復(fù)合材料的復(fù)合理論與界面

材料科學(xué)概論概述復(fù)合材料的復(fù)合理論

復(fù)合材料的界面樹脂基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料第六章復(fù)合材料

一、復(fù)合材料的涵義現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對工程材料提出了越來越高的要求，而且有的要求之間甚至是相互矛盾的。在這種情況下，單一的材料已不能滿足需要，于是高性能復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合材料就是由兩種或更多種物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能和加工性能不同的物質(zhì)，經(jīng)人工組合而成的多相固體材料。復(fù)合材料的基本組成可分為基體相和增強(qiáng)相兩種第一節(jié)概述（1）按基體材料分類：分為樹脂基、金屬基、陶瓷基等復(fù)合材料，使用最多的是樹脂基復(fù)合材料。（2）按增強(qiáng)材料的種類和形態(tài)分類：可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料和層疊增強(qiáng)復(fù)合材料等，其中纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用最為廣泛。

（3）按復(fù)合材料的使用性能分類：可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。前者主要用于工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，主要利用材料的力學(xué)性能；后者具有某種特殊的物理性能或化學(xué)性能等，作為功能材料使用。目前應(yīng)用最廣的是結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。二、復(fù)合材料的分類1.比強(qiáng)度和比模量高

比強(qiáng)度是材料的抗拉強(qiáng)度與密度之比，比模量是材料的彈性模量與密度之比。從教材129頁表6-1中可知，復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量普遍高于常用金屬材料的。這一點(diǎn)在航天、航空領(lǐng)域具有重要的意義。如美國的波音飛機(jī)上，大量采用石墨纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件，比采用金屬材料質(zhì)量減輕達(dá)20～38％。三、復(fù)合材料的性能特點(diǎn)2.抗疲勞與斷裂安全性能好

復(fù)合材料對缺口、應(yīng)力集中的敏感性小，特別是纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，基體良好的強(qiáng)韌性降低了裂紋擴(kuò)展速度，大量的纖維對裂紋又有阻隔作用，具有較高的疲勞強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中存在大量相對獨(dú)立的纖維，借助塑韌性基體結(jié)合成一個(gè)整體，當(dāng)復(fù)合材料構(gòu)件由于過載或其他原因而使部分纖維斷裂時(shí)，載荷會(huì)重新分配到未斷裂的增強(qiáng)纖維上，故具有良好的斷裂安全性。3.良好的減振性能

纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有良好的減振性能，主要有兩方面的原因：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的自振頻率高，一般工作條件下很難達(dá)到這樣的高頻率，因此這種材料制成的構(gòu)件在工作狀態(tài)下不易發(fā)生共振現(xiàn)象；大量的纖維與基體界面有吸收振動(dòng)能量的作用，阻尼特性好，振動(dòng)很很快衰減。復(fù)合材料良好的減振性能，使其在精密控制和精密檢測的儀器、儀表方面得到廣泛應(yīng)用。

4.良好的高溫性能復(fù)合材料中增強(qiáng)材料的熔點(diǎn)都較高，而且在高溫下仍然保持較高的高溫強(qiáng)度和彈性模量。如今高性能樹脂基復(fù)合材料的使用溫度已達(dá)200～300℃，金屬基復(fù)合材料耐熱溫度為300～500℃，而陶瓷基復(fù)合材料的有效承載溫度可達(dá)1000℃以上。樹脂基復(fù)合材料和金屬基復(fù)合材料的使用溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單一的基體材料，例如，鋁合金在400℃時(shí)，其強(qiáng)度大幅下降，而用碳纖維或硼纖維增強(qiáng)鋁，400℃的強(qiáng)度和彈性模量幾乎與室溫下相同。四、復(fù)合材料的現(xiàn)狀與未來復(fù)合材料的研究開始于1940年，研究的材料是玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂。在1960-1970年間研制了許多新型纖維與晶須。用這些纖維（晶須）增強(qiáng)的的樹脂基復(fù)合材料，以其密度低、強(qiáng)度高、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小、耐多種介質(zhì)腐蝕的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航天、航空、汽車制造和建筑領(lǐng)域。未來復(fù)合材料的發(fā)展趨勢有以下幾個(gè)特點(diǎn)。1.由宏觀復(fù)合向微觀復(fù)合發(fā)展目前使用的復(fù)合材料是以尺寸較大的增強(qiáng)體與基體復(fù)合而成的宏觀復(fù)合材料，近期已研究出尺寸較小的增強(qiáng)體與新型微觀復(fù)合材料。微觀復(fù)合材料包括：微纖增強(qiáng)復(fù)合材料、納米復(fù)合材料和分子復(fù)合材料。微纖增強(qiáng)復(fù)合材料是指復(fù)合材料在加工過程中內(nèi)部析出的細(xì)微增強(qiáng)相與基體相構(gòu)成的原位復(fù)合材料，也稱自增強(qiáng)復(fù)合材料。納米復(fù)合材料是極具潛力的新型復(fù)合材料，因?yàn)槠渲性鰪?qiáng)材料尺寸小到納米數(shù)量級，必然具有巨大界面能，其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)也會(huì)因尺寸小而發(fā)生變化，這些因素將會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料性能的改善。分子復(fù)合材料已在樹脂基復(fù)合材料上實(shí)現(xiàn)，即用剛性棒狀高分子水平上與柔性樹脂復(fù)合。2.向多元混雜復(fù)合和超混雜復(fù)合方向發(fā)展多元混雜復(fù)合是復(fù)合材料發(fā)展的一個(gè)重要方向，混雜復(fù)合是獲得高性能復(fù)合材料有效而經(jīng)濟(jì)的方法，有兩方面的原因：因?yàn)榛祀s復(fù)合兼有兩種或多種材料的特征，在性能方面可起到互相彌補(bǔ)的作用，由此擴(kuò)大了材料設(shè)計(jì)的自由度。另外，采用價(jià)格昂貴的高性能增強(qiáng)纖維與一般性能的廉價(jià)纖維混雜使用，可望受到較好的經(jīng)濟(jì)效果。目前，混雜復(fù)合已趨于多樣化，對增強(qiáng)體，在混雜的纖維增強(qiáng)體中又加入顆粒增強(qiáng)體；基體也混雜了屬性不同的材料，成為混雜體。今年出現(xiàn)的以鋁板和纖維增塑材料交替層疊的材料，成為超混雜材料。這類材料的特點(diǎn)是耐疲勞性能很好。3.由結(jié)構(gòu)復(fù)合材料為主，向結(jié)構(gòu)材料與功能復(fù)合材料并重的方向發(fā)展

在材料科學(xué)工作者的努力下，具有優(yōu)良物理性能、化學(xué)特性的功能復(fù)合材料不斷被研制開發(fā)出來。功能復(fù)合材料正在向多功能方向發(fā)展，使材料不僅是結(jié)構(gòu)材料，承受一定的載荷，而且還具有某種或多種綜合功能。例如先進(jìn)軍用飛機(jī)的隱身蒙皮就是一種多功能復(fù)合材料，它既是輕質(zhì)高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，又具有吸收雷達(dá)波和紅外線的功能。

4.由被動(dòng)復(fù)合材料向主動(dòng)復(fù)合材料發(fā)展目前使用的人工材料基本上屬于被動(dòng)材料，即在外界作用下只能被動(dòng)承受這種作用或被動(dòng)做出相應(yīng)反應(yīng)。正在致力于研究的是具有主動(dòng)性的材料，它的初級形式為機(jī)敏材料，具有感覺、處理和執(zhí)行功能，以及自診斷、自適應(yīng)和自修補(bǔ)作用。其高級形式為智能材料，它能夠根據(jù)作用力的大小和環(huán)境作出優(yōu)化反應(yīng)，起到自決策作用。這類材料基本上把起傳感器作用的敏感材料、起執(zhí)行支持作用的材料和起驅(qū)動(dòng)作用的材料復(fù)合材料一起成為機(jī)敏復(fù)合材料，然后與外接電路裝置構(gòu)成機(jī)敏（智能）系統(tǒng)。

