教学课件：化学与人类生活 第五节 复合材料.pptVIP

由两种以上不同的原材料组成，并使原材料的性能得到充分发挥，通过复合化而得到单一材料所不具备的性能的材料 4 按增强剂分类 颗粒增强复合材料 晶须增强复合材料 短纤维增强复合材料 连续纤维增强复合材料 混杂纤维增强复合材料 三向编织复合材料 复合材料的发展历史和意义 （1）复合材料的发展历史 实际上，在自然界就存在着许多天然的复合物。例如天然的许多植物竹子、树木等就是自生长长纤维增强复合材料；人类肌肉 / 骨骼结构也是复合材料结构原理。稻草加粘土（非连续纤维增强复合材料）作为建筑材料砌建房屋墙壁。 在现代，复合材料的应用更比目皆是，与日常生活和国民经济密不可分。如由沙石、钢筋和水泥构成的水泥复合材料；玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）。 二、高分子复合材料 高分子复合材料:高分子材料与另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料 高分子复合材料的基本性能（优点) 高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘 高分子复合材料分类 结构复合材料 功能复合材料 三、常用复合材料  （一）塑料基复合材料 塑料基复合材料 四、新型复合材料 高温耐腐蚀树脂 高温耐腐蚀树脂(简称HCGP)，是一种综合不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂等高分子材料的优点，并具有耐高温、耐腐蚀、高强度、低黏度、工艺加工性能好、可常温固化、固化无毒性、粘接强度高的一种新型复合材料基体树脂。 五、常用复合材料  1、智能高分子材料 智能高分子凝胶 2、生物医用新材料 高分子凝胶：三维高分子网络与溶剂组成的体系，网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状，因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积 智能调光玻璃原理示意图 生物医用材料(Biomedical materials)又称生物材料(Biomaterials)，它是对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料 化学与人类生活讲座 ——化学与材料 湖南理工学院化学化工学院 第五节 复合材料 〈一〉 复合材料概述 〈二〉 高分子复合材料 〈三〉 常用复合材料 〈四〉 新型复合材料 〈五〉 功能复合材料 一、复合材料概述 玻璃纤维绳 碳纤维绳 陶瓷刀具 战车 导弹 1 高比强度、高比模量（刚度）： 比强度 = 强度/密度 MPa /（g/cm3）, 比模量 = 模量/密度 GPa /（g/cm3）。 复合材料的基本性能（优点) 目前：聚合物基复合材料的最高耐温上限为350?C； 金属基复合材料按不同的基体性能，其使用温度在350?1100?C范围内变动； 陶瓷基复合材料的使用温度可达1400?C； 碳/碳复合材料的使用温度最高可达2800?C。 2 良好的高温性能： 不同SiC纤维复合材料的使用温度范围。 3 良好的尺寸稳定性： 加入增强体到基体材料中不仅可以提高材料的强度和刚度，而且可以使其热膨胀系数明显下降。通过改变复合材料中增强体的含量，可调整复合材料的热膨胀系数。 4 良好的化学稳定性： 聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料。 5 良好的抗疲劳、蠕变、 冲击和断裂韧性 陶瓷基复合材料的脆性得到明显改善 6 良好的功能性能 包括 光、电、磁、热、烧蚀、摩擦及润滑等性能。 1 按性能分类 ： 普通复合材料：普通玻璃、合成或天然纤维增强， 如玻璃钢、钢筋混凝土等； 先进复合材料：高性能增强剂（碳、硼、氧化铝、 SiC纤维及晶须等）增强高温聚合物、金属、陶瓷和碳（石墨）等复合材料。 先进复合材料的比强度和比刚度应分别达400MPa/(g/cm3)和40GPa/(g/cm3) 以上。 复合材料的分类 2 按基体材料分类 聚合物复合材料（PMC) 金属基复合材料（MMC) 陶瓷基复合材料（CMC) 碳碳复合材料 水泥基复合材料 3 按用途分类 结构复合材料 功能复合材料 结构/功能一体化复 合材料 生命体是多层次意义上的复合体系 该完美的特性就来源于复合与自修复 生命体基本单位—细胞，是细胞膜、细胞基质、细胞核的复合体，各自担任营养、信息表达和力学支撑的作用。即使细胞膜也是有磷脂双分子层，蛋白质组成的复合功能体系。 现代高科技的发展更是离不开复合材料。 例如：火箭壳体材料对射程的影响， 飞行器减轻一公斤所取得的经济效益与飞行速度