所以在組合時可能出現(xiàn)如下圖所示的結(jié)果。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程18根據(jù)《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義可以看出,復(fù)合材料因此復(fù)合材料必須通過對原材料的選擇，各組分分布的設(shè)計和工藝條件的保證等，以使原組分材料的優(yōu)點互相補(bǔ)充，同時利用復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)使之出現(xiàn)新的性能，最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程19因此復(fù)合材料必須通過對原材料的選擇，各組分分布的設(shè)計和工綜上所述，復(fù)合材料應(yīng)具有以下三個特點：(1)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性能的材料組元通過宏觀或微觀復(fù)合形成的一種新型材料，組元之間存在著明顯的界面。(2)復(fù)合材料中各組元不但保持各自的固有特性而且可最大限度發(fā)揮各種材料組元的特性，并賦予單一材料組元所不具備的優(yōu)良持殊性能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程20綜上所述，復(fù)合材料應(yīng)具有以下三個特點：第一章復(fù)合材料的(3)復(fù)合材料具有可設(shè)計性。復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，稱為基體；而另一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，與連續(xù)相相比，這種分散相的性能優(yōu)越，會使材料的性能顯著增強(qiáng)，故常稱為增強(qiáng)體(也稱為增強(qiáng)材料、增強(qiáng)相等)。在大多數(shù)情況下，分散相較基體硬，強(qiáng)度和剛度較基體大。分散相可以是纖維及其編織物，也可以是顆粒狀或彌散的填料。在基體與增強(qiáng)體之間存在著界面。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程21(3)復(fù)合材料具有可設(shè)計性。第一章復(fù)合材料的概通過對各種定義、解釋加以總結(jié)，復(fù)合材料應(yīng)包括：組元是人們根據(jù)材料設(shè)計的基本原則有意識地選擇，至少包括兩種物理和力學(xué)性能不同的獨立組元，其中一組元的體積分?jǐn)?shù)一般不低于20％，第二組元通常為纖維、晶須或顆粒；復(fù)合材料是人工制造的，而非天然形成的。復(fù)合材料的性質(zhì)取決于組元性質(zhì)的優(yōu)化組合，它應(yīng)優(yōu)于獨立組元的性質(zhì)，特別是強(qiáng)度、剛度、韌性和高溫性能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程22通過對各種定義、解釋加以總結(jié)，復(fù)合材料應(yīng)包括：第復(fù)合材料在世界各國還沒有統(tǒng)一的名稱和命名方法，比較共同的趨勢是根據(jù)增強(qiáng)體和基體的名稱來命名，通常有以下三種情況：2、復(fù)合材料的命名第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程23復(fù)合材料在世界各國還沒有統(tǒng)一的名稱和命名方法，（1）強(qiáng)調(diào)基體時以基體材料的名稱為主。如樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等。（2）強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)體時以增強(qiáng)體材料的名稱為主。如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、陶瓷顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程24（1）強(qiáng)調(diào)基體時以基體材料的名稱為主。如樹脂基復(fù)合材料、金屬（3）基體材料名稱與增強(qiáng)體材料并用。這種命名方法常用來表示某一種具體的復(fù)合材料，習(xí)慣上把增強(qiáng)體材料的名稱放在前面，基體材料的名稱放在后面。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程25（3）基體材料名稱與增強(qiáng)體材料并用。這種命名方法常用來表示某例如：“玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料”，或簡稱為“玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料或玻璃纖維/環(huán)氧”。而我國則常把這類復(fù)合材料通稱為“玻璃鋼”。碳纖維和金屬基體構(gòu)成的復(fù)合材料叫“金屬基復(fù)合材料”，也可寫為“碳／金屬復(fù)合材料”。碳纖維和碳構(gòu)成的復(fù)合材料叫“碳／碳復(fù)合材料”。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程26例如：“玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料”，或簡稱為“玻璃國外還常用英文編號來表示，如MMC（MetalMatrixComposite）表示金屬基復(fù)合材料，F(xiàn)RP（FiberReinforcedPlastics）表示纖維增強(qiáng)塑料，而玻璃纖維/環(huán)氧則表示為GF/Epoxy,或G/Ep(G-Ep)第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程27國外還常用英文編號來表示，如MMC（MetalM３、復(fù)合材料的分類隨著材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁玫匮芯亢褪褂貌牧希枰獙Σ牧线M(jìn)行分類。

