東北大學(xué)復(fù)合材料總復(fù)習(xí)

復(fù)合材料學(xué)

目錄緒論1復(fù)合材料概論2復(fù)合材料的基體3復(fù)合材料的增強(qiáng)材料4

復(fù)合材料的界面5

復(fù)合材料的成型工藝6復(fù)合理論緒論什么是材料？材料是人類(lèi)用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱(chēng)為材料。如燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，一般都不算是材料。但是這個(gè)定義并不那么嚴(yán)格，如炸藥、固體火箭推進(jìn)劑，一般稱(chēng)之為“含能材料”，因?yàn)樗鼘儆诨鹋诨蚧鸺慕M成部分。（百度百科）。

材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)（可以滿(mǎn)足人類(lèi)對(duì)吃、穿、住、行的需求）。在人類(lèi)歷史的發(fā)展跟材料的發(fā)展密切相關(guān)，人類(lèi)的歷史進(jìn)程是按材料的發(fā)展來(lái)區(qū)分的（石器時(shí)代、青銅器時(shí)代，鐵器時(shí)代）。

20世紀(jì)70年代人們把信息、材料和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱。80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。這主要是因?yàn)椴牧吓c國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由于材料多種多樣，分類(lèi)方法也就沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。材料的用途

材料經(jīng)過(guò)加工制成各種實(shí)物、燃料、物品、零件、機(jī)器最終滿(mǎn)足人們對(duì)吃、穿、住、行、用、交流的需求。吃：食材，穿：布料，?。航ú?，行：工程材料通常本專(zhuān)業(yè)所指的材料為工程材料。指具有一定性能，在特定條件下，能夠承擔(dān)某種功能，被用來(lái)制取零件和元件的材料。是用于制備各種工具，設(shè)備，以及交通工具的材料。不同的材料制成的零件在機(jī)器、設(shè)備、不同用具上發(fā)揮自己的作用最終保證了不同設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。材料的獲取人類(lèi)能夠獲取的材料及工具最早是從自然界中直接獲得的，比如木材、石頭、動(dòng)物的骨骼等。而隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)并制造新的材料，比如金屬材料，高分子材料，纖維材料等。緒論材料如何加工成設(shè)備零件生產(chǎn)準(zhǔn)備毛坯制造機(jī)械加工裝配調(diào)試（車(chē)，銑，刨，磨，鉆，鏜等）（組裝，部裝，總裝）（鑄造，鍛造，焊接，沖壓等）（市場(chǎng)調(diào)查，購(gòu)買(mǎi)原材料）為改善加工性和提高材質(zhì)的力學(xué)性能，通常要進(jìn)行熱處理緒論金屬材料的生產(chǎn)工藝緒論TheMaterialsScienceTetrahedron

材料科學(xué)四面體結(jié)構(gòu)固有特性制作方法測(cè)定性能使用性能性能價(jià)格比Cost(price)performance緒論材料的性能

材料（零件）的失效——使用壽命衣服，座椅，房屋，都有一定的使用壽命。零件也有一定的使用壽命，比如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，跑了多少萬(wàn)公里以后就要進(jìn)行更換。當(dāng)材料制成的零件由于某種原因失去承擔(dān)某種功能的能力時(shí)，材料就發(fā)生了失效。機(jī)械零件的失效主要有磨損、斷裂和腐蝕，而磨損失效占60%—80%。緒論工程材料（我們通常所指的材料）指具有一定性能，在特定條件下，能夠承擔(dān)某種功能，被用來(lái)制取零件和元件的材料。工程材料的分類(lèi)：⑴按使用功能分類(lèi)

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結(jié)構(gòu)材料（structuralmaterial）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、傳遞運(yùn)動(dòng)，承擔(dān)力、負(fù)荷為主（機(jī)械工程等）。

