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复 合 材 料 概 论 各种各样的玻璃纤维 各种各样的碳纤维 第二阶段是聚合物的固化阶段。在此过程中聚合物通过物理的或化学的变化而固化，形成固定的界面层。固化阶段受第一阶段影响，同时它直接决定着所形成的界面层的结构。以热固性树脂的固化过程为例，树脂的固化反应可借助固化剂或靠本身官能团反应来实现。在利用固化剂的过程中，固化剂所在位置是固化反应的中心，固化反应从中心以辐射状向四周扩展，最后形成中心密度大、边缘密度小的非均匀固化结构。密度大的部分称作胶束或胶粒，密度小的称作胶絮。 此外， GFRP的基体材料是易老化的塑料，所以它也会因日光照射、空气中的氧化作用、有机溶剂的作用而产生老化现象，但比塑料要缓慢些。虽然GFRP存在上述缺点，但它仍然是一种比较理想的结构材料。 3.硼纤维增强塑料 硼纤维增强塑料是指硼纤维增强环氧树脂。该种材料突出的优点是刚度好，它的强度和弹性模量均高于碳纤维增强环氧树脂，是高强度、高模量纤维增强塑料中性能最好的一种。 5.2.1概述 1.复合材料结构设计过程 复合材料结构设计是选用不同材料综合各种设计(如层合板设计、典型结构件设计、连接设计等)的反复过程。复合材料结构设计的综合过程如下页图所示，大致分为三个步骤： 明确设计条件 材料设计 结构设计 1. 结构设计的一般原则 复合材料结构设计的一般原则，除已经讨论过的连接设计原则和层合板设计原则外，尚需要遵循满足强度和刚度的原则。满足结构的强度和刚度是结构设计的基本任务之一。复合材料结构与金属在满足强度、刚度和总原则是相同的，但由于材料特性和结构特性与金属有很大差别，所以复合材料结构在满足强度、刚度的原则上还有别于金属结构。 第八章 水泥基复合材料 8.1 水泥基复合材料的种类及基本性能 8.2 水泥基复合材料的成型工艺 8.3 水泥基复合材料的应用 8.1 水泥基复合材料的种类及基本性能 8.1.1 水泥 1. 水泥的定义和分类 凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 通用水泥 专用水泥 特性水泥 8.1.2 水泥基复合材料的种类和基本性质 聚合物水泥基复合材料 小分子水泥基复合材料 1. 混凝土 2. 纤维增强水泥基复合材料 3. 聚合物改性混凝土 8.2 水泥基复合材料的成型工艺 8.2.1 混凝土的配合比设计及成型工艺的控制 8.2.2 钢筋混凝土的成型工艺 8.2.3 纤维增强水泥的成型工艺 8.2.4 聚合物改性水泥混凝土的成型工艺 第九章 碳/碳复合材料 9.1 碳/碳复合材料的发展 9.2 碳/碳复合材料的成型加工技术 9.3 碳/碳复合材料的应用 9.1 碳/碳复合材料的发展 9.1.1 碳/碳复合材料 碳/碳复合材料是由碳纤维或各种碳织物增强碳，或石墨化的树脂碳（或沥青）以及化学气相沉积（CVD）碳所形成的复合材料，是具有特殊性能的新型工程材料，也成为碳纤维增强碳复合材料。 组成：由树脂碳、碳纤维和热解碳三种不同组分构成。它几乎完全由元素碳组成。故能承受极高的温度和极大的加热速率。 碳/碳复合材料的主要优缺点 9.1.2 碳/碳复合材料的发展 研究工作始于上世纪60年代初。 碳/碳复合材料的发展主要受宇航工业的发展影响大，它具有高烧蚀热，低的烧蚀率。可用在飞机、汽车的刹车片和轴承。 碳与生物体之间的兼容性极好，可用作生物体内的整形材料，如人造骨骼，心脏瓣膜等。 9.2 碳/碳复合材料的成型加工技术 9.2.1 坯体 在沉碳和浸渍树脂或沥青之前，增强碳纤维或其织物应预先成型为坯体。坯体可通过长纤维（或带）缠绕、碳毡、短纤维模压或喷射成型、石墨布叠层的z向石墨纤维针刺增强以及多向织物等方法制得。 9.2.2 基体 9.3 碳/碳复合材料的应用 第十章 混杂纤维复合材料 10.1 混杂纤维复合材料的种类和基本性能 10.2 混杂纤维复合材料的结构设计 10.3 混杂纤维复合材料的应用 6.5.3 石墨－镍复合材料 对石墨－镍复合材料的研究开始于70年代初。首先是对其制备工艺和性能进行研究。在石墨纤维上电镀镍制成丝束,这种丝束是带状的、连续易弯、无捻度且每线都具有相当的金属沉积层。根据复合材料的物理性能对压力、温度、时间等制造参数作了详细研究。热压条件的范围为:750~1250℃,时间从5分钟至2小时,压力范围为11－34MPa。当这些条件均取上限时,复合材料的密度、杨氏模量和剪切模量都接近各自的最大值。为了生产石墨和镍、铝、铅及铜的复合材料,人们发展了电沉积工艺，这是生产石墨－镍复合材料的最佳工艺。 本章小结