材料的分類，歷史上有許多方法：第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程28３、復(fù)合材料的分類隨著材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁茫ǎ保┌床牧系幕瘜W(xué)性質(zhì)分類，有金屬材料、非金屬材料之分。（２）按物理性質(zhì)分類，有絕緣材料、磁性材料、遠(yuǎn)光材料、半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料等。（３）按用途分類，有航空材料、電工材料、建筑材料、包裝材料等。材料的分類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程29（１）按材料的化學(xué)性質(zhì)分類，有金屬材料、非金屬材料之分。材料復(fù)合材料的分類方法也很多，常見的分類方法有以下幾種：一、按增強(qiáng)材料形態(tài)分為以下三類1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：a.連續(xù)纖維復(fù)合材料：作為分散相的長纖維的兩個端點都位于復(fù)合材料的邊界處；

b.非連續(xù)纖維復(fù)合材料：短纖維、晶須無規(guī)則地分散在基體材料中；第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程30復(fù)合材料的分類方法也很多，常見的分類方法有以下幾種：第一章復(fù)2、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：微小顆粒狀增強(qiáng)材料分散在基體中；3、板狀增強(qiáng)體、編織復(fù)合材料：以平面二維或立體三維物為增強(qiáng)材料與基體復(fù)合而成。其他增強(qiáng)體：層疊、骨架、涂層、片狀、天然增強(qiáng)體

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程312、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：微小顆粒狀增強(qiáng)材料分散在基體中；第一章復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

a)層疊復(fù)合b)連續(xù)纖維復(fù)合c)細(xì)粒復(fù)合d)短切纖維復(fù)合第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程32復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

a)層疊復(fù)合b)連續(xù)纖維復(fù)合c)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料分為以下五種：①玻璃纖維復(fù)合材料；②碳纖維復(fù)合材料；③有機(jī)纖維（芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維、聚烯烴纖維等）復(fù)合材料；④金屬纖維（如鎢絲、不銹鋼絲等）復(fù)合材料；⑤陶瓷纖維（如氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維等）復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程33纖維增強(qiáng)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程33混雜復(fù)合材料：兩種或兩種以上增強(qiáng)體同一種基體制成的復(fù)合材料。可以看成是兩種或多種單一纖維或顆粒復(fù)合材料的相互復(fù)合，即復(fù)合材料的“復(fù)合材料”。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程34混雜復(fù)合材料：兩種或兩種以上增強(qiáng)體同一種基體制成的復(fù)合①玻璃纖維復(fù)合材料

用玻璃纖維增強(qiáng)工程塑料的復(fù)合材料，即玻璃鋼。玻璃鋼分為兩種，即熱塑性玻璃鋼和熱固性玻璃鋼。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程35①玻璃纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程3Ａ、熱塑性玻璃鋼熱塑性玻璃鋼是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱塑性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。Ｂ、熱固性玻璃鋼熱固性玻璃鋼是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱固性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程36Ａ、熱塑性玻璃鋼第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程36②碳纖維復(fù)合材料

