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复合材料基础知识(一)

复合材料基础知识(一)

  • 分类:新闻动态
  • 作者:瑞奇办公室
  • 来源:瑞奇
  • 发布时间:2022-03-23
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【概要描述】说到复合材料,应该很多人都有听到过,但真的要大家用一句话概括出来却不一定能说全面。所谓复合材料,是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。本文接下来为大家介绍复合材料的基础知识。

复合材料基础知识(一)

【概要描述】说到复合材料,应该很多人都有听到过,但真的要大家用一句话概括出来却不一定能说全面。所谓复合材料,是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。本文接下来为大家介绍复合材料的基础知识。

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说到复合材料,应该很多人有听到过,但真的要大家用一句话概括出来却不一定能说全面。所谓复合材料,是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。本文接下来为大家介绍复合材料的基础知识。

1、复合材科的定义、组分功能和作用:

定义:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合后的产物为固体时才称为复合材料,为气体或液体不能称为复合材料。

组分:其组分相对独立,通常有一相连续相,称为基体,另一相分散相,称为增强相(增强体)。

功能和作用:复合材料既可以保持原材料的特点,又能发挥组合后的新特征,可以根据需要进行设计,从而最合理地达到使用所要求的性能。

2、复合材料的命名

强调基体,以基体材料的名称为主,如树脂基复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料等;

强调增强体,以增强体材料的名称为主,如玻璃纤维增强复合材料,碳纤维增强复合材料,陶瓷颗粒增强复合材料;

基体材料与增强体材料名称并用,如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。

3、复合材料的分类方式

按基体材料类型分:聚合物基复合材料,金属基复合材料,无机非金属基复合材料;按增强材料种类分:玻璃纤维复合材料,碳纤维复合材料,有机纤维复合材料,金属纤维复合材料,陶瓷纤维复合材料;

按增强材料形态分:连续纤维复合材料,短纤维复合材料,粒状填料复合材料,编制复合材料;

按用途分:结构复合材料,功能复合材料;

4、常用的基体材料及各自的适用范围

轻金属基体(主要包括铝基和镁基),用于450℃左右;钛合金及钛铝金属间化合物作基体的复合材料,适用温度650℃左右,镍、钴基复合材料可在1200℃使用。

常用热固性基体复合材料:环氧树脂,热固性聚酰亚胺树脂。

常用热塑性基体复合材料:聚醚醚酮,聚苯硫醚,聚醚砜,热塑性聚酰亚胺。

常用陶瓷基体复合材料:玻璃,氧化物陶瓷,非氧化物陶瓷,无机胶凝材料;

6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同

玻璃是无机材料经高温熔融、冷却硬化而得到的一种非晶态固体;玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进行晶化热处理,在玻璃内部均匀析出大量微小晶体并进一步长大,形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界,得到的像陶瓷一样的多晶固体材料。

7、氧化物陶瓷有哪些,属于什么结构:氧化物陶瓷主要为单相多晶结构,主要有Al2O3,MgO,SiO2,ZrO2,莫来石等;

8、非氧化物陶瓷有:碳化硅,氮化硅。

9、什么是复合材料的界面,复合材料的界面效应以及作用如何实现

复合材料基体与增强体接触构成的界面,是一层具有一定厚度(纳米以上)、结构随基体和增强体而异、与基体和增强体有明显差别的新相—界面相(界面层)。它是增强相和基体相连接的“纽带”,也是应力和其他信息传递的“桥梁”。

界面作用产生的效应:①传递效应界面能传递力,即将外力传递给增强物,起到基体和增强物之间的桥梁作用;②阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用;③不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象,如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等;④散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收,如透光性、隔热性、耐冲击性等;⑤诱导效应增强物的表面结构使聚合物基体与之接触的结构,由于诱导作用而发生改变而产生一些现象,如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性等。

10、金属基复合材料的界面类型及各自特点

1)类型:I类界面相对比较平整,只有分子层厚度,界面除了原组成物质外,基本不含其它物质;II类界面为犬牙交错的溶解扩散界面,基体的合金元素和杂质可能在界面上富集或贫化;III类界面则含有亚微级的界面反应产物层。

2)相容性特点:I类界面纤维与基体互不反应亦不溶解;II类界面纤维与基体互不反应但相互溶解;III类界面纤维与基体反应形成界面反应层。

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