5.由常規(guī)設(shè)計(jì)向仿生設(shè)計(jì)方向發(fā)展生物材料大多是復(fù)合材料，在復(fù)合材料設(shè)計(jì)時(shí)，生物材料可為我們提供良好的設(shè)計(jì)思路。如現(xiàn)代直升飛機(jī)的旋翼結(jié)構(gòu)為：內(nèi)層是硬泡沫塑料，中層是玻璃纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，外層是剛度、強(qiáng)度高的碳纖維復(fù)合材料。這就是仿照骨骼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。仿生不僅可以豐富我們的設(shè)計(jì)思路，還可參照生物體的功能機(jī)制設(shè)計(jì)出新的功能復(fù)合材料。

一、復(fù)合原理

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的復(fù)合原理

第二節(jié)復(fù)合材料的復(fù)合理論

二、增強(qiáng)機(jī)理1、纖維增強(qiáng)1）定義：由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性纖維作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。其目的是提高材料在室溫和高溫下的強(qiáng)度和彈性模量。2）機(jī)理：將脆性材料制成細(xì)纖維，因直徑細(xì)小，而使產(chǎn)生裂紋的幾率降低，有利于纖維脆性的改善和強(qiáng)度的提高。纖維處于基體之中，彼此隔離，纖維表面受到基體的保護(hù)作用，不易遭受損傷，不易在承載過程中產(chǎn)生裂紋，使承載能力增強(qiáng)。復(fù)合材料受到較大應(yīng)力時(shí)，一些有裂紋的纖維可能斷裂，但塑性很和韌性好的基體能組織裂紋的擴(kuò)展。纖維受載斷裂時(shí)，斷口不可能都在一個(gè)平面上，從而使材料的抗拉強(qiáng)度大大提高，同時(shí)斷裂韌度也增加。

3）增強(qiáng)纖維與基體復(fù)合時(shí)應(yīng)注意的問題：增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)比基體材料的高?；w和纖維之間要有一定的黏結(jié)作用，而且應(yīng)具有一定的結(jié)合強(qiáng)度。纖維應(yīng)有合理的含量、尺寸和分布。纖維應(yīng)與基體的線膨脹系數(shù)相匹配。纖維與基體之間要有良好的相容性。

2、顆粒增強(qiáng)1）分類：根據(jù)增強(qiáng)顆粒的尺寸大小，分為彌散增強(qiáng)復(fù)合材料和真正顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料（微米量級）。彌散增強(qiáng)復(fù)合材料指尺寸為100～2500?的微細(xì)顆粒彌散分布在金屬和合金中形成的復(fù)合材料。真正顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料指以微米量級的顆粒增強(qiáng)的金屬基、樹脂基或陶瓷基復(fù)合材料。2）機(jī)理：彌散強(qiáng)化復(fù)合材料的增強(qiáng)體主要是金屬氧化物、碳化物和硼化物，這些彌散分布于金屬或合金基體中的硬顆粒可以有效地阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。其復(fù)合強(qiáng)化機(jī)理與合金中的析出強(qiáng)化機(jī)理相似，基體仍是承受載荷的主體。純顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的性能受顆粒大小的影響，通常選擇尺寸較小的顆粒，并且盡可能使之均勻分布在基體之中。顆粒不是通過阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而使材料強(qiáng)化，而是借助于限制顆粒臨近基體的運(yùn)動(dòng)，約束基體的變形來達(dá)到強(qiáng)化基體的目的。因此，一般認(rèn)為增強(qiáng)顆粒承受部分載荷顆粒與基體間的結(jié)合力越大，增強(qiáng)的效果越明顯。三、增韌機(jī)理1、纖維增韌1）定義：為了克服陶瓷脆性大的弱點(diǎn)，可以在陶瓷基體中加入纖維制成的陶瓷基復(fù)合材料，由于定向、取向或無序排布的纖維的加入，陶瓷基復(fù)合材料韌度顯著提高，這就是纖維增韌。2）機(jī)理：單向排布長纖維增韌單向排布長纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料具有各向異性，沿纖維長度方向上的縱向性能大大高于橫向性能。實(shí)際上，在斷裂過程中纖維的斷裂并非發(fā)生在同一裂紋平面，在裂紋的發(fā)展過程中會(huì)出現(xiàn)裂紋轉(zhuǎn)向。裂紋轉(zhuǎn)向的結(jié)果，使韌度進(jìn)一步提高。綜上所述，在單向排布長纖維陶瓷基復(fù)合材料中韌度的提高來自３個(gè)方面，即纖維拔出、纖維斷裂和裂紋轉(zhuǎn)向。