Ａ、碳纖維復(fù)合材料：作基體的樹脂，目前應(yīng)用最多的是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚四氟乙烯。Ｂ、碳纖維碳復(fù)合材料：用有機(jī)基體浸漬纖維坯塊，固化后再進(jìn)行熱解，或纖維坯型經(jīng)化學(xué)氣相沉積，直接填入碳。Ｃ、碳纖維金屬復(fù)合材料：主要用于熔點較低的金屬或合金，如在碳纖維表面鍍金屬，制成了碳纖維金屬復(fù)合材料。Ｄ、碳纖維陶瓷復(fù)合材料：我國研制了一種碳纖維石英玻璃復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程37②碳纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程③硼纖維復(fù)合材料硼纖維是由硼氣相沉積在鎢絲上來制取的。Ａ、硼纖維樹脂復(fù)合材料：基體主要為環(huán)氧樹脂、聚苯并咪唑和聚酰亞胺樹脂等。Ｂ、硼纖維金屬復(fù)合材料：常用的基體為鋁、鎂及其合金，還有鈦及其合金等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程38③硼纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程38④金屬纖維復(fù)合材料作增強(qiáng)纖維的金屬主要是強(qiáng)度較高的高熔點金屬鎢、鉬、鋼、不銹鋼、鈦、鈹?shù)?，它們能被基體金屬潤濕，也能增強(qiáng)陶瓷。Ａ、金屬纖維金屬復(fù)合材料：研究較多的增強(qiáng)劑為鎢鉬絲，基體為鎳合金和鈦合金。Ｂ、金屬纖維陶瓷復(fù)合材料：利用金屬纖維的韌性和抗拉能力改善陶瓷的脆性。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程39④金屬纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程39二、按材料作用分兩類①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料；②功能復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程40二、按材料作用分兩類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程4①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要用于制造受力構(gòu)件；結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要是作為承力結(jié)構(gòu)使用的復(fù)合材料，它基本上是由能承受載荷的增強(qiáng)體組元與能聯(lián)接增強(qiáng)體成為整體承載同時又起分配與傳遞載荷作用的基體組元構(gòu)成。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程41①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程41結(jié)構(gòu)復(fù)合材料又可按基體材料類型和增強(qiáng)體材料類型來分類見下圖所示：第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程42結(jié)構(gòu)復(fù)合材料又可按基體材料類型和增強(qiáng)體材料類型來分類見下聚合物基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料水泥基復(fù)合材料碳基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱固性樹脂基熱塑性樹脂基橡膠基高溫陶瓷基玻璃基玻璃陶瓷基輕金屬基高熔點金屬基金屬間化合物基Ａ、按基體類型分類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程43結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱固性樹脂基高溫陶瓷基輕金屬基Ａ、按基體類型分B、按增強(qiáng)體類型分類結(jié)構(gòu)復(fù)合材料疊層式復(fù)合材料片材增強(qiáng)復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料人工晶片天然片狀物微米顆粒納米顆粒不連續(xù)纖維復(fù)合材料連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料晶須增強(qiáng)復(fù)合材料短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料二維織物增強(qiáng)復(fù)合材料三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程44B、按增強(qiáng)體類型分類結(jié)構(gòu)復(fù)合材料疊層式復(fù)合材料人工晶片微米顆結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點可根據(jù)材料在使用中受力的要求進(jìn)行組元選材和增強(qiáng)體排布設(shè)計，從而充分發(fā)揮各組元的效能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程45結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程45②功能復(fù)合材料

指具備各種特殊物理與化學(xué)性能的材料。例如：聲、光、電、磁、熱、耐腐蝕、零膨脹、阻尼、摩擦、屏蔽或換能等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程46②功能復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程46功能復(fù)合材料中的增強(qiáng)體又可稱為功能體組元，它分布于基體組元中。功能復(fù)合材料中的基體不僅起到構(gòu)成整體的作用，而且能夠產(chǎn)生協(xié)同或加強(qiáng)功能的作用。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程47功能復(fù)合材料中的增強(qiáng)體又可稱為功能體組元，它分布于基體組

除了上面的各種各樣的復(fù)合材料以外，還有同質(zhì)復(fù)合材料和異質(zhì)復(fù)合材料。

同質(zhì)復(fù)合材料（增強(qiáng)材料和基體材料屬于同種物質(zhì)，如碳/碳復(fù)合材料）

異質(zhì)復(fù)合材料（前面提及的復(fù)合材料多屬此類）。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程48除了上面的各種各樣的復(fù)合材料以外，還有同質(zhì)復(fù)合材料和異質(zhì)復(fù)合材料目前狀況（１）玻璃鋼和樹脂基復(fù)合材料

非常成熟廣泛的應(yīng)用

（２）金屬基復(fù)合材料

開發(fā)階段某些結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵部位（３）陶瓷基復(fù)合材料及功能復(fù)合材料等尚處于研究階段有不少科學(xué)技術(shù)問題有待解決第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程49復(fù)合材料目前狀況第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程49４、復(fù)合材料發(fā)展概況復(fù)合材料發(fā)展簡史：學(xué)術(shù)界開始使用“復(fù)合材料”（compositematerials）一詞大約是在20世紀(jì)40年代，當(dāng)時出現(xiàn)了玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯，開辟了現(xiàn)代復(fù)合材料的新紀(jì)元。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程50４、復(fù)合材料發(fā)展概況第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程從20世紀(jì)60年代開始，開發(fā)出多種高性能纖維。20世紀(jì)80年代以后，由于人們豐富了設(shè)計、制造和測試等方面的知識和經(jīng)驗，加上各類作為復(fù)合材料基體的材料的使用和改進(jìn)，使現(xiàn)代復(fù)合材料的發(fā)展達(dá)到了更高的水平，即進(jìn)入高性能復(fù)合材料的發(fā)展階段。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程51從20世紀(jì)60年代開始，開發(fā)出多種高性能纖維。20