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功能材料（functionalmaterial）理化功能為主，力性為輔（導(dǎo)電材料、磁盤(pán)、光纖等）。緒論⑵按成分分類(lèi)----三大類(lèi)或四大類(lèi)材料（包括復(fù)合材料）緒論1.復(fù)合材料概述三大材料：金屬無(wú)機(jī)非金屬有機(jī)高分子復(fù)合材料取長(zhǎng)補(bǔ)短協(xié)同作用產(chǎn)生原來(lái)單一材料沒(méi)有本身所沒(méi)有的新性能無(wú)機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料金屬材料復(fù)合材料11Chapter9Composites1.1復(fù)合材料的定義國(guó)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(lái)而得到的一種多相固體材料復(fù)合材料的特點(diǎn)之一：是不僅保持原組分的部分優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)生原組分所不具備的新性能；特點(diǎn)之二：是它的可設(shè)計(jì)性，通過(guò)對(duì)原材料的選擇、各組分分布的設(shè)計(jì)和工藝條件的保證等，使原組分材料的優(yōu)點(diǎn)互相補(bǔ)充，同時(shí)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(shì)。1.3復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)相為連續(xù)相，成為基體；而另外一相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的分散相，它顯著增強(qiáng)材料的性能，故常稱(chēng)為增強(qiáng)材料（增強(qiáng)體、增強(qiáng)劑、增強(qiáng)相等）在基體和增強(qiáng)體之間存在著界面。1.3復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)相為連續(xù)相，成為基體；而另外一相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的分散相，它顯著增強(qiáng)材料的性能，故常稱(chēng)為增強(qiáng)材料（增強(qiáng)體、增強(qiáng)劑、增強(qiáng)相等）。多數(shù)情況下，分散相較基體硬，剛度和強(qiáng)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。在基體和增強(qiáng)體之間存在著界面。1.6復(fù)合材料分類(lèi)①聚合物基復(fù)合材料:以有機(jī)聚合物（熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂及橡膠等）為基體；②金屬基復(fù)合材料：以金屬（鋁、鎂、鈦等）為基體；③無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料：以陶瓷材料（也包括玻璃和水泥）為基體按基體分類(lèi)復(fù)合材料按功能分類(lèi)按增強(qiáng)材料形態(tài)分類(lèi)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(zhǎng)纖維的兩個(gè)端點(diǎn)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(wú)規(guī)則地分散在基體材料中；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。其它增強(qiáng)體：層疊、骨架、涂層、片狀、天然增強(qiáng)體

金屬基復(fù)合材料的分類(lèi)按復(fù)合材料的定義可分為1）宏觀(guān)組合型：其組成組分可用肉眼識(shí)別出來(lái)的兼?zhèn)鋬煞N組分性能的材料，有包覆材料、涂鍍材料、雙金屬及層壓材料。2）微觀(guān)強(qiáng)化型金屬基復(fù)合材料其組分只有通過(guò)顯微鏡才能分辨出來(lái)，是以通過(guò)材料強(qiáng)度為主要目的的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料分散強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料單層多層分層混雜連續(xù)纖維增強(qiáng)不連續(xù)纖維增強(qiáng)定向排列多向排列短纖維增強(qiáng)晶須強(qiáng)化定向排列定向排列隨機(jī)排列隨機(jī)排列第二章復(fù)合材料的基體復(fù)合材料基體分類(lèi)①聚合物基復(fù)合材料:以有機(jī)聚合物（熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂及橡膠等）為基體；②金屬基復(fù)合材料：以金屬（鋁、鎂、鈦等）為基體；③無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料：以陶瓷材料（也包括玻璃和水泥）為基體熱塑性樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂：是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論加熱和冷卻重復(fù)進(jìn)行多少次，均能保持這種性能。凡具有熱塑性樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)都屬線(xiàn)型。它包括含全部聚合樹(shù)脂和部分縮合樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂：加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化，也不能溶解。熱固性樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)為體型，它包括大部分的縮合樹(shù)脂，熱固性樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性高，受壓不易變形。其缺點(diǎn)是機(jī)械性能較差。3復(fù)合材料的增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中，凡是能提高基體材料力學(xué)性能的物質(zhì)，均稱(chēng)為增強(qiáng)復(fù)合材料。纖維在復(fù)合材料中起增強(qiáng)作用是主要成力組分。它不僅能使材料顯示出較高的抗拉強(qiáng)度和剛度，而且能減少收縮，提高熱變形溫度和低溫沖擊強(qiáng)度等。如聚苯乙烯塑料，加入玻璃纖維后，抗拉強(qiáng)度可以從600兆帕提高到1000兆帕，彈性模量可從3000兆帕提高到8000兆帕，其變形溫度可以從85攝氏度提高到105攝氏度，使零下40攝氏度的沖擊強(qiáng)度提高10倍。增強(qiáng)基的分類(lèi)按來(lái)源：天然和人造按形態(tài)：顆粒；纖維（長(zhǎng)短之分，粗細(xì)之分）；晶須按物質(zhì)結(jié)合鍵和物化性能：陶瓷類(lèi)——氧化物：Al2O3、Al2O3(SiO3)3、K2TiO3——非氧化物：SiC、Si3N4、TiB2