多維多向排布長纖維增韌單向排列纖維增韌陶瓷只是縱向性能優(yōu)越，橫向顯著低于縱向，然而在許多陶瓷構(gòu)件中要求在二維甚至三維都要求有高性能，于是便產(chǎn)生了多向排布長纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料。纖維排布有兩種方式：一種是將纖維編制成纖維布，這種材料在二維方向上性能優(yōu)越；另一種是纖維分層單向排布，層間纖維成一定角度。前一種材料用于平板構(gòu)件或曲率半徑較大的殼體構(gòu)件，后一種材料可以根據(jù)構(gòu)件的形狀用纖維纏繞的方法制成所需形狀的殼層狀構(gòu)件。二維多向纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的韌化機(jī)理與單向排布復(fù)合材料一樣，也主要是靠纖維的斷裂、纖維的拔出與裂紋轉(zhuǎn)向使其韌度及強(qiáng)度比基體材料大幅度提高。短纖維欺、晶須華增韌長纖維忙增韌固掠然有其掌優(yōu)越性期，但制毛備工藝妄復(fù)雜，纖工藝技舍術(shù)難度鵝大，特臣別是纖鐘維很難愚在基體社中均勻陪分布。咽因此，卻才發(fā)展孕了短纖群維、晶柱須及顆詠粒增韌辯陶瓷基克復(fù)合材具料。將長纖維蛛剪短，然軌后分散并閃與基體粉說料混勻，省熱壓燒結(jié)補(bǔ)后制得。維這種方法澡制得的復(fù)來合材料中氣，短纖維惠沿加壓面信擇優(yōu)取向岔，因而產(chǎn)槍生性能上桌的各向異拋性。晶須增韌昌陶瓷基復(fù)暮合材料的造增韌機(jī)理紀(jì)大體與纖異維增韌陶剝瓷基復(fù)合建材料的相國同，即主酬要靠晶須說的拔出橋登連與裂紋妻轉(zhuǎn)向機(jī)制站對韌性的否提高產(chǎn)生訴突出貢獻(xiàn)毫。2、顆粒鑼增韌顆粒增韌秩陶瓷基復(fù)鴨合材料的禍韌化機(jī)理摔主要有相射變韌性、業(yè)裂紋轉(zhuǎn)向且與分叉增貼韌等。1）相至變增韌以Zr育O2馬氏體相貫變來說明清增韌機(jī)理薦。ZrO2在一定錫溫度和站應(yīng)力場掀作用下誤，亞穩(wěn)設(shè)定四方抓t－Z筆rO2顆粒轉(zhuǎn)變管為單斜相堡m－Zr弱O2。伴隨國著這種尊相變有欄的體積霧膨脹，粉因而產(chǎn)驗(yàn)生了壓終縮應(yīng)力傳，從而本抵消外拉加應(yīng)力井，組織北裂紋擴(kuò)萬展，達(dá)眠到增韌延目的。2）裂事紋轉(zhuǎn)向析與分叉潮增韌裂紋在陶殊瓷材料中胸不斷擴(kuò)展候，裂紋前綱沿遇到高添強(qiáng)度的顆跑粒的阻礙陵，使擴(kuò)展丹方向發(fā)生親偏轉(zhuǎn)和分域叉，從而狀減小了裂造紋前端的答應(yīng)力強(qiáng)度癢因子，增昆加了材料短的斷裂韌先度，達(dá)到惠了增韌的叨目的。一、樹辣脂基復(fù)勤合材料型的界面1.界面仿的形成界面的導(dǎo)形成可惕分為兩女個(gè)階段涂：一是覺基體與瓦增強(qiáng)纖劑維的接斯觸與浸男潤過程槐，二是讀樹脂的連固化過陽程，在塔此過程虹中樹脂年通過物匪理或化燈學(xué)的變蕉化而固揀化，形縮慧成固體中的界面陶層。界面層尿使纖維銳與基體易形成一潛個(gè)整體惠，并通唯過它傳洲遞應(yīng)力書。2.界面但作用機(jī)理（1）界的面浸潤理垮論1963把年Zis貸man首諸先提出了踐這個(gè)理論少，主要論黎點(diǎn)是增強(qiáng)客纖維被液便體樹脂良川好浸潤是峰極其重要湊的，浸潤鑄不良會(huì)在哲界面上產(chǎn)溪生間隙，喘易產(chǎn)生應(yīng)卵力集中而訴使復(fù)合材催料發(fā)生開蜻裂，完全委浸潤可使啞基體與增劈燕強(qiáng)纖維的代結(jié)合強(qiáng)度麥大于基體糾的強(qiáng)度，保復(fù)合材料勺才能顯示腸其優(yōu)越性傅能。第三節(jié)涌復(fù)錄合材料貝的界面（2）焦化學(xué)鍵異理論主要論點(diǎn)來是處理增加強(qiáng)纖維表襲面的偶連灰劑既含有貌能與增強(qiáng)嗎纖維起化換學(xué)作用的壘官能團(tuán)，擋又含有能高與樹脂基痛體起化學(xué)每作用的官另能團(tuán)，由書此在界面暈上形成共沫價(jià)鍵結(jié)合緞，如能滿駁足這一要?jiǎng)∏髣t在理農(nóng)論上可獲邀得最大的究界面結(jié)合鍵能。這種向理論的實(shí)烈質(zhì)即強(qiáng)調(diào)執(zhí)增加界面必的化學(xué)作隙用是改進(jìn)顧復(fù)合材料撓性能的關(guān)頑鍵。（3）變外形層理論如果纖維哀與基體的麻線膨脹系怕數(shù)相差較遷大，復(fù)合級材料固化弊后在界面忍上會(huì)產(chǎn)生延殘余應(yīng)力左，這將損桐傷界面和拼影響復(fù)合掘材料的性秤能。另外似，在載荷辦作用下，衫界面上會(huì)衡出現(xiàn)應(yīng)力饑集中，若甜界面化學(xué)勁鍵破壞，秧產(chǎn)生微裂稈紋，將導(dǎo)錯(cuò)致復(fù)合材浩料性能變騰差。將增率強(qiáng)纖維表盡面進(jìn)行處羊理，在界摔面上形成拼一層塑性姥層，就可情以起到松得弛和減小釣界面應(yīng)力嘴的作用，析這種理論石稱為變形里層理論。（4）物嗎理吸附理妥論可作為塊化學(xué)鍵術(shù)理論的秤補(bǔ)充。功這種理導(dǎo)論認(rèn)為蒸，增強(qiáng)夕纖維與焦基體之?dāng)囬g的結(jié)艷合屬于養(yǎng)機(jī)械鉸該合和基蹄于次鍵雪作用的嶄物理吸夾附。（5）減盟弱界面局久部應(yīng)力作飄用理論該理論辟認(rèn)為，剃基體和殃增強(qiáng)纖胡維之間秘的處理伸劑提供貝了一種危具有“小自愈能事力”的開化學(xué)鍵瓦。在載功荷作用惜下，它稅處于不月斷形成猾與斷裂雪的動(dòng)態(tài)州平衡狀剝態(tài)。低展分子物瘋質(zhì)的應(yīng)宜力浸蝕慣會(huì)使界拍面化學(xué)迅鍵斷裂有，而在撇應(yīng)力作巷用下處仍理劑能絹沿增強(qiáng)竹纖維表陣面滑移擔(dān)，使已幕斷裂的衛(wèi)化學(xué)鍵餅重新結(jié)燭合，與琴此同時(shí)娛，應(yīng)力婆得到松黎弛，減壘緩了界饑面的應(yīng)名力集中魯。除上述理特論之外，挪還有尚需靈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顆的拘束層桂理論和擴(kuò)逢散層理論辦。二、金屬緞基復(fù)合材工料的界面1.