復(fù)合材料的整個發(fā)展過程可表示為：古代近代先進(jìn)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程52復(fù)合材料的整個發(fā)展過程可表示為：古代近代先進(jìn)復(fù)合材料第一天然復(fù)合材料自然界中存在許許多多的天然復(fù)合材料。例如，樹木和竹子是纖維素和木質(zhì)素的復(fù)合體；

動物的骨骼則由無機(jī)磷酸鹽和蛋白質(zhì)膠原復(fù)合而成。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程53天然復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程53人類很早就接觸和使用各種天然復(fù)合材料，并仿效自然界制作各種各樣的復(fù)合材料。例如陜西半坡人－－草梗合泥筑墻，且延用至今；漆器－－麻纖維和土漆復(fù)合而成，至今已四千多年；敦煌壁畫－－泥胎、宮殿建筑里園木表面的披麻覆漆。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程54人類很早就接觸和使用各種天然復(fù)合材料，并仿效自然界制作各近代，復(fù)合材料的發(fā)展始于20世紀(jì)40年代，第二次世界大戰(zhàn)中，玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂復(fù)合材料被美國空軍用于制造飛機(jī)構(gòu)件開始算起。50年代得到了迅速發(fā)展。我國從1958年開始發(fā)展復(fù)合材料

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程55近代，復(fù)合材料的發(fā)展始于20世紀(jì)40年代，第二次世界大戰(zhàn)

現(xiàn)代復(fù)合材料的制作成功則要從1942年，第二次世界大戰(zhàn)中，玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂復(fù)合材料被美國空軍用于制造飛機(jī)構(gòu)件開始算起。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程56現(xiàn)代復(fù)合材料的制作成功則要從1942年，第二次世界大戰(zhàn)中材料科學(xué)家們認(rèn)為，就世界范圍而論，從1940年到1960年這20年間，是玻璃纖維增強(qiáng)塑料時代，可以稱為復(fù)合材料發(fā)展的第一代。第一代：1940年到1960年，玻璃纖維增強(qiáng)塑料；第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程57材料科學(xué)家們認(rèn)為，就世界范圍而論，從1940年到19601965年英國科學(xué)家研制出碳纖維；1971年美國杜邦公司開發(fā)出Kevler-49（開芙拉-49）；1975年先進(jìn)復(fù)合材料“碳纖維增強(qiáng)、及Kevler纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料”已用于飛機(jī)、火箭的主承力件上。這一時期被稱為復(fù)合材料發(fā)展的第二代。第二代：1960年到1980年，先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展時期第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程581965年英國科學(xué)家研制出碳纖維；第一章復(fù)合材料的概念、1990年以后則被認(rèn)為是復(fù)合材料發(fā)展的第四代，主要發(fā)展多功能復(fù)合材料，如機(jī)敏（智能）復(fù)合材料和梯度功能材料等。隨著新型復(fù)合材料的不斷涌現(xiàn)，復(fù)合材料不僅應(yīng)用在導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星等尖端工業(yè)中，在航空、汽車、造船、建筑、電子、橋梁、機(jī)械、醫(yī)療和體育等各個部門都得到應(yīng)用。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程591990年以后則被認(rèn)為是復(fù)合材料發(fā)展的第四代，主要發(fā)展多復(fù)合材料

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程60復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程1主要參考資料1、現(xiàn)代復(fù)合材料----陳華輝鄧海金李明（中國物質(zhì)出版社,1998）2、復(fù)合材料概論----王榮國武衛(wèi)莉（哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1999）3、復(fù)合材料--------吳人潔（天津大學(xué)出版社,2000）5、復(fù)合材料及其應(yīng)用—尹洪峰,任耘（陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2003）6、高性能復(fù)合材料學(xué)---郝元愷,肖加余(化學(xué)工業(yè)出版社,2004)7、先進(jìn)復(fù)合材料----魯云朱世杰馬鳴圖（機(jī)械工業(yè)已出版社,2004）8、復(fù)合材料--------周曦亞（化學(xué)工業(yè)出版社,2005）第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程61主要參考資料1、現(xiàn)代復(fù)合材料----陳華輝鄧海金李第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第二章復(fù)合材料基本特性、應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀第三章復(fù)合材料的基體材料第四章復(fù)合材料的增強(qiáng)材料第五章復(fù)合材料的成型工藝第六章功能復(fù)合材料第七章復(fù)合材料的復(fù)合原則及界面第八章陶瓷基復(fù)合材料第九章金屬基復(fù)合材料目錄第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程62第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程目錄第一章復(fù)合材第一章

