復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)

—名詞解釋復(fù)合材料:是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料.基體:在復(fù)合材料中,有一相是為連續(xù)相的, 復(fù)合材料中起到粘接增加體成為整體并轉(zhuǎn)遞載荷到增加體的主要組分之一增加體:在復(fù)合材料中,有一相是分散相,為復(fù)合材料中承受載荷的組分聚合物基復(fù)合材料:是以有機(jī)聚合物基為基體,連續(xù)纖維為增加材料組合而成的.:以金屬為基體,以高強(qiáng)度的其次相為增加體而制得的復(fù)合材料.陶瓷基復(fù)合材料:基體為陶瓷,以纖維,晶須,顆粒為增加體,(纖維:碳纖維,玻璃纖維,硼纖維):以水泥為基體與其他材料組合而得到的具有性能的材料.碳/碳復(fù)合材料:由碳纖維或各種碳織物增加碳,或石墨化的樹(shù)脂碳以及化學(xué)氣相沉(CVD)碳所形成的復(fù)合材料,也稱為碳纖維增加碳復(fù)合材料.玻璃鋼:玻璃纖維增加熱固性塑料(GFRP)是以玻璃纖維做為增加材料,熱固性塑料(環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,不飽和聚酯樹(shù)脂)做為基體的纖維增加塑料.:為使制品與模具分別而附于模具成型面的物質(zhì).復(fù)合材料的蠕變:固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。12CVD:化學(xué)氣相沉積玻璃纖維:以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制,拉絲,紡紗,織布等工藝制造成的..,具有很高的比強(qiáng)度和比模量,.:以氧化鋁為主要纖維組分的陶瓷纖維統(tǒng)稱氧化纖維.18A玻璃:(有堿玻璃纖維),類似于窗玻璃及玻璃瓶鈉鈣玻璃.由于含堿量高,強(qiáng)度低,對(duì)潮氣侵蝕極為敏感.E玻璃:(無(wú)堿玻璃纖維),以鈣鋁硼硅酸鹽組成的玻璃纖維.這種纖維強(qiáng)度較高,耐熱性,能抗大氣侵蝕,化學(xué)穩(wěn)定性也好,但不耐堿,最大的特點(diǎn)是電性能好,也稱做電氣玻璃.S玻璃:鎂鋁硅酸玻璃纖維,具有高的比強(qiáng)度.M玻璃:高模量玻璃玻璃纖維增加環(huán)氧樹(shù)脂:指玻璃纖維做為增加材料,環(huán)氧樹(shù)脂做為基體的纖維增加塑料.玻璃纖維增加酚醛樹(shù)脂:指玻璃纖維做為增加材料,以酚醛樹(shù)脂做為基體的纖維增加塑料.玻璃纖維增聚酯樹(shù)脂指玻璃纖維做為增加材料,以不飽和聚酯做為基體的纖維增加塑料.單模,對(duì)模:手糊成型模具分單模和對(duì)模.單模分陽(yáng)模和陰模.等代設(shè)計(jì)法:指在載荷和使用環(huán)境不變的條件下,用一樣外形的復(fù)合材料層合板來(lái)代替其他材料,并用原來(lái)的材料的設(shè)計(jì)方法進(jìn)展設(shè)計(jì),以保證強(qiáng)度或剛度.,參與適量的水后成為塑性漿體,既能在空氣中,水中硬化,并能將砂,石等散?；蚶w維材料結(jié)實(shí)地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料.二 重要學(xué)問(wèn)復(fù)合材料中的基體有三種主要作用A力學(xué)上:粘結(jié)纖維,保護(hù)纖維,傳遞應(yīng)力B物理上:耐熱性,電性能 解性,耐水性,老化性{固結(jié)增加相,均衡載荷和傳遞應(yīng)力,保持根本性質(zhì)}復(fù)合材料的界面的作用和效應(yīng)作用:起載荷傳遞作用,效應(yīng):a傳遞效應(yīng),b不連續(xù)效應(yīng),cd誘導(dǎo)效應(yīng)復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性以及意義,如何設(shè)計(jì)防腐蝕(堿性)玻璃纖維增加塑料?復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性:材料的性能,外形,以及物理,化學(xué)性能都可以通過(guò)復(fù)合材料的基體和增加材料的選擇以及工藝的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)各種不同的需求.增加材料的外表處理,沃蘭的構(gòu)造式,沃蘭和有機(jī)硅烷對(duì)玻璃纖維外表處理的機(jī)理?增加材料的外表處理:為改善纖維外表的浸潤(rùn)性,提高界面結(jié)合力,對(duì)纖維進(jìn)展的預(yù)處理.(就是在增加材料外表涂覆上一種稱為外表處理的物質(zhì),這種外表處理劑包括浸潤(rùn)劑及一系列的偶聯(lián)劑和助劑等物質(zhì),以利于增加材料與基體形成一個(gè)良好的粘結(jié)面,從而到達(dá)提高復(fù)合材料各種性能和目的.)