界面撲的類型纖維與竭基體不墨反應(yīng)亦象不溶解褲，如S筒iC纖都維（C相VD）屑/鋁纖維與基賢體不反應(yīng)竭但相互溶銳解，如碳纖維辮/銅纖維與染基體反淚應(yīng)形成千界面反肯應(yīng)層，帽如Al2O3纖維/困鈦2.界隙面的結(jié)斥合（1）機(jī)道械結(jié)合是指借助蠟增強(qiáng)纖維妨表面凹凸堪不平的形奸態(tài)而產(chǎn)生罵的機(jī)械鉸懸合，以及秋借助基體哈收縮應(yīng)力州裹緊纖維困產(chǎn)生的摩斬擦力組合發(fā)。這種結(jié)勻合作用與群擴(kuò)散和化傻學(xué)作用無販關(guān)，純屬夢機(jī)械作用斧。例如經(jīng)布過表面刻拴蝕處理的喇纖維制成處的金屬基沙復(fù)合材料娃，其結(jié)合隔強(qiáng)度比用單表面光滑藏的纖維制偶成的復(fù)合臘材料的結(jié)荒合強(qiáng)度高芳約2～3悅倍。（2）待溶解和掘浸潤結(jié)醬合纖維與基截體不反應(yīng)據(jù)但相互溶旱解，相互壁作用力是廳短程的，布作用范圍勢只有若干妖原子間距秘大小。（3）反寨應(yīng)結(jié)合纖維與基岡體相互反賺應(yīng)形成界壟面反應(yīng)層剩，其特石征是纖維抬和基體之瘦間形成新廣的化合物算層，即界魚面反應(yīng)層躬。一般情裝況下，隨談反應(yīng)程度的的增加，棄界面結(jié)合膝強(qiáng)度亦增咽加，但由職于界面反驅(qū)應(yīng)產(chǎn)物多牲為脆性物友質(zhì)，所以書當(dāng)界面層周達(dá)到一定賭厚度時(shí)，膜界面上的促殘余應(yīng)力恐可使界面沉破壞，反所而降低界鄰面結(jié)合強(qiáng)竭度。（4）混循合結(jié)合是最重忽要最普回遍的結(jié)鴨合形式醬，因?yàn)榫趯?shí)際佩復(fù)合材誘料中經(jīng)季常同時(shí)戀存在幾船種結(jié)合勤形式。婆例如硼辦纖維增坊強(qiáng)鋁材棕時(shí)，如補(bǔ)果制造拿溫度低悄，硼纖陡維表面定氧化膜刮不被破秋壞，則特形成機(jī)輝械結(jié)合仙，材料射若在5鳴00℃粉進(jìn)行熱蕉處理，療可以發(fā)撈現(xiàn)在機(jī)陽械結(jié)合西的界面巾上出現(xiàn)獲了Al捐B2，表面熱巡壽處理過程目中界面上郵發(fā)生化學(xué)輸反應(yīng)形成友了反應(yīng)結(jié)騎合。三、陶蓮瓷基復(fù)慘合材料稍的界面在陶瓷淺基復(fù)合擇材料中問，增強(qiáng)穩(wěn)材料與副基體之拉間的結(jié)竹合也是運(yùn)采取機(jī)斥械結(jié)合爪、溶解炊和浸潤勸結(jié)合、愁反應(yīng)結(jié)候合和混忽合結(jié)合釀的方式咸。陶瓷躁基復(fù)合決材料中毫界面的容特性同稼樣對材揀料的性裙能起著藥舉足輕叫重的作歡用。1、改狠變增強(qiáng)揪材料表片面的性啞質(zhì)改變增攏強(qiáng)材料添表面性熄質(zhì)是用蔽化學(xué)手共段控制伐界面的涂方法。例如，在付SiC晶艙須表面形遮成富碳結(jié)躲構(gòu)的方法乓，在纖維覽表面以C謀VD方法牛或PVD顛方法施以滔BN或碳席的涂層等翼。采用這怕種方法的跑目的是防昏止強(qiáng)化材與料與基體端間的反應(yīng)殼，從而獲暈得最佳界壩面力學(xué)特驚性。改變彼增強(qiáng)材料只表面性質(zhì)雀的另一個(gè)覺目的是改網(wǎng)變纖維與鞭基體間的也結(jié)合力。2、向臨基體內(nèi)準(zhǔn)添加特勇定的元賞素在用燒結(jié)貫法制造陶歪瓷基復(fù)合亂材料的過前程中，為攀了有助于鵝燒結(jié)，往票往在基體用中添加一親些特定元渣素。為了路使纖維與燒基體之間裕發(fā)生適度倍反應(yīng)以控衫制界面，柏也可添加學(xué)一些元素識。在Si友C纖維強(qiáng)陵化玻璃陶沫瓷（lA夏S）中，慌如果采用握通常的P兇AS成分芹的基體，置晶化處理諒時(shí)會(huì)在界鎖面上產(chǎn)生脾裂紋，而委添加很少嘗量的Nb找時(shí)，熱處架理過程中恐會(huì)發(fā)生反益應(yīng)，在界制面形成數(shù)園微米的N儲(chǔ)bC相，輝獲得最佳竭界面，提的高了韌度村，改變了平脆裂性能暫。3、在增倆強(qiáng)材料表毛面施以涂僻層涂層技術(shù)臘是實(shí)施界街面控制的覆有效方法瞞之一，可爬分為CV爐D法、P甩VD法、劈燕噴鍍和噴抓射等。一、概述樹脂基復(fù)死合材料又挺稱聚合物爭基復(fù)合材皮料，是目例前應(yīng)用最白廣、消耗鐮量最大的誰一類復(fù)合席材料。根據(jù)增強(qiáng)懶體的類型幸，可分為倦玻璃纖維鬼增強(qiáng)樹脂探基復(fù)合材征料、碳纖傲維增強(qiáng)樹富脂基復(fù)合口材料、硼紐奉纖維增強(qiáng)閃樹脂基復(fù)忌合材料、獲碳化硅纖羽維增強(qiáng)樹屆脂基復(fù)合氧材料、芳鼠綸纖維增抓強(qiáng)樹脂基端復(fù)合材料深、晶須增保強(qiáng)樹脂基匪復(fù)合材料局和顆粒增水強(qiáng)樹脂基炒復(fù)合材料寄等類型；徒根據(jù)樹脂恩的性質(zhì)，嗎可分為熱滲固性樹脂挖基復(fù)合材慶料和熱塑蛋性樹脂基艙復(fù)合材料。常用的熱扇固性樹脂響有；環(huán)氧秧樹脂、酚誤醛樹脂、超不飽和聚鹽酯樹脂和捐有機(jī)硅樹執(zhí)脂；常用串的熱塑性上樹脂有：塵尼龍類樹黨脂、聚烯件烴類樹脂盜、苯乙烯耽類樹脂、貴聚醚酮類寨樹脂和熱容塑性聚酯武類樹脂。第四節(jié)刪樹脂基炭復(fù)合材料二、纖爭維增強(qiáng)馬樹脂基殲復(fù)合材劍料1.玻璃閱纖維及其級增強(qiáng)的樹柏脂基復(fù)合紀(jì)材料（1）玻察璃纖維玻璃脆性蒙很大，但航是將熔融孝態(tài)玻璃以務(wù)極快的速猜度拉制成篩纖維，就療具有一定權(quán)的柔韌性柿，可紡織覆成紗或各預(yù)種形式的襖玻璃布。玻璃纖貓維的性腿能特點(diǎn)蔽有：抗拉強(qiáng)度伯很高。纖鄭維越細(xì)，椅強(qiáng)度越高恨。耐熱性低鑰?；瘜W(xué)穩(wěn)席定性高買。脆性較大敢。（2）玻防璃纖維增發(fā)強(qiáng)的樹脂喂基復(fù)合材刺料玻璃纖維傅增強(qiáng)的樹縮慧脂基復(fù)合蟻材料，即蹦玻璃鋼。吊玻璃鋼分白為熱固性煙玻璃鋼和旅熱塑性玻茫璃鋼兩類偽。熱固性玻索璃鋼是以家玻璃纖維肢為增強(qiáng)材玩料和以熱擠固性樹脂示為基體的噴復(fù)合材料便。熱固性抓玻璃鋼應(yīng)膛用極廣，附從各種機(jī)兆器的護(hù)罩減到形狀復(fù)娛雜的構(gòu)件兔，從各種角車輛的車煙身到不同輔用途的配趟件，以及織石油化工夢中的耐蝕濱、耐壓容憶器及管道懂等。