復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程63第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程第一章復(fù)合材料的概念材料分類：金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子材料各有千秋揚(yáng)長避短

克服單一材料的缺點

產(chǎn)生原來單一材料沒有本身所沒有的新性能復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程64材料分類：金屬、無機(jī)非金屬、有機(jī)高分子材料第一章復(fù)合材料的10000BC各種材料在各個歷史時期相對重要性5000BC015001900196019801990200020102020金銅鐵鋼合金鋼高溫合金高分子木材皮膚纖維動物膠橡膠電木尼龍PEPCPSPPPAN聚酯高模聚合物導(dǎo)電高分子復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料石材陶瓷陶器玻璃水泥耐火材料熔融硅耐濕陶瓷韌性機(jī)械陶瓷3第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程6510000BC各種材料在各個歷史時期相對重要性5000BC0１、復(fù)合材料的定義什么是復(fù)合材料(CompositionMaterials,Composite)?要給復(fù)合材料下一個嚴(yán)格精確而又統(tǒng)一的定義是很困難的。概括前人的觀點，有關(guān)復(fù)合材料的定義或偏重于考慮復(fù)合后材料的性能，或偏重于考慮復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程66１、復(fù)合材料的定義什么是復(fù)合材料(Compositi諸如（１）

復(fù)合材料是由兩種或更多的組分材料結(jié)合在一起，復(fù)合后的整體性能應(yīng)超過組分材料，保留了所期望的性能(高強(qiáng)度、剛度、輕的重量)，抑制了所不期望的特性(低延性)。偏重于考慮復(fù)合后材料的性能第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程67諸如（１）復(fù)合材料是由兩種或更多的組分材料結(jié)合在一起，復(fù)合（２）

復(fù)合材料是多功能的材料系統(tǒng)，它們可提供任何單一材料所無法獲得的特性；它們是由兩種或多種成分不同，性質(zhì)不同，有時形狀也不同的相容性材料，以物理形式結(jié)合而成的。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程68（２）復(fù)合材料是多功能的材料系統(tǒng)，它們可提供任何單一材料所