高聚物類(lèi)：聚芳酰胺纖維、聚乙烯纖維金屬類(lèi)：金屬絲，如：W、Mo

碳纖維類(lèi)玻璃纖維為什么玻璃纖維、具有很高的強(qiáng)度？

第四章、復(fù)合材料的界面復(fù)合材料中實(shí)際存在的界面可以分為5類(lèi)：復(fù)合材料的成型工藝制造金屬基復(fù)合材料時(shí)必須注意的問(wèn)題：1）纖維與基體金屬的潤(rùn)濕性、結(jié)合性和反應(yīng)性，即相容性問(wèn)題。2）纖維分布狀態(tài)的控制。3）制造過(guò)程中纖維因熱學(xué)、力學(xué)方面的原因造成的損傷和劣化。4）纖維和基體金屬的膨脹及制造時(shí)承受的殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)。5）纖維質(zhì)量的穩(wěn)定性。6）適于工業(yè)化生產(chǎn)，便于質(zhì)量控制的制造方法。2纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的復(fù)合成形顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料復(fù)合成形法5.4顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的成形方法粉末冶金法熱軋法機(jī)械合金化法固態(tài)法液態(tài)法重力鑄造法壓鑄法離心鑄造法電磁場(chǎng)鑄造法噴霧鑄造法半固態(tài)復(fù)合鑄造法1）固態(tài)成形法（1）粉末冶金法如典型的WC-Co超硬質(zhì)合金就是用粉末冶金法生產(chǎn)，還有碳化硅－鋁復(fù)合材料（2）熱軋法用熱軋法制造顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料時(shí)，可將作為基體的各種金屬粉末等混入作為增強(qiáng)粒子的各種陶瓷顆粒，或?qū)⒎勰┗旌狭隙逊e在A(yíng)l、低碳鋼或不銹鋼等金屬板材上，在保護(hù)性氣氛下加熱，使基體金屬粉末或板材加熱至半熔融狀態(tài)，保溫一定時(shí)間后進(jìn)行軋制，制成既有較高韌性，表面又耐磨、耐熱的表面復(fù)合材料。如：在鋼管中加入鑄鐵粉、碳化硅粉，加熱至半熔融狀態(tài)，軋制，切分成表面復(fù)合材料。2）液態(tài)復(fù)合法：它是將密度與液體金屬不同的顆粒等增強(qiáng)材料直接加入液體金屬進(jìn)行復(fù)合成形。如Mg/SiC，主要問(wèn)題：顆粒增強(qiáng)材料的加入和均勻分散（1）顆粒的加入方法A氣流噴入法：將顆粒增強(qiáng)材料用惰性氣體作載體噴入到金屬液中。B在澆注過(guò)程中加入金屬流中C塊狀加入：用增強(qiáng)顆粒和基體金屬粉末的混合塊往比重大的金屬液里添加時(shí)，不壓入是難以成功的，但可以把鋁粉和Cu或Ni涂覆過(guò)的石墨粉末混合物壓成塊加入到Al合金液體內(nèi)。（2)金屬液攪拌法A旋渦法：用葉輪使金屬液旋轉(zhuǎn)形成旋渦，將加入的顆粒及短纖維卷入金屬液內(nèi)。用于10微米以上的顆粒。5.5定向凝固法