玻璃纖維,碳纖維,硼纖維,芳綸的生產(chǎn)過(guò)程以及性能(優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)),外表處理方法?一.玻璃纖維的性能:物理性能:1,拉伸強(qiáng)度高,防水,防霉,防蛀,耐高溫存絕緣性能,缺點(diǎn):具有脆性,不耐腐,對(duì)人的皮膚有刺激性.化學(xué)性能:除對(duì)氫氟酸,濃堿,濃.外表處理方法:前處理法,后處理法,遷移法二.碳纖維 A生產(chǎn)過(guò)程:拉絲-----牽伸------穩(wěn)定-----碳化 石墨化B性能:物理性能:1,比重在1.5—2.0之間,2熱膨系數(shù)與其他類纖維不同,具有各向異性,3導(dǎo)熱率有方向性,隨溫度上升而降低,4有導(dǎo)電性, 化學(xué)性能:除能被氧化劑外,對(duì)一般酸堿是惰性的.C外表處理方法:氧化法,沉積化,電聚合法,電沉積法,等離子體處理.三,硼纖維:,強(qiáng)度高,模量高,密度小,,2化學(xué)穩(wěn)定性好,但外表具有活性.四.芳倫:性能:1力學(xué)性能是拉伸強(qiáng)度高,彈性模量高,密度小,2熱穩(wěn)定性,耐火而不熔,3化學(xué)性能是有良好有耐介質(zhì)性能,受酸堿的侵蝕,耐水性不好.處理方法:有機(jī)化學(xué)反響,等離子體處理.(優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn))?不飽和聚酯樹(shù)脂的固化過(guò)程:a膠凝階段,bc完全固化階段:1,工藝性能良好,如室溫下粘度低,可以在室溫下固化,在常壓下成型2,3,B缺點(diǎn):固化時(shí)體積收縮率較大成型時(shí)氣味和毒性較大,耐熱性,強(qiáng)度和模量都較低,簡(jiǎn)潔變形,7,玻璃纖維增加環(huán)氧樹(shù)脂,玻璃纖維增加酚醛樹(shù)脂,玻璃纖維增加聚酯樹(shù)脂主要性能?比重小,比強(qiáng)度高,2良好的耐腐蝕性,在酸,堿,有機(jī)溶劑,海水等介中均很穩(wěn)定.3,良好的電絕緣材料,4,不受電磁作用的影響5,保溫,隔熱,隔音,減振 剛性差鋁基復(fù)合材料的制造與加工?鋁基復(fù)合材料的制造:過(guò)程分為三個(gè)階段:纖維排列,復(fù)合材料組分的組裝壓合和零件層壓.加工:成型,連接,機(jī)械加工,熱處理.陶瓷基復(fù)合材料的使用范圍?晶須或者纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的制造工藝和成型加工方法?制造工藝:配料----成型 燒結(jié) 精加工.成型加工方法:1,2,3浸漬法RTM成型工藝,模壓成型工藝和手糊成型工藝?RTM成型工藝:是一種閉模成型工藝方法,工藝過(guò)程為:將液態(tài)熱固性樹(shù)脂(不飽和聚酯)及固化劑,由計(jì)量設(shè)備分別從儲(chǔ)桶內(nèi)抽出,經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻,注人事先鋪有玻璃纖維增加材料的密封模內(nèi),經(jīng)固化,脫模,后加工而成制品.模壓成型工藝:模壓成型是一種對(duì)熱固性樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂都適用的纖維復(fù)合材將定量的模塑料或顆粒狀樹(shù)脂與短纖維的混合物放入放開(kāi)的金屬對(duì)模中,閉模后加熱使其熔化,并在壓力作用下布滿腔,形成與模腔一樣外形的模制品,再經(jīng)加熱使樹(shù)脂進(jìn)下步發(fā)生交聯(lián)反響而固化,或者冷卻使熱塑性樹(shù)脂硬化,脫模后得到復(fù)合材料制品手糊成型工藝:手糊成型工藝是聚合物基復(fù)合材料制造中最早承受和最簡(jiǎn)潔的方法,是先在模具上涂刷含有固化劑的樹(shù)脂混合物,再在其上鋪貼一層按要求剪裁好的纖維織物,用刷牙,壓輥或刮刀壓擠織物,使其均勻浸膠并排解氣泡后,再涂刷樹(shù)脂混合物和鋪貼其次層纖維織物,在確定壓力作用下加熱固化成型,或樹(shù)脂體系固化時(shí)放出的熱量固化成型(冷壓成型)最終脫模得到制品.,拉絲時(shí)要的浸潤(rùn)劑的緣由?,1原絲中的纖維不散亂而能相互粘附在一起.2防止纖維間的磨損.3原絲相互間不粘結(jié)在一起.4便于紡織加工.金屬基纖維復(fù)合材料的界面結(jié)合形式以及影響界面穩(wěn)定性的因素?界面結(jié)合形式:12,3,反響結(jié)合影響界面穩(wěn)定性的因素:1,物理方面的不穩(wěn)定因素主要指在高溫條件下增加纖維與基體之間的熔融.2化學(xué)方面的不穩(wěn)定因素主要與復(fù)合材料在加工和使用過(guò)程中發(fā)生的界面化學(xué)作用有關(guān),有連續(xù)界面反響,交換式界面反響和暫穩(wěn)態(tài)界面變化.晶須增韌陶瓷基復(fù)合材料的強(qiáng)韌化機(jī)理?靠晶須的拔出橋連與裂紋轉(zhuǎn)向機(jī)制對(duì)強(qiáng)度和韌性的提高產(chǎn)生突出奉獻(xiàn).晶須的拔出長(zhǎng)lpo,當(dāng)晶須某端距主裂