熱塑性玻度璃鋼是以健玻璃纖維竿為增強(qiáng)材術(shù)料和以熱錯(cuò)塑性樹脂等為基體的牙復(fù)合材料碑。玻璃纖曲維增強(qiáng)尼倍龍可替代濁非鐵金屬途制造軸承王、軸承架族和齒輪等斑精密零件律，還可制惑造電工部挪件和汽車怠上的儀表則盤、前后擾車燈。2.碳枕纖維及磨其增強(qiáng)銜的樹脂講基復(fù)合尚材料（1）箏碳纖維碳纖維由債有機(jī)纖維稀經(jīng)高溫碳極化而成，少工業(yè)廣泛續(xù)應(yīng)用聚烯如腈纖維、墨黏膠纖維命和瀝青纖置維制造的桿碳纖維。碳纖維慘的特點(diǎn)嘴：密度低，浸彈性模量隨高和強(qiáng)度好高。高溫、低購溫力學(xué)性波能好。具有高潔的耐蝕鉤性、導(dǎo)啦電性以溝及低的厲摩擦系揭數(shù)。它的主要絮缺點(diǎn)是脆載性大，表畫面光滑，當(dāng)與樹脂結(jié)汽合力比玻富璃纖維的綢還差，常沾需要表面贈(zèng)處理來改用善與基體拾的結(jié)合力仰。（2）殲碳纖維際增強(qiáng)的激樹脂基島復(fù)合材走料基體：這電類材料的蘋基體樹脂麥用的最多剖的是環(huán)氧筐樹脂、酚獻(xiàn)醛樹脂和苗聚四氟乙渾烯。特性：這鞭類材料的圓密度低，嘗強(qiáng)度高，御彈性模量缸大，疲勞以強(qiáng)度高，晉沖擊韌度耳高，化學(xué)戚穩(wěn)定性高昌。摩擦系咐數(shù)小，導(dǎo)耀熱性好，敞總之比玻制璃鋼的性趁能優(yōu)越，飄是一種新駱型結(jié)構(gòu)材擱料。應(yīng)用：超可以用礎(chǔ)作宇宙獨(dú)飛行器疑和外層羞材料，猴人造衛(wèi)檔星和火當(dāng)箭的機(jī)雞架、殼粗體和天喂線構(gòu)架絞。還可勿以用作燃機(jī)器的笨齒輪、適軸承等恥受載、化磨損件大。3.硼纖濟(jì)維及其增緣瑞強(qiáng)的樹脂斯基復(fù)合材蓄料（1）嶼硼纖維是由硼氣浴相沉積在爐鎢絲上制瓜取的，纖旦維外表面祝為硼，心迎部為硼化疑鎢。硼纖維的與密度為2犬.6g·絕cm-3，抗拉強(qiáng)鋒度高達(dá)3核.45×逢103MPa觸，彈性沈模量為灶4.1騙4×1泄05MPa?；谋葟?qiáng)度與縫玻璃纖維務(wù)的接近，撓但比模量政較玻璃纖勉維的高5盛倍，而且棋耐熱性高免。硼纖維允的缺點(diǎn)是鏟密度高，截纖維直徑丘大。（2）硼掃纖維增強(qiáng)舊的樹脂基腎復(fù)合材料基體：施這類材配料主要就用的的承基體樹思脂是環(huán)湯氧樹脂令、聚羨形壓胺樹嗽脂和聚浴苯并咪障唑。特性：硼毅纖維增強(qiáng)車樹脂基復(fù)源合材料的郵抗壓強(qiáng)度戲和抗剪切咱強(qiáng)度很高墓，抗蠕變英能力強(qiáng)，躺硬度和彈桃性模量高疏，并且具袍有很高的套疲勞強(qiáng)度昨和耐輻射雙性能。對鬼水、有機(jī)罷溶劑、潤嬸滑劑等很酸穩(wěn)定。由爆于硼纖維關(guān)是半導(dǎo)體恭，所以其商復(fù)合材料暑的導(dǎo)熱性礦和導(dǎo)電性賄都很好。應(yīng)用：擔(dān)硼纖維專增強(qiáng)樹纖脂基復(fù)竹合材料犯主要用丘于航空般和宇航惹工業(yè)，錢制造翼溉面、儀柿表盤、迫轉(zhuǎn)子、茅壓氣機(jī)鼻片葉片倉、直升攏機(jī)螺旋隆漿葉的舒?zhèn)鲃?dòng)軸哭等。4.聚芳掀酰胺纖維喪及其增強(qiáng)趕的樹脂基勁復(fù)合材料（1）聚大芳酰胺纖呢維在商業(yè)輛上稱為秤芳綸。據(jù)稱是夕由苯二崖酰氯和判對苯二就胺縮聚只而成的鋼。聚芳酰胺竭纖維的抗課拉強(qiáng)度不嚇及碳纖維桿的抗拉強(qiáng)廟度，密度笛低，比密鉗度超高了佛玻璃纖維嘆、碳纖維飯和硼纖維社的比密度陡，韌性好月；抗蠕變吧性能突出趙，還具有觸耐疲勞性古能好、易貞加工、耐典腐蝕和電馳絕緣性能壟好等特點(diǎn)挺。（2）遺聚芳酰根胺纖維汽增強(qiáng)的豎樹脂基鬧復(fù)合材臉料特性：聚芳酰下胺纖維攏本身是櫻聚合物躁，所以再與樹脂站基體相灑容性好膏，能形挪成結(jié)合捷力強(qiáng)的填理想界壓面。這據(jù)種纖維晴增強(qiáng)的快環(huán)氧樹組脂，抗危拉強(qiáng)度箱大于玻封璃纖維卻增強(qiáng)的堂環(huán)氧樹向脂，類埋似碳纖益維增強(qiáng)眾的環(huán)氧奪樹脂。移聚芳酰怪胺纖維婆增強(qiáng)的鑒樹脂基注復(fù)合材且料的塑損性與金岔屬的相消似，耐憤沖擊性惑超過碳祝纖維樹桌脂的耐甚沖擊性規(guī)，減振哄性好，宵耐疲勞洲性也比院玻璃鋼蛙的好，瞇但抗壓泄強(qiáng)度較司低。應(yīng)用：目前這種勾復(fù)合材料廟主要用于味航天、航澡空、造船拍和汽車工榜業(yè)。5.高性夜能天然纖縱維及其增第強(qiáng)的樹脂寄基復(fù)合材麥料（1）高紗性能天然桶纖維麻和竹姐類天然殲纖維因片其抗拉介強(qiáng)度比樂其他天治然纖維機(jī)的高，夢可稱其綢為高性憤能天然踢纖維。雖然麻和蓮竹類的抗吊拉強(qiáng)度比鼻玻璃纖維屢的低，但層是麻尤其慈是苧麻纖配維的比強(qiáng)丑度與玻璃括纖維的接叔近，竹的拖性能可與碑單向玻璃切纖維聚酯驅(qū)板和中碳魚鋼的性能愈媲美。（2）跡高性能仙天然纖導(dǎo)維增強(qiáng)裝的樹脂帝基復(fù)合殖材料這些復(fù)合課材料中的即基體主要游是環(huán)氧樹痕脂、脲醛市樹脂。其蘭產(chǎn)品已用卡于轎車的疫內(nèi)飾品、鏈吸噪聲板尤和輪廓等尊。國內(nèi)也桿開展了一劇些工作，紀(jì)但處于研棕究階段，曉沒有很多寧的工程應(yīng)讀用，主要酸用于建筑冷裝飾、家攔具面板、繁游艇和器駐皿等。6.晶逗須及其條增強(qiáng)的雀樹脂基岡復(fù)合材祥料（1）稀晶須晶須是直壩徑小于3劈燕0μm、還長度只有撿只有幾毫軍米的針狀謊單晶體，瞇其晶體內(nèi)費(fèi)部幾乎不超存在位錯(cuò)榴，所以強(qiáng)嚇度高，接充近于理論豪強(qiáng)度值。晶須有殼金屬晶鈔須、陶鍵瓷晶須得和高分膏子晶須母。鐵晶須業(yè)已投入搬生產(chǎn)；穗陶瓷晶攤須強(qiáng)度扯極高，豈此外還圾有密度品低、彈漠性模量彩高、耐旺熱性能匙好等特鑒點(diǎn)，是懶極有發(fā)債展前途澇的增強(qiáng)店晶須。省高分子魂晶須與算環(huán)氧樹寒脂的復(fù)互合工藝息還在研盼究中。（2）諒晶須增末強(qiáng)的樹容脂基復(fù)挎合材料晶須價(jià)格魄昂貴，主賣要用于金兼屬基復(fù)合巷材料，在續(xù)樹脂基復(fù)且合材料中木應(yīng)用不多季。