5.4 化学与复合材料课件.ppt

* 5.4.1 复合材料概论 5.4.2 复合材料的技术性能 5.4.3 重要的复合材料 5.4 化学与复合材料 5.4.4 纳米材料 复合材料(composite material)是有机高分子、无机非金属或金属等几种不同材料，通过复合工艺组合而成的新型材料。或者说是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成的多相固体材料。 5.4.1 复合材料概论 复合材料由两部分组成：基体相(连续相)和增强相(分散相)。 基体相是连续相材料，把改善性能的增强相材料粘结在一起，起粘结剂的作用。 增强相大部分是高强物质，起提高强度 或韧性的作用。 复合材料按增强相形状 可分为三类： 1 纤维增强复合材料 2 层合增强复合材料 3 颗粒增强复合材料 按基体相材料类型可分为三类： 1 树脂基复合材料 2 金属基复合材料 3 陶瓷基复合材料 1. 比强度和比模量高 比强度（抗拉强度与密度之比）和比模量(弹性模量与密度之比)高，说明材料轻而且刚性大。 2. 良好的抗疲劳性能 疲劳是材料在循环应力作用下的性质。复合材料能有效地阻止疲劳裂纹的扩展。 5.4.2 复合材料的技术性能 3. 减振性能好 在工作过程中振动问题十分突出，复合材料为多相系统，大量的界面对振动有反射吸收作用。且自振动频率高，不易产生共振。 4. 高温性能好 复合材料在高温下强度和模量基本不变。 以树脂为基体，玻璃纤维为增强材料制成 的复合材料。 玻璃纤维是由熔 融的玻璃经快速拉伸, 冷却所形成的纤维。 玻璃纤维增强工程塑 料即玻璃钢。 (1) 玻璃纤维增强复合材料 1 . 纤维增强复合材料 5.4.3 重要的复合材料 由于玻璃钢比重小、强度高、耐腐蚀、 耐燃且成型性能好，现已广泛用于汽车车身、 氧气瓶、轻型船体及石油化工的管道、阀门等。 缺点是刚性差，易变形，耐热性能差， 易老化。 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 碳纤维增强材料与树脂基体组成的材料称为碳纤维增强复合材料。 这类材料保持了玻璃钢的许多优点，而且性能优于玻璃钢。因此 可作宇宙飞行器的外层 材料，人造卫星和火箭 的机架、壳体等。 (2) 碳纤维增强复合材料 硼纤维是一种强度、刚度均比碳纤维高的纤维。硼纤维增强复合材料是硼纤维增强材料与树脂基体组成的复合材料。用作高温材料，但因为价格昂贵，应用受到限制。主要用于航 空工业。 (3) 硼纤维增强复合材料 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 双层金属复合材料是将特性不同的两种金属，用胶合或者熔合铸造、热压、焊接、喷涂等方法复合在一起以满足某种性能要求的材料。 (1) 双层金属复合材料 2 . 层合增强复合材料 夹层复合材料是性质完全不同的表面材料与芯材复合而成的一种材料。 (2) 夹层复合材料 颗粒复合材料是一种或多种材料的颗粒均匀分散在基体材料内所组成的材料。 3.颗粒增强复合材料 尼龙6/粘土纳米复合材料 5.4.4 纳米材料 根据人类的需要，逐个操纵原子来制造产品，这是人类关于纳米技术最早的梦想。 1981年，扫描隧道显微镜 (Scanning Tunneling Microscope) 的发明，向人类揭示了一个可见 的原子世界，极大的促进和推动 了纳米技术的快速发展。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术(Nano S