定向凝固定向結(jié)晶，是使金屬或合金由液相中定向生長(zhǎng)晶體的一種方法。用于制造單晶、柱狀晶和自生復(fù)合材料。對(duì)于共晶合金，采用定向凝固方法，通過(guò)合理控制工藝參數(shù)，可使基體和增強(qiáng)相均勻相間，定向整齊排列。當(dāng)增強(qiáng)相按凝固方向長(zhǎng)成細(xì)長(zhǎng)的晶須時(shí)，就可得到晶須增強(qiáng)復(fù)合材料。這種復(fù)合材料有以下優(yōu)點(diǎn)：1）第二相是在結(jié)晶凝固過(guò)程中析出的，兩相界面結(jié)合牢固，界面強(qiáng)度高，利于應(yīng)力傳遞。同時(shí)避免了潤(rùn)濕、化學(xué)反應(yīng)和相容性問(wèn)題。2）由于兩相是在高溫接近熱力學(xué)平衡條件下緩慢生長(zhǎng)而成，兩界面處于低界面能狀態(tài)，具有良好的熱穩(wěn)定性。3）纖維分布均勻。如：Ni基與碳化物構(gòu)成的共晶合金性能超過(guò)常用合金的高溫合金，有“共晶高溫合金”之稱(chēng)。定向凝固的工藝方法定向凝固的主要工藝參數(shù)：1）凝固過(guò)程中固液界面前沿液相中的溫度梯度G2）固液界面向前推進(jìn)速度，即晶體凝固速度R。G/R是控制晶體長(zhǎng)大的重要判據(jù)，應(yīng)使：G/Rm(C-CE)/DT/D式中：m－液相線(xiàn)的斜率C-CE－對(duì)共晶成分CE的成分偏差D－液相中溶質(zhì)原子的擴(kuò)散系數(shù)T－固液共存的溫度范圍定向凝固的方法：發(fā)熱劑法、功率降低法、快速凝固法、液體金屬冷卻法、液體流動(dòng)床法、定邊供膜生長(zhǎng)法定向凝固過(guò)程及組織示意圖Ni基高溫合金飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片5.3半固態(tài)復(fù)合鑄造半固態(tài)鑄造是將固－液態(tài)金屬或合金漿液鑄造成形的方法。對(duì)正在凝固的金屬或合金進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，雖然隨著溫度的下降合金中固相組分不斷增加，當(dāng)增加到40～60％甚至更高時(shí)，這種合金仍象糊狀漿料一樣，具有良好的流動(dòng)性，并帶有粘性，即流變性，將其直接壓鑄成形，叫做半固態(tài)流變鑄造或流變鑄造。半固態(tài)觸變成形或鑄造：熔化－制備半固態(tài)漿料－鑄造－再加熱至半固態(tài)（固態(tài)狀態(tài)）－搬運(yùn)－壓力－凝固成形液固相軋制復(fù)合層狀金屬?gòu)?fù)合材料的制備方法鑄造復(fù)合PPT液態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)固態(tài)300440454045(b)3004404530044045(b)(a)30044045固-固軋制復(fù)合4爆炸焊接

利用炸藥爆炸的能量把兩層或兩層以上的金屬板或者預(yù)制帶結(jié)合在一起的一種加工方法。主要用于金屬層合板和金屬纖維增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料特點(diǎn)：1）結(jié)合力大2）能使其它方法無(wú)法結(jié)合的異種金屬結(jié)合在一起3）與焊接法相比，受到熱影響的區(qū)域小。4）可進(jìn)行多達(dá)幾十層層合材料的加工。第六章復(fù)合理論6.1復(fù)合強(qiáng)度理論6.2復(fù)合材料的相容性6.3基體與增強(qiáng)基的潤(rùn)濕性6.1復(fù)合強(qiáng)度理論