三、顆期粒增強(qiáng)抵樹脂基駕復(fù)合材旁料樹脂中脊加入非哈纖維狀位增強(qiáng)顆逃粒的復(fù)邁合材料豎，強(qiáng)度槍、彈性緩模量等寶力學(xué)性裹能比用孩纖維增企強(qiáng)稍差鬧，但仍購然可使董增強(qiáng)的噸樹脂具沾有各種擠獨(dú)特性趣能，這寧些顆粒燃還具有墾改性作歉用。按飲用途可短將這類娘增強(qiáng)顆棗粒分為股合成木毀材、耐脈磨材料饅和功能暫材料。1.合不成木材（1）鈣膜塑材料定義：它潮是以熱塑秒性樹脂求為基體談，由無機(jī)圈顆粒增渡強(qiáng)（改晴性），加入碳德酸鈣等舌分散介模質(zhì)制得敵的復(fù)合倉材料。特性：不僅能避代替木京材，鈣喬塑材料場的吸水胃率比木渾材的低根5％～萬15％怎，耐腐芬蝕，還陰具有保級溫、吸嶺音、抗際震等性偉能，成員本較低譽(yù)。種類：主要有３班種，即聚嗚乙烯鈣塑花材料、聚顏丙烯鈣塑叫材料、聚蔬氯乙烯鈣輔塑材料，牧此外還有史用ABS脅樹脂、低辣壓聚乙烯當(dāng)作為基體研的鈣塑材拒料。應(yīng)用：用于制瞧作地板往、墻板偶、家具謀，以及呢車輛、漠船舶、披房屋等謙內(nèi)裝飾碧材料，話此外還僚可制成鼠保溫板搖、隔音希板等。（2）新繞型合成木芳材定義：謙以熱固護(hù)性或熱準(zhǔn)塑性樹伴脂為基籮體，以授有機(jī)填芹料木粉篇、木屑卻、稻殼斑粉、稻慌草屑為五分散介卻質(zhì)的顆初粒增強(qiáng)啦塑料應(yīng)咽運(yùn)而生客。特性：桑這類材物料的特鼓點(diǎn)是填目料量大推，樹脂日量少，積密度低撓，價(jià)格慣便宜，村保溫性吩能好，膏同時(shí)具渾有防火穴、防蛀認(rèn)、防腐霜蝕等性絲式能。應(yīng)用：菠目前廣磁泛應(yīng)用淚于制作瓦門芯板臟、天花餓板、家慰具和車渠、船的淹隔板。2.耐躁磨材料定義：以云熱固性酚昆醛樹脂與峽合成橡膠圾為基體，性以石棉、糟鐵粉、石路墨、硫酸忌鋇、氧化胸鋁非分散為介質(zhì)的復(fù)顛合材料。特性：乳它的摩桑擦系數(shù)同高，耐狡磨性好勇，使用謊壽命長感。應(yīng)用：可嚴(yán)用于飛機(jī)券、汽車、還地鐵車輛堵的剎車片動(dòng)、摩擦墊終板和離合華器等耐磨變件。四、樹堆脂基功善能復(fù)合竹材料1.具滿有電波狼透過功殊能的復(fù)圓合材料定義：普以玻璃脊纖維或貓玻璃布比作為增延強(qiáng)材料量，以環(huán)罷氧樹脂賠或不飽虹和聚脂骨作為基床體而制路成。特性：該材料伐電波透終過性好嚇，而且療具有一睬定強(qiáng)度半，良好算的耐天奶候性。種類：主要有３搖種，即聚扛乙烯鈣塑擠材料、聚腥丙烯鈣塑情材料、聚紫氯乙烯鈣嗽塑材料，哨此外還有姻用ABS技樹脂、低動(dòng)壓聚乙烯蘆作為基體飛的鈣塑材嬸料。應(yīng)用：常用于制盟造雷達(dá)天報(bào)線罩，廣綿泛用于飛溜機(jī)雷達(dá)、踏船舶雷達(dá)妥、地面固省定雷達(dá)，有以及拋物寬面天線的戶保護(hù)罩。2.具亂有隱身蒜功能的招復(fù)合材騙料利用熱塑鍋性樹脂的爪介電性能有，用碳纖旁維增強(qiáng)的首熱塑性樹腸脂基復(fù)合悠材料具有鼓吸收電磁釀波的隱身輸功能，可額避開雷達(dá)謹(jǐn)?shù)母?，換是高性能討結(jié)構(gòu)材料華，是制造集先進(jìn)電動(dòng)耽機(jī)、偵查族機(jī)的理想跡隱身材料面。3.具爐有導(dǎo)電龍功能的愈復(fù)合材淋料以環(huán)氧樹其脂作為基僑體，與碳隆纖維或碳磁粉并加入脫一點(diǎn)量石祝棉纖維制游成的復(fù)合俯材料，具躬有優(yōu)異的國耐蝕性、宜良好的導(dǎo)鄙熱性、良混好的集塵綿效果，常枝用于使用指溫度較高捐的電集塵施器的電極封板。4.具俘有形狀刮記憶功努能的復(fù)定合材料形狀記憶久功能是指承具有一定廉形狀的制梳品變形后孩，通過加晃熱等手段范處理后又毒恢復(fù)到初間始形狀的僑功能。這熊種材料的紀(jì)特點(diǎn)是成赤本低，化夫?qū)W穩(wěn)定性稅高，可無眠限期地存以放，損傷各容限大，錯(cuò)自適應(yīng)能愁力強(qiáng)。已虎用于醫(yī)療爹、建筑、溪玩具、傳囑感器件和報(bào)汽車的緩率沖器。5.具有酬磁性功能擁的復(fù)合材軟料以聚乙升烯、聚嘉丙烯、盼聚氯乙帆烯、氯努化聚乙眨烯、聚觀酰胺（晴尼龍）短等熱塑賣性樹脂剝和環(huán)氧馳樹脂、澇酚醛樹啦脂、三支聚氰胺叨等熱固每性樹脂營為基體絮，添加淘鐵氧體知磁粉或助稀土類坑磁粉制賴成。廣工泛用于記錄音帶刊、錄像速帶、家扭用電器修、電子近儀器儀韻表、磁絮療設(shè)備蒼、精密稼電機(jī)、倡微型電哥機(jī)、通嫌訊設(shè)備菊的傳感亂器。6.具有及壓電功能持的復(fù)合材喚料這類復(fù)早合材料預(yù)是將具止有高極耀化強(qiáng)度桑的壓電債陶瓷(謹(jǐn)BaT刷iO3)混入樹垃脂基體中穗，極化后粗得到的壓偷電性較強(qiáng)篇的可撓樹湊脂基壓電恒材料，該冠材料已用丘于制造柔足性機(jī)電換吐能器。7.具有剩自控發(fā)熱治功能的復(fù)炊合材料將一種純導(dǎo)電粉擁末分散尤在高分霸子樹脂桿中，并胞使導(dǎo)電鴿粉構(gòu)成指導(dǎo)電通挪道，用話這種復(fù)短合材料掩制成扁傘形電纜督可纏在節(jié)管道外蔥面通電應(yīng)加熱。嘉它的特格點(diǎn)是通椒電后材煙料發(fā)熱爽使高分逐子膨脹牽，拉斷領(lǐng)一些導(dǎo)撇電粉末匪通道從灣而使材括料電阻浪值增大樂而降低膛發(fā)熱量業(yè)，溫度俯降低后丘高分子給收縮又璃使通道割復(fù)原，丸從而產(chǎn)念生恒溫因控制的喘效果，不已廣泛袖用于石滿油、化然工工業(yè)傾。8.具有筑電絕緣功墓能的復(fù)合至材料以酚醛樹僻脂為基體粱，以各種織顆粒狀填鵲料為分散纖質(zhì)的改性洽塑料，為史克服基體旗的弱點(diǎn)，嫩分別加入純不同的填臣料。為克饞服酚醛樹素脂的脆性劫，加入一然定量的木茶粉；為提漆高電絕緣狀性和耐熱凱性，再加較入一定量拋的云母、建石棉粉和填石英粉；錯(cuò)此外還需濕加入其他填助劑。可竄制成各種隙電工絕緣沙零件，廣孩泛用于低壟壓電器、奧電訊工業(yè)喊以及蓄電鎮(zhèn)池的絕緣散結(jié)構(gòu)構(gòu)件視。一、概述近十年學(xué)來，航聲天、航涂空、電但子以及圍先進(jìn)武瓜器系統(tǒng)索的迅速磨發(fā)展對清材料的劑耐熱性新及其他拌性能都走提出了壯更高的戴要求，諒使得金含屬基復(fù)雄合材料后取得了羅長足發(fā)胞展。這伴是因?yàn)閴窘饘倩鶜g復(fù)合材渠料除具愁有與樹葛脂基復(fù)徒合材料問相同的磁高強(qiáng)度分、高彈卵性模量甲和線膨們脹系數(shù)未小等特嶺點(diǎn)外，荷還具有診工作溫稀度高，帆不易燃副燒，導(dǎo)慎熱、導(dǎo)癢電、熱夫穩(wěn)定性足高以及劫抗電磁皇干擾、寺抗輻射咳性能好谷的特點(diǎn)坐，這類孤材料還月可進(jìn)行控機(jī)械加掉工和采極用常規(guī)阿方法連鉗接，而鞠且適用向于高溫工狀態(tài)。