F．L.Matthews和Ｒ．D．Rawlings認(rèn)為，復(fù)合材料是兩個或兩個以上組元或相組成的混合物，并應(yīng)滿足下面三個條件：(1)組元含量大于5％；(2)復(fù)合材料的性能顯著不同于各組元的性能，(3)通過各種方法混合而成。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程69F．L.Matthews和Ｒ．D．Rawlings認(rèn)按這Matthews和Rawlings給出的定義，鋼鐵及其合金不應(yīng)屬于復(fù)合材料，如Co—Cr—Mo—Si合金不屬于復(fù)合材料，因為這種合金經(jīng)過熔化和凝固過程；而僅有像SiC顆粒強(qiáng)化的Al合金這種混合而成的材料才屬于復(fù)合材料。因此有人認(rèn)為可將復(fù)合材料劃分為廣義復(fù)合材料和狹義復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程70按這Matthews和Rawlings給出的從廣義上講，復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)的組分組合而成的材料。但在現(xiàn)代材料學(xué)界中，復(fù)合材料專指由兩種或兩種以上不同相態(tài)的組分所組成的材料。復(fù)合材料可定義為：用經(jīng)過選擇的、含一定數(shù)量比的兩種或兩種以上的組分（或稱組元），通過人工復(fù)合、組成多相、三維結(jié)合且各相之間有明顯界面的、具有特殊性能的材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程71從廣義上講，復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同化學(xué)性質(zhì)的組分上述復(fù)合材料的定義較易被普遍接受，它不僅明確指出復(fù)合材料是“通過人工復(fù)合的”和“有特殊性能的”材料，而且還指明了復(fù)合材料的組分、結(jié)構(gòu)特點及與其他種材料（如簡單混合物、化合物、合金）的特征區(qū)別。根據(jù)上述復(fù)合材料的定義，復(fù)合材料應(yīng)不包括自然形成的具有某些復(fù)合材料形態(tài)的物質(zhì)、化合物、單相合金和多相合金。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程72上述復(fù)合材料的定義較易被普遍接受，它不僅明確指出復(fù)合材料以下面五點概括了復(fù)合材料的特點：1、復(fù)合材料的組分和相對含量是由人工選擇和設(shè)計的；2、復(fù)合材料是以人工制造而非天然形成的（區(qū)別于具有某些復(fù)合材料形態(tài)特征的天然物質(zhì)）；第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程73以下面五點概括了復(fù)合材料的特點：第一章復(fù)合材料的概念、分3、組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)性質(zhì)（區(qū)別于化合物和合金）；4、復(fù)合材料的性能取決于各組成相性能的協(xié)同。復(fù)合材料具有新的、獨特的和可用的性能，這種性能是單個組分材料性能所不及或不同的；5、復(fù)合材料是各組分之間被明顯界面區(qū)分的多相材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程743、組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相固體材料?！恫牧峡茖W(xué)技術(shù)百科全書》中關(guān)于復(fù)合材料的定義如下：復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料。它既保留原組成材料的重要特色，又通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能?？梢酝ㄟ^材料設(shè)計使各組分的性能互相補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得更優(yōu)越的性能，與一般材料的簡便混合有本質(zhì)區(qū)別。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程75國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義為：復(fù)合材料是根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行設(shè)計，把兩種以上的有機(jī)聚合物材料，或無機(jī)非金屬材料，或金屬材料組合在一起，使之互補(bǔ)性能優(yōu)勢，從而制成的一類新型材料。一般由基體組元與增強(qiáng)材料或功能體組元所組成，因此亦屬于多相材料范疇。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程76《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義為：第一章復(fù)合材料的概念、根據(jù)《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義可以看出,復(fù)合材料具有兩個鮮明的特點:１、復(fù)合材料不僅能保持原組分的部分優(yōu)點，而且產(chǎn)生原組分所不具備的新性能。２、復(fù)合材料具有可設(shè)計性。由于各種原材料都具有各自的優(yōu)點和缺點，所以在組合時可能出現(xiàn)如下圖所示的結(jié)果。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程77根據(jù)《材料大辭典》中關(guān)于復(fù)合材料的定義可以看出,復(fù)合材料因此復(fù)合材料必須通過對原材料的選擇，各組分分布的設(shè)計和工藝條件的保證等，以使原組分材料的優(yōu)點互相補(bǔ)充，同時利用復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)使之出現(xiàn)新的性能，最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程78因此復(fù)合材料必須通過對原材料的選擇，各組分分布的設(shè)計和工綜上所述，復(fù)合材料應(yīng)具有以下三個特點：(1)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性能的材料組元通過宏觀或微觀復(fù)合形成的一種新型材料，組元之間存在著明顯的界面。(2)復(fù)合材料中各組元不但保持各自的固有特性而且可最大限度發(fā)揮各種材料組元的特性，并賦予單一材料組元所不具備的優(yōu)良持殊性能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程79綜上所述，復(fù)合材料應(yīng)具有以下三個特點：第一章復(fù)合材料的(3)復(fù)合材料具有可設(shè)計性。復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個相為連續(xù)相，稱為基體；而另一相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的分散相，與連續(xù)相相比，這種分散相的性能優(yōu)越，會使材料的性能顯著增強(qiáng)，故常稱為增強(qiáng)體(也稱為增強(qiáng)材料、增強(qiáng)相等)。在大多數(shù)情況下，分散相較基體硬，強(qiáng)度和剛度較基體大。分散相可以是纖維及其編織物，也可以是顆粒狀或彌散的填料。在基體與增強(qiáng)體之間存在著界面。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程80(3)復(fù)合材料具有可設(shè)計性。第一章復(fù)合材料的概通過對各種定義、解釋加以總結(jié)，復(fù)合材料應(yīng)包括：組元是人們根據(jù)材料設(shè)計的基本原則有意識地選擇，至少包括兩種物理和力學(xué)性能不同的獨立組元，其中一組元的體積分?jǐn)?shù)一般不低于20％，第二組元通常為纖維、晶須或顆粒；復(fù)合材料是人工制造的，而非天然形成的。復(fù)合材料的性質(zhì)取決于組元性質(zhì)的優(yōu)化組合，它應(yīng)優(yōu)于獨立組元的性質(zhì)，特別是強(qiáng)度、剛度、韌性和高溫性能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程81通過對各種定義、解釋加以總結(jié)，復(fù)合材料應(yīng)包括：第復(fù)合材料在世界各國還沒有統(tǒng)一的名稱和命名方法，比較共同的趨勢是根據(jù)增強(qiáng)體和基體的名稱來命名，通常有以下三種情況：2、復(fù)合材料的命名第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程82復(fù)合材料在世界各國還沒有統(tǒng)一的名稱和命名方法，（1）強(qiáng)調(diào)基體時以基體材料的名稱為主。如樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等。（2）強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)體時以增強(qiáng)體材料的名稱為主。如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、陶瓷顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程83（1）強(qiáng)調(diào)基體時以基體材料的名稱為主。如樹脂基復(fù)合材料、金屬（3）基體材料名稱與增強(qiáng)體材料并用。這種命名方法常用來表示某一種具體的復(fù)合材料，習(xí)慣上把增強(qiáng)體材料的名稱放在前面，基體材料的名稱放在后面。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程84（3）基體材料名稱與增強(qiáng)體材料并用。這種命名方法常用來表示某例如：“玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料”，或簡稱為“玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料或玻璃纖維/環(huán)氧”。而我國則常把這類復(fù)合材料通稱為“玻璃鋼”。碳纖維和金屬基體構(gòu)成的復(fù)合材料叫“金屬基復(fù)合材料”，也可寫為“碳／金屬復(fù)合材料”。碳纖維和碳構(gòu)成的復(fù)合材料叫“碳／碳復(fù)合材料”。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程85例如：“玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料”，或簡稱為“玻璃國外還常用英文編號來表示，如MMC（MetalMatrixComposite）表示金屬基復(fù)合材料，F(xiàn)RP（FiberReinforcedPlastics）表示纖維增強(qiáng)塑料，而玻璃纖維/環(huán)氧則表示為GF/Epoxy,或G/Ep(G-Ep)第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程86國外還常用英文編號來表示，如MMC（MetalM３、復(fù)合材料的分類隨著材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁玫匮芯亢褪褂貌牧?，需要對材料進(jìn)行分類。