6.1.1分散強(qiáng)化原理（Vp=10~15%）分散強(qiáng)化復(fù)合材料是由細(xì)微硬質(zhì)點(diǎn)與金屬基體復(fù)合而成。作為增強(qiáng)劑的硬質(zhì)點(diǎn)主要是金屬氧化物、碳化物和硼化物等。分散強(qiáng)化原理：與析出強(qiáng)化機(jī)理相似，可用Orowan位錯(cuò)繞過(guò)機(jī)制說(shuō)明。載荷主要由基體負(fù)擔(dān)，分散硬質(zhì)點(diǎn)阻礙基體中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)能力越大，強(qiáng)化效果越好。在切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)滑移，遇到硬質(zhì)點(diǎn)位錯(cuò)線(xiàn)彎曲，位錯(cuò)彎曲部分曲率半徑R為：式中：Gm－基體剪切模量b－柏氏矢量若質(zhì)點(diǎn)間距為Dp，在剪應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)線(xiàn)曲率半徑R＝Dp/2時(shí)，復(fù)合材料產(chǎn)生塑性變形，此時(shí)剪應(yīng)力為復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度：如果質(zhì)點(diǎn)直徑為d，體積分?jǐn)?shù)為Vp，質(zhì)點(diǎn)彌散且均勻分布，根據(jù)體式金相學(xué)有如下關(guān)系：可得：因此：質(zhì)點(diǎn)尺寸越小，體積分?jǐn)?shù)越高，強(qiáng)化效果越好，一般Vp=10~15%，d＝0.1~0.01um6.1.2顆粒增強(qiáng)原理顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料是由尺寸較大（>1微米）的堅(jiān)硬顆粒與金屬基體復(fù)合而成。載荷主要由基體承受，但顆粒也承受載荷并約束基體的變形。顆粒阻止基體位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的能力越大，增強(qiáng)效果越好。在外力作用下，基體內(nèi)位錯(cuò)的滑移在基體－顆粒界面上受到阻止，并在顆粒上產(chǎn)生應(yīng)力集中，其值：σσi

由位錯(cuò)理論，應(yīng)力集中因子為：得到：當(dāng)應(yīng)力集中達(dá)到顆粒斷裂強(qiáng)度時(shí)，顆粒開(kāi)始破壞，產(chǎn)生裂紋，引起復(fù)合材料變形，有：因此顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度為：把質(zhì)點(diǎn)直徑、體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)點(diǎn)間距的關(guān)系式代入得：因此：質(zhì)點(diǎn)尺寸越小，體積分?jǐn)?shù)越高，強(qiáng)度越高，顆粒對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)效果越好。在實(shí)際用的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中，增強(qiáng)顆粒直徑為1～50微米，體積分?jǐn)?shù)為5～50％。6.1.3纖維增強(qiáng)原理纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由連續(xù)纖維或不連續(xù)（短）纖維與金屬基體復(fù)合而成。復(fù)合材料受力時(shí)，高強(qiáng)度、高模量的增強(qiáng)纖維承受大部分載荷，而基體主要作為媒介，傳遞和分散載荷。通常纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性模量和斷裂強(qiáng)度與各組分性能關(guān)系如下：強(qiáng)度增強(qiáng)率：復(fù)合材料強(qiáng)度與基體強(qiáng)度之比，它表示復(fù)合材料的增強(qiáng)效果。分散強(qiáng)化的強(qiáng)度增強(qiáng)率：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度增強(qiáng)率：在分散強(qiáng)化和顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中，強(qiáng)度增強(qiáng)率與質(zhì)點(diǎn)或顆粒體積分?jǐn)?shù)、直徑及其分布有關(guān)，一般說(shuō)，質(zhì)點(diǎn)越細(xì)，增強(qiáng)率F越大。分散強(qiáng)化時(shí)，質(zhì)點(diǎn)尺寸在0.1~0.01微米時(shí)，F(xiàn)＝4～15。質(zhì)點(diǎn)再細(xì)就容易形成固溶體，質(zhì)點(diǎn)較大，在0.1~1微米時(shí)，F(xiàn)＝1～3，增強(qiáng)效果不明顯：主要質(zhì)點(diǎn)尺寸在此范圍內(nèi)易產(chǎn)生應(yīng)力集中，強(qiáng)度下降。當(dāng)Vf一定時(shí)，比越大，纖維承受載荷越大，增強(qiáng)作用就越大。因此復(fù)合材料要采用高強(qiáng)度、高模量的增強(qiáng)纖維，而基體用低強(qiáng)度、低模量的材料，但基體韌性要好當(dāng)值一定時(shí)，