閥但是它笑也有一伙些缺點(diǎn)饑：如密史度高、沖成本高獎(jiǎng)、制備免工藝復(fù)吹雜等?？镜沁@天些不完珠善的方諸面正在縣加以改藝善。金屬基怠復(fù)合材戰(zhàn)料分為名長纖維垮增強(qiáng)型罩、短纖吳維或晶惑須增強(qiáng)我、顆粒牽增強(qiáng)型塊以及原呢位復(fù)合搏材料。第五節(jié)謠金屬基幟復(fù)合材料二、纖維達(dá)增強(qiáng)金屬駕基復(fù)合材冒料1.長纖塘維增強(qiáng)的瘋樹脂基復(fù)卸合材料是由高性傲能長纖維匹和金屬或系其它合金粒組成的先卸進(jìn)復(fù)合材譽(yù)料。增強(qiáng)臨纖維起承筆載作用，野金屬基體估則起固結(jié)猛纖維和傳殊遞載荷的岸作用。長纖維址增強(qiáng)的說金屬基袍復(fù)合材筐料常用塔的增強(qiáng)偉纖維有販硼纖維弱、碳纖勢維、氧貼化鋁纖帶維、碳丟化硅纖焰維等。葉基體主襯要有鋁僅及其合栗金、鎂袋及其合征金、鈦令及其合慨金、銅委合金、纏鉛合金槽、高溫?fù)虾辖鹨宰旒靶陆?xiàng)發(fā)展的總金屬間漏化合物否。（1）硼固/鋁復(fù)合江材料是長纖利維增強(qiáng)臟的復(fù)合芹材料中黃最早研腦究成功沒的金屬樣基復(fù)合潤材料。硼/鋁景復(fù)合材碗料雖然狀造價(jià)較和高，但介由于質(zhì)骨量輕，方比強(qiáng)度剖、比模只量高，者優(yōu)異的茅耐疲勞僚性能以能及良好遞的耐腐莫蝕性能蘇等特點(diǎn)春。廣泛應(yīng)敵用于航端天飛機(jī)卡的桁架套結(jié)構(gòu)、棋飛機(jī)的紙結(jié)構(gòu)支衰柱、導(dǎo)呢彈支架趴、載人獎(jiǎng)飛船的岔加壓舵俯和太陽挺能電池哨的支撐山板等。（2）吹石墨/羽鋁復(fù)合抓材料具有導(dǎo)亮電性高刮、摩擦慢系數(shù)低欲和耐腐腫蝕等優(yōu)齡點(diǎn)。2岸00～禾500團(tuán)℃時(shí)，悄軸向抗水拉強(qiáng)度竭達(dá)69民0MP島a，而層在50汽0℃時(shí)主，軸向壯比強(qiáng)度占為鈦合騙金的1驅(qū).5倍搭。主要用于此航天結(jié)構(gòu)沫件、飛機(jī)時(shí)蒙皮、直訊升機(jī)旋翼勒葉片和渦鏟輪發(fā)動(dòng)機(jī)殖的壓氣機(jī)厭葉片等。（3）沫石墨/逮鎂復(fù)合藏材料該材料巴密度低存、線膨頓脹系數(shù)派為零，敢尺寸穩(wěn)阿定性極櫻好，在很金屬基旱復(fù)合材炭料中具抓有最高狐的比強(qiáng)覆度和比胡模量。由于材料贏的價(jià)格昂繁貴，主要皺用于航天騎和航空領(lǐng)此域，如人產(chǎn)造衛(wèi)星的睜拋物面天觸線及其支剃架、航天滋飛機(jī)的大窗面積蜂窩療結(jié)構(gòu)蒙皮凈、飛機(jī)的陰天線支架餡等。（4）碳蜻化硅/鈦塔復(fù)合材料此復(fù)合窯材料的慮性能尤龍其是高奏溫強(qiáng)度救明顯高先于基體剖合金性陽能。已用于制頓造飛機(jī)發(fā)眉動(dòng)機(jī)部件否和渦輪葉劣片及火箭梨發(fā)動(dòng)機(jī)箱倦。但是目絞前這一復(fù)羨合材料的前挖掘及性港能的全面賓掌握和認(rèn)辰識還是有滑待研究的粗。（5）豎氧化鋁蜻/鋁復(fù)可合材料此材料具逝有高強(qiáng)度交和高剛度券，由于氧印化鋁纖維次在氧化性絡(luò)氣氛中穩(wěn)學(xué)定，能在虹高溫下保短持其強(qiáng)度師、剛度，風(fēng)且硬度高漠、耐磨性勸好，因此墳用它作增蛛強(qiáng)材料的押金屬基復(fù)肉合材料的疼抗蠕變、婚抗疲勞及沃耐磨性都予很好。已用于次制作汽捏車發(fā)動(dòng)宮機(jī)活塞受和其它乖發(fā)動(dòng)機(jī)上零件。（6）趕其它長搏纖維增役強(qiáng)的金暫屬基復(fù)才合材料除了上述首的之外，鞠還有鎢絲巴增強(qiáng)鎳基娛，鎢絲增迫強(qiáng)銅基，諸碳化硅纖泄維增強(qiáng)T彼i3Al等金傲屬間化合寒物，這些王材料具有伏強(qiáng)度高、渡抗蠕變、丘抗沖擊、世耐熱疲勞佩等優(yōu)點(diǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)艘、火箭發(fā)沃動(dòng)機(jī)對高即溫金屬基襯復(fù)合材料恐的要求。長纖維老增強(qiáng)的地銅基、凳鉛基復(fù)稀合材料江作為特?cái)朗鈱?dǎo)體敞和電極勝材料，抽在電子雀行業(yè)和鉗能源工噴業(yè)中有蹤蝶廣泛的古應(yīng)用前躲景。2.短匯纖維及御晶須增踏強(qiáng)金屬中基復(fù)合訪材料短纖維薄主要有鏈氧化鋁炸纖維、峽氧化鋁搬－氧化繁硅纖維聰、氮化股硅纖維物，增強(qiáng)城晶須主渾要有碳欣化硅晶沫須、氧?；X晶漸須、氮捆化硅晶恩須等。這類復(fù)夕合材料圓除具有北比強(qiáng)度貧、比模細(xì)量高，協(xié)耐高溫塊，耐磨祝，線膨兄脹系數(shù)狹小等優(yōu)姐點(diǎn)外，躍最顯著鍛的特點(diǎn)乖是可采勺用常規(guī)算設(shè)備進(jìn)煉行制備姻和二次求加工。這類材春料的基傻體金屬也主要有隱鎂、鋁集、鈦和磁鎳等。（1）氧劣化鋁/鋁圍復(fù)合材料氧化鋁埋短纖維使增強(qiáng)鋁翅基復(fù)合跳材料是舉較早研丟制和應(yīng)透用的復(fù)懸合材料絲式。這種材料竊的高溫強(qiáng)僅度、彈性鈴模量明顯夾優(yōu)于基體薦金屬的高孝溫強(qiáng)度和麗彈性模量糧，并且線等膨脹系數(shù)華小，耐磨慮性較高。該材料廣攀泛用于汽駛車制造行議業(yè)，如汽右車發(fā)動(dòng)機(jī)茅零件。（2）碳化硅/央鋁復(fù)合材供料具有良好田的綜合性穿能，具有港比強(qiáng)度、春比模量高圓和線膨脹咸系數(shù)小等稈特點(diǎn)，由恢于受晶須涉成本的影團(tuán)響，普遍絡(luò)存在成本以高的問題幕。主要用于援航空、航樂天領(lǐng)域。（3）氧著化鋁/鎳妻復(fù)合材料氧化鋁晶昨須密度低秘、熔點(diǎn)高羅、高溫強(qiáng)妥度優(yōu)異，素因而用它釋來增強(qiáng)的拜鎳基高溫排材料高溫紀(jì)性能良好窄，但是優(yōu)獅于晶須與菌晶體的線景膨脹系數(shù)在相差較大狗，復(fù)合時(shí)卡較為困難留，晶須價(jià)嚴(yán)格昂貴，扣致使這類野復(fù)合材料疫發(fā)展緩慢圓，應(yīng)用受炎限。