工程材料第10章.pptVIP

聚合物基纤维增强复合材料零件 复合材料在航空中的应用 MMC虽强度和弹性模量（刚度）增加，但塑性和韧性因使用陶瓷纤维而有所降低。这在一定程度上限制了MMC的应用范围。 1·常用工业陶瓷 传统陶瓷（普通陶瓷） 近代陶瓷（特种陶瓷） 氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷 金属陶瓷 氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、钢结 硬质合金 2·陶瓷材料的性能 弹性模量高、硬度高、塑性差、脆性大 熔点高、耐热性好、导热性小（绝缘） 导电性变化范围大 耐蚀性好 氧化铝透明陶瓷 10.4陶瓷及成形 陶瓷生产过程是将配制好的符合要求的坯料用不同成形 方法制造出具有一定形状的坯体、坯体经干燥、施铀、烧 成等工序，最后得到陶瓷制品。 陶瓷成形基础：常见的坯体成形方法有可塑成形、注浆成 形、和压制成形等。 可塑泥团的成形性能要求：长期保持塑性状态，易于流 动和变形。 泥浆的成形性能要求：流动性好（固相含量低、温度 高) 、吸浆速度快、脱模性好、挺实能力高、加工性好。 压制用粉料的成形性能要求：流动性高。 调整坯料成形性能的添加剂： 解凝胶、结合剂、润滑剂 工业陶瓷的成形 注浆法根据成形压力的大小和方式的不同，可分为基本 注浆法、强化注浆法、热压铸成形法和流延法等。其中， 基本注浆法有空心注浆法和实心注浆法两种，所用模型为 石膏模型。 可塑成形法有旋压成形、滚压成形、塑压成形、注射 成形和轧膜成形等几种类型。 压制成形是将含有一定水分的粒状粉料填充到模具中， 使其在压力下成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体的成形 方法。有干压成形（含水量＜7%）、半干压成形（含水 量7%~15%）和特殊的压制成形方法（如等静压粉料中的 含水量可低于3%。 陶瓷成形方法 空心注浆法示意图 实心注浆法示意图 流延机加料部分结构示意图 滚压成形示意图 α α 塑压成形示意图 + 送压缩空气 -- 抽真空 注射成形 陶瓷的注射成形与工程塑料的注射成形过程相似。但陶瓷注射成形的坯料是由不含水的陶瓷瘠性粉料与结合剂（热塑性树脂）、润滑剂、增塑剂、等有机添加物（含量一般为20%~30%）按一定比例加热混合，干燥固化后经粉碎造粒而成。 经注射成形获得的坯料在烧结前要进行脱脂处理（即清除坯料中的有机添加物）。脱脂时间为24~96h。 注射成形设备主要是柱塞式或螺杆式注射机，成形模具采用高强度的金属模。 轧膜成形方法与金属板料轧制相似，是生产薄片瓷坯的 成形工艺之一。可轧制1mm以下的坯片，常见的是0.15mm 左右的坯片。主要应用与电子陶瓷工业中的瓷片电容、电 路基片等坯体的轧制。 轧膜用的坯料是由瘠性粉料和塑化剂组成，制坯过程是 将预烧过的瘠性粉料磨细过筛，掺入塑化剂并搅拌均匀。 然后倒在轧膜机上进行混炼（使粉料与塑化剂充分混合）， 在混炼过程中不断吹风，使塑化剂中的溶剂逐渐挥发，形 成较厚的膜片，这个过程也叫粗轧。粗扎后的膜片再经过 反复的轧炼，直到达到所要求的厚度为止而成为坯片。轧 好的坯片应存放在一定湿度的环境中，以防坯片干燥脆 化，还便于冲切。 轧膜成形 陶瓷制品的生产过程 1、坯体成型前的坯料的准备 选料——预烧——造粒——坯料（浆料、可塑泥团、或压制粉料） 2、坯体成型 3、坯体的后处理 坯体干燥——施铀（浸铀、淋铀、喷铀）——烧制 10.5.1复合材料及性能 由两种或两种以上物理、化学性质不同的物质，经人工 合成的材料称为复合材料。如钢筋混凝土、轮胎等 1·复合材料的分类： 纤维增强复合材料、层合复合材料、颗粒复合材料 2·复合材料的性能特点： 比强度高、比模量高、疲劳强度高、减震性能好 10.5复合材料 10.5.2复合材料的分类 复合材料的组成有两类物质：一类作为基体材料，形 成几何形状并起粘接作用（如金属、陶瓷、树脂等）， 另一类作为增强材料（如一维的纤维、二维的片材、三 维的颗粒料）起提高强度和韧性的作用。 按照复合材料的基体材料的种类来分有：金属基复合 材料、陶瓷基复合材料、树脂基纤维增强复合材料（简 称玻璃钢）等三种 按照复合材料中增强材料的性质和形态来分有：纤维 增强复合材料（玻璃纤维增强、碳纤维增强）、层合复 合材料、颗粒复合材料等三种 10.5.3复合材料的成形 玻璃钢的成形方法有手糊成形、层压成形、模 压成形、缠绕成形、挤出成形和注射成形（热塑 性玻璃钢可借用工程塑料的挤出成形和注射成形 方法）、挤拉成形等。 金属基复合材料的成形方法有扩散结合法、 熔融金属渗透法、等离子