材料的分類，歷史上有許多方法：第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程87３、復(fù)合材料的分類隨著材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁茫ǎ保┌床牧系幕瘜W(xué)性質(zhì)分類，有金屬材料、非金屬材料之分。（２）按物理性質(zhì)分類，有絕緣材料、磁性材料、遠(yuǎn)光材料、半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電材料等。（３）按用途分類，有航空材料、電工材料、建筑材料、包裝材料等。材料的分類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程88（１）按材料的化學(xué)性質(zhì)分類，有金屬材料、非金屬材料之分。材料復(fù)合材料的分類方法也很多，常見的分類方法有以下幾種：一、按增強(qiáng)材料形態(tài)分為以下三類1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：a.連續(xù)纖維復(fù)合材料：作為分散相的長纖維的兩個端點都位于復(fù)合材料的邊界處；

b.非連續(xù)纖維復(fù)合材料：短纖維、晶須無規(guī)則地分散在基體材料中；第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程89復(fù)合材料的分類方法也很多，常見的分類方法有以下幾種：第一章復(fù)2、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：微小顆粒狀增強(qiáng)材料分散在基體中；3、板狀增強(qiáng)體、編織復(fù)合材料：以平面二維或立體三維物為增強(qiáng)材料與基體復(fù)合而成。其他增強(qiáng)體：層疊、骨架、涂層、片狀、天然增強(qiáng)體

第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程902、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：微小顆粒狀增強(qiáng)材料分散在基體中；第一章復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

a)層疊復(fù)合b)連續(xù)纖維復(fù)合c)細(xì)粒復(fù)合d)短切纖維復(fù)合第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程91復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖

a)層疊復(fù)合b)連續(xù)纖維復(fù)合c)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料分為以下五種：①玻璃纖維復(fù)合材料；②碳纖維復(fù)合材料；③有機(jī)纖維（芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維、聚烯烴纖維等）復(fù)合材料；④金屬纖維（如鎢絲、不銹鋼絲等）復(fù)合材料；⑤陶瓷纖維（如氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維等）復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程92纖維增強(qiáng)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程33混雜復(fù)合材料：兩種或兩種以上增強(qiáng)體同一種基體制成的復(fù)合材料?？梢钥闯墒莾煞N或多種單一纖維或顆粒復(fù)合材料的相互復(fù)合，即復(fù)合材料的“復(fù)合材料”。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程93混雜復(fù)合材料：兩種或兩種以上增強(qiáng)體同一種基體制成的復(fù)合①玻璃纖維復(fù)合材料