Vf值越大，纖維貢獻(xiàn)越大。理論計(jì)算Vf最大可達(dá)0.9069，但實(shí)際Vf大于0.80時(shí)，復(fù)合材料的強(qiáng)度不但不隨纖維含量的增大，反而下降。這是因?yàn)槔w維太多，沒(méi)有足夠的基體去潤(rùn)濕和滲入纖維，造成纖維粘結(jié)不好，有空隙，因此強(qiáng)度不高。實(shí)際使用體積分?jǐn)?shù)為0.3~0.6纖維強(qiáng)化時(shí)的強(qiáng)度增強(qiáng)率：

復(fù)合材料變形第二階段:纖維的彈性模量大于基體，纖維仍然彈性變

形，基體已經(jīng)屈服，即進(jìn)入塑性變形。

由于載荷主要由纖維承擔(dān)，隨變形增加，纖維載荷增加快，當(dāng)達(dá)到

纖維破

斷強(qiáng)度時(shí)，復(fù)合材料破壞，這時(shí)基體仍在塑性變形階段。如果設(shè)纖維破斷應(yīng)變?yōu)?，這基體拉伸應(yīng)力為，復(fù)合材料的強(qiáng)度為：6.2復(fù)合材料的相容性復(fù)合材料的相容性：指在加工和使用過(guò)程中，復(fù)合材料中各組元之間的相互配合程度。復(fù)合材料的相容性包括：1）物理相容：主要指在應(yīng)力作用下和熱變化時(shí)，材料性能和材料常數(shù)之間的關(guān)系。（1）力學(xué)相容：主要指基體應(yīng)有足夠韌性和強(qiáng)度，能將外部載荷均勻地傳到增強(qiáng)物上，而不會(huì)產(chǎn)生明顯地不連續(xù)現(xiàn)象。（2）熱相容：指基體和增強(qiáng)材料在熱膨脹時(shí)相互配合地程度。2）化學(xué)相容性（1）化學(xué)熱力學(xué)相容：要求復(fù)合材料中兩相熱力學(xué)平衡，或者發(fā)生有害反應(yīng)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)十分緩慢。化學(xué)相容也是基體與增強(qiáng)材料之間化學(xué)反應(yīng)問(wèn)題，有的組分希望通過(guò)反應(yīng)來(lái)促進(jìn)基體和增強(qiáng)材料之間的結(jié)合，有的則希望避免某些反應(yīng)以減少纖維損傷或在界面形成硬脆相。如Fe－Al（2）動(dòng)力學(xué)相容：即反應(yīng)速度問(wèn)題在界面部分?jǐn)⑹?。基體與增強(qiáng)材料之間的相互作用類(lèi)型1）基體與纖維不互相作用，也不互溶；如Al－B，在最佳工藝條件下，鋁表面存在氧化膜保護(hù)基體與增強(qiáng)材料不反應(yīng)。Cu－不銹鋼，Al－SiC。2）基體與纖維間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但互溶。Ni－W,Ni－C.3）基體與纖維間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在界面上生產(chǎn)化合物。如Al－B，當(dāng)鋁表面氧化膜破壞，基體與增強(qiáng)材料反應(yīng)，形成化合物。6.3金屬基體與增強(qiáng)材料的潤(rùn)濕性液體對(duì)固體的潤(rùn)濕性：就是液體在固體表面鋪開(kāi)的能力。如果固體表面能超過(guò)液體表面能，則液體在固體表面上鋪開(kāi)，即液體潤(rùn)濕固體。潤(rùn)濕程度可用二者之間的接觸角表示，平衡時(shí)：得：

如果，液體不能潤(rùn)濕固體，如果，則能潤(rùn)濕固體。液體與固體之間的粘結(jié)程度可用粘著功來(lái)度量粘著功W：指在固體－真空界面和液體－飽和蒸氣界面形成單位面積固－液相界面所需得功。

用接觸角表示：表明：固體與液