聚合物基宏观复合材料资料.pptVIP

一、?力学性能 （1）?力学性能的特点 A. 比强度高 密度为钢的1/5—1/4，强度与一般碳素钢相近。因此，比强度高。 B. 各向异性 FRP的力学性能呈现明显的方向依赖性，是一种各向异性材料。因此在设计和制造该类复合材料时，应尽量在最大外力方向上排布增强纤维。 C. 弹性模量和层间剪切强度低 作为结构件使用时，常感到 刚性不足。 D. 性能分散性大 FRP受一系列因素（包括操作人员熟练程度和工作态度）的影响，因此性能不稳定，离散系数大。 （2）力学性能 A．拉伸性能 单向增强树脂基复合材料沿纤维方向的拉伸强度及拉伸模量均随纤维体积含量的增大而正比例增加。 B．压缩性能 树脂基复合材料的压缩破坏取决于基体材料的破坏，而拉伸破坏取决于纤维增强材料的破坏。 C．弯曲性能 玻璃钢的弯曲强度和弯曲弹性模量都随体积含量的上升而提高，而且依纤维增强材料的种类、铺层方式、纤维织物种类的不同而各异。纤维增强树脂复合材料的弯曲破坏首先表现为增强纤维与基体材料界面的破坏，其次是基体材料的破坏，最后才是增强材料的破坏。 D．剪切性能 由于纤维增强树脂复合材料的剪切强度与纤维的拉伸强度并无多大关系，而与纤维-树脂界面粘结强度和基体树脂强度有关。 二、疲劳性能 影响PMC疲劳特性的因素很多，疲劳强度随静态强度的提高而增大，当纤维体积含量低于或高于最佳值时，疲劳强度会下降。 三、冲击性能 主要决定于成型方法和增强材料的形态。一般缠绕制品的冲击性能最佳。 四、蠕变性能 复合材料在恒定应力作用下，形变随时间的延长而不断增大，这种现象称为蠕变。是由于基体材料的链段或整链运动不能瞬间完成，而需要一定时间的结果蠕变严重将导致材料或制品尺寸不稳定。提高抗蠕变的途径：提高基体材料的交联度，选用能增加制品刚性的增强材料。 五、?物理性能 （1）?电性能 一般包括：介电常数，介质损耗角正切值，体积和表面电阻系数、击穿强度等。电性能介于纤维和树脂的电性能之间，因此改善纤维和树脂的电性能对于改善复合材料的电性能是有益的。 （2）?温度特性 热性能包括导热系数、比热容、线膨胀系数和热变形温度等。FRP具有良好的隔热性能，可作隔热材料使用。一般来说纤维增强树脂基复合材料的耐热性并不好。 （3）阻燃性能 阻燃性复合材料即采用阻燃自熄或燃烧无烟的树脂制造的复合材料，阻燃性主要决定于树脂基体。按阻燃剂的作用机理可分为反应型和添加剂型两类。 （4）光学性能 影响树脂基复合材料透光性的主要因素有：增强材料和基体材料的透光性、折射率及其他。 （5）老化性能 复合材料在长期的使用和贮存过程中，由于各种物理和化学因素的作用而发生的物化性能的下降或变差的现象叫老化。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 第五章 聚合物基复合材料（宏观） 第一节 概述 一、PMC的发展历史 以有机聚合物为基体，纤维类增强材料为增强剂的复合材料。PMC（Polymer Matrix Composites） 是目前结构复合材料中发展最早、研究最多、应用最广、规模最大的一类。现代复合材料以1942年玻璃钢的出现为标志，1946年出现玻璃纤维增强尼龙，40年代初到60年代中，是PMC发展第一阶段，主要是玻纤增强塑料（GFRP）的发展和应用。 1964年，硼纤维研制成功，模量达400Gpa，强度3.45GPa。（BFRP）立即被用于军用飞机的次承力构件。价格昂贵，工艺性差，应用规模受到限制。 1965年，碳纤维在美诞生，显示出强大生命力，以后迅速发展。 1972年，美杜邦公司又研制出了高强、高模的有机纤维——聚芳酰胺纤维（Kevlar），使树脂基复合材料的发展和应用更为迅速。 按美国空军材料实验室（AMFL）和国家航空航天局（NASA）的定义，以碳纤维、硼纤维、Kevlar纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等增强的聚合物基复合材料为先进复合材料（ACM—比强度大于400MPa/(g/cm3)，比模量大于40GPa/(g/cm3)）。 60年代中到80年代初，是复合材料发展的第二阶段，ACM日益成熟发展。80年代后，PMC工艺、理论逐渐完善，除玻璃钢的普遍使用外，ACM在航天、船舶、汽车、建筑、文体用品等各个领域都得到全面应用。同时，先进热塑性复合材料（ACTP）向传统热固性树脂基复合材料提出了强