用玻璃纖維增強(qiáng)工程塑料的復(fù)合材料，即玻璃鋼。玻璃鋼分為兩種，即熱塑性玻璃鋼和熱固性玻璃鋼。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程94①玻璃纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程3Ａ、熱塑性玻璃鋼熱塑性玻璃鋼是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱塑性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。Ｂ、熱固性玻璃鋼熱固性玻璃鋼是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱固性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程95Ａ、熱塑性玻璃鋼第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程36②碳纖維復(fù)合材料

Ａ、碳纖維復(fù)合材料：作基體的樹脂，目前應(yīng)用最多的是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚四氟乙烯。Ｂ、碳纖維碳復(fù)合材料：用有機(jī)基體浸漬纖維坯塊，固化后再進(jìn)行熱解，或纖維坯型經(jīng)化學(xué)氣相沉積，直接填入碳。Ｃ、碳纖維金屬復(fù)合材料：主要用于熔點較低的金屬或合金，如在碳纖維表面鍍金屬，制成了碳纖維金屬復(fù)合材料。Ｄ、碳纖維陶瓷復(fù)合材料：我國研制了一種碳纖維石英玻璃復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程96②碳纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程③硼纖維復(fù)合材料硼纖維是由硼氣相沉積在鎢絲上來制取的。Ａ、硼纖維樹脂復(fù)合材料：基體主要為環(huán)氧樹脂、聚苯并咪唑和聚酰亞胺樹脂等。Ｂ、硼纖維金屬復(fù)合材料：常用的基體為鋁、鎂及其合金，還有鈦及其合金等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程97③硼纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程38④金屬纖維復(fù)合材料作增強(qiáng)纖維的金屬主要是強(qiáng)度較高的高熔點金屬鎢、鉬、鋼、不銹鋼、鈦、鈹?shù)?，它們能被基體金屬潤濕，也能增強(qiáng)陶瓷。Ａ、金屬纖維金屬復(fù)合材料：研究較多的增強(qiáng)劑為鎢鉬絲，基體為鎳合金和鈦合金。Ｂ、金屬纖維陶瓷復(fù)合材料：利用金屬纖維的韌性和抗拉能力改善陶瓷的脆性。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程98④金屬纖維復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程39二、按材料作用分兩類①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料；②功能復(fù)合材料。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程99二、按材料作用分兩類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程4①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要用于制造受力構(gòu)件；結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要是作為承力結(jié)構(gòu)使用的復(fù)合材料，它基本上是由能承受載荷的增強(qiáng)體組元與能聯(lián)接增強(qiáng)體成為整體承載同時又起分配與傳遞載荷作用的基體組元構(gòu)成。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程100①結(jié)構(gòu)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程41結(jié)構(gòu)復(fù)合材料又可按基體材料類型和增強(qiáng)體材料類型來分類見下圖所示：第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程101結(jié)構(gòu)復(fù)合材料又可按基體材料類型和增強(qiáng)體材料類型來分類見下聚合物基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料水泥基復(fù)合材料碳基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱固性樹脂基熱塑性樹脂基橡膠基高溫陶瓷基玻璃基玻璃陶瓷基輕金屬基高熔點金屬基金屬間化合物基Ａ、按基體類型分類第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程102結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱固性樹脂基高溫陶瓷基輕金屬基Ａ、按基體類型分B、按增強(qiáng)體類型分類結(jié)構(gòu)復(fù)合材料疊層式復(fù)合材料片材增強(qiáng)復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料人工晶片天然片狀物微米顆粒納米顆粒不連續(xù)纖維復(fù)合材料連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料晶須增強(qiáng)復(fù)合材料短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料二維織物增強(qiáng)復(fù)合材料三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程103B、按增強(qiáng)體類型分類結(jié)構(gòu)復(fù)合材料疊層式復(fù)合材料人工晶片微米顆結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點可根據(jù)材料在使用中受力的要求進(jìn)行組元選材和增強(qiáng)體排布設(shè)計，從而充分發(fā)揮各組元的效能。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程104結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程45②功能復(fù)合材料

指具備各種特殊物理與化學(xué)性能的材料。例如：聲、光、電、磁、熱、耐腐蝕、零膨脹、阻尼、摩擦、屏蔽或換能等。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程105②功能復(fù)合材料第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程46功能復(fù)合材料中的增強(qiáng)體又可稱為功能體組元，它分布于基體組元中。功能復(fù)合材料中的基體不僅起到構(gòu)成整體的作用，而且能夠產(chǎn)生協(xié)同或加強(qiáng)功能的作用。第一章復(fù)合材料的概念、分類及其發(fā)展歷程106功能復(fù)合材料