（4）原位復(fù)咽合材料采用定向連凝固方法育，使液態(tài)寫金屬和合假金在有規(guī)詠則的溫度母梯度場中弄進(jìn)行冷卻疼凝固，金敲屬基體自亮身析出晶失須而得到置晶須增強(qiáng)距復(fù)合材料播，也稱自臨增強(qiáng)金屬值基復(fù)合材賞料。用定向凝絲式固方式制想成的高溫守復(fù)合材料拔，在性能繪上超過基抽體本身，滿接近共晶鄙溫度時(shí)，詢?nèi)员３趾苎赘叩膹?qiáng)度押和抗蠕變義性能。是航天工隱業(yè)和制造網(wǎng)燃?xì)鉁u輪心的優(yōu)異材星料。三、顆粒免增強(qiáng)金屬獸基復(fù)合材拘料顆粒增強(qiáng)著金屬基復(fù)狗合材料是條一種或多頭種陶瓷或午金屬顆粒伯作為增強(qiáng)嘆材料與金仇屬基體組弟成的先進(jìn)介復(fù)合材料貝。增強(qiáng)顆買粒通常穿為碳化卸硅、氧粗化硅、得碳化鈦腥、硼化劈燕鈦，有駐時(shí)也用鐮鎢、鉬載、鉻等敞金屬顆族粒。金屬基滾體有鋁濁、鎂、命鈦及其蟲合金，憂以及金浩屬間化氏合物。1.碳化鈦/鈦復(fù)合床材料這種復(fù)合各材料的強(qiáng)仍度、彈性云模量及抗牧蠕變性能夏均比基體捧合金明顯翠提高，使需用溫度高屯達(dá)500膽℃?？捎糜谔幹圃鞆椆?dú)?、?dǎo)釣彈尾翼轎和發(fā)動(dòng)鍋機(jī)零部皺件。2.碳化硅/鋁復(fù)合伙材料這種復(fù)蔥合材料稍的密度抬僅為鋼麗的1/暑3、鈦奪合金的棕2/3呼，與鋁衫合金的緞相近，捐強(qiáng)度比爭中碳鋼便的高，桃與鈦合鵲金的相痕近，彈剃性模量會(huì)高于鈦?zhàn)睾辖鸬睦蠌椥阅Ｒ傲?，耐狗磨性比盤鋁合金欠的高一役倍，使呆用溫度寺高達(dá)3熔00～淹350歸℃。目前這種商材料已批徹量用于汽張車工業(yè)和槐機(jī)械工業(yè)出，制造大草功率汽車派發(fā)動(dòng)機(jī)和槍柴油發(fā)動(dòng)劃機(jī)的活塞蔽環(huán)、連桿名、剎車片柿等。還可鍵用于制造咬火箭、導(dǎo)壇彈構(gòu)件，肉紅外及激軟光制導(dǎo)系溜統(tǒng)的結(jié)構(gòu)凡件。此外角，以超細(xì)薦碳化硅顆染粒增強(qiáng)的減鋁基復(fù)合頁材料還是預(yù)一種理想滴的精密儀濾表用高尺眨寸穩(wěn)定性起材料和精鈴密電子器茂件的封裝氧材料。3.顆粒增強(qiáng)慕金屬間化撇合物基復(fù)效合材料有TiB亡2/Ni判Al、T嫂iB2/饅TiAl請等，它們閥的適用溫杜度高達(dá)8欠00℃以竿上，目前皂尚處于實(shí)覆驗(yàn)研究階畏段。四、金初屬基功占能復(fù)合稍材料1.具始有導(dǎo)電奏功能的偶復(fù)合材督料以銅為基煤體，加入便氧化鋁顆聯(lián)粒利用彌蒼散強(qiáng)化制竹成的導(dǎo)電否新材料，肯在耐熱性斯和強(qiáng)度方唇面均高于嘗基體，而軋導(dǎo)電性幾駛乎不下降您。近年來，此已制成鋼慌－銅基導(dǎo)研線，廣泛稈用于輸電數(shù)線、架空膊地鐵線、貌通信線。2.具有有超導(dǎo)踏功能的喂復(fù)合材尸料將直徑胸為20杰～30獲μm的酬超導(dǎo)線埋埋入銅縱、鋁這對樣的低粒電阻金稅屬中，恢制成超淘導(dǎo)復(fù)合缸材料。3.具有合智能的復(fù)閉合材料金屬基智旁能材料不趣僅能檢測賊自身的損墊傷，還可緩抑制并且猾有自修復(fù)初功能。例如以鋁刻合金為金顆屬基體，洽以硼顆粒敗作為復(fù)合偽劑所制得歉的復(fù)合材簽料，在破神壞時(shí)會(huì)發(fā)汁出聲波，突可由聲發(fā)淺射傳感器懼接收并查悠出破壞位魚置。還有一種榴智能材料所是在鉬基像金屬內(nèi)復(fù)立合氧化鋯宮顆粒，當(dāng)鼓材料承受悉載荷，產(chǎn)威生裂縫時(shí)待，在裂縫靈尖端產(chǎn)生楊的高應(yīng)力黃作用下，骨氧化鋯誘忍發(fā)相變，部由正方晶難系的t相洪轉(zhuǎn)變?yōu)閱紊敌本档睦踡相，同據(jù)時(shí)伴隨著窮體積膨脹鄭，這一膨至脹使裂紋餃閉合，可蓄抑制裂紋晉的發(fā)展。陶瓷材舅料具有主很高的覆抗氧化善性、耐皆熱性、都耐磨性雖和耐蝕濟(jì)性，但秧脆性大峰、韌性支差使它靠的應(yīng)用盼受到了助極大的繼限制。直到近回代，碳弓纖維、隊(duì)氧化鋁俘纖維、暖碳化硅鼻纖維、謀碳化硅丸晶須、北碳化硅竊顆粒的肺加入，沸使得陶極瓷的強(qiáng)惹度和韌葛性得到團(tuán)很大的罵改善，腫應(yīng)用領(lǐng)愛域也取醉得突破霞性進(jìn)展他。目前用這盜些纖維、挪晶須、顆攪粒增強(qiáng)的哀陶瓷基復(fù)宗合材料主半要用來制孩造人造衛(wèi)覽星、航天活飛機(jī)、星怪際探測器英、大型運(yùn)赴載火箭和丘飛機(jī)上要串求耐高溫粉、耐沖刷康、密度低培和強(qiáng)度高輸?shù)臉?gòu)件。第六節(jié)糾陶營瓷基復(fù)老合材料一、纖蕉維增強(qiáng)膽陶瓷基綢復(fù)合材前料1.長纖橡維增強(qiáng)陶秧瓷基復(fù)合蒜材料（1）艷碳/陶銜瓷基復(fù)拴合材料用碳纖維荒與陶瓷組叛成的復(fù)合以材料，具猜有很高的泛高溫強(qiáng)度向、彈性模叮量和較高皂的韌度，錯(cuò)如碳纖維構(gòu)增強(qiáng)的氮削化硅陶瓷儲(chǔ)可在14已00℃下卷長期工作此。這類材料籃主要用來缺制造噴氣矛飛機(jī)的渦商輪葉片。（2）藏碳化硅僻/陶瓷擔(dān)基復(fù)合績材料碳化硅貓纖維可沃與多種猶陶瓷復(fù)坊合，如減用碳化躬硅纖維怎增強(qiáng)的論碳化硅稼陶瓷，蠢斷裂韌治度比單傘一碳化峰硅陶瓷地提高5蹄～6倍仁，抗彎坑強(qiáng)度提同高50媽％以上撤，并且吵纖維與涉基體之葛間具有隸良好的艘結(jié)合性書能。目前該材鍵料已用于滋噴氣發(fā)動(dòng)傾機(jī)的噴嘴模上。（3）識碳/碳氏復(fù)合材樣料利用碳纖音維增強(qiáng)的哄碳基復(fù)合咱材料，簡懲稱為Cf/C復(fù)合格材料。的扔強(qiáng)度和剛表度都相當(dāng)飲高，并且摸能承受極營高的溫度初和極高的蘭即熱速度零；有極好耳的耐熱沖球擊力，密江度低，化頸學(xué)穩(wěn)定性茄好。由于這既種材料渾具有諸鵝多優(yōu)點(diǎn)快，應(yīng)用富領(lǐng)域極沃為廣泛您。如應(yīng)卸用于宇螞航材料態(tài)，各種善反應(yīng)器椅、熱交摔換管等順。2.短牽纖維及猶晶須增填強(qiáng)陶瓷腳基復(fù)合唇材料（1）碳委/玻璃陶郊瓷復(fù)合材頌料短纖維甚增強(qiáng)玻懲