高一化学上册第四章复合材料知识点 .pdfVIP

第⼀章概论

1、复合材科的定义、组分功能和作⽤：

定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合⽽成的⼀种多相固体材料。复合后的产物为固体时才称为复合材料，

为⽓体或液体不能称为复合材料。

组分：其组分相对独⽴，通常有⼀相连续相，称为基体，另⼀相分散相，称为增强相(增强体)。

功能和作⽤：复合材料既可以保持原材料的特点，⼜能发挥组合后的新特征，可以根据需要进⾏设计，从⽽最合理地达到使⽤

所要求的性能。

2、复合材料的命名

强调基体，以基体材料的名称为主，如树脂基复合材料，⾦属基复合材料，陶瓷基复合材料等;

强调增强体，以增强体材料的名称为主，如玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料，陶瓷颗粒增强复合材料;

基体材料与增强体材料名称并⽤，如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。3、复合材料的分类⽅式

按基体材料类型分：聚合物基复合材料，⾦属基复合材料，⽆机⾮⾦属基复合材料;按增强材料种类分：玻璃纤维复合材料，

碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，⾦属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料;

按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编制复合材料;

按⽤途分：结构复合材料，功能复合材料;

4、常⽤的基体材料及各⾃的适⽤范围

轻⾦属基体(主要包括铝基和镁基)，⽤于450℃左右;钛合⾦及钛铝⾦属间化合物作基体的复合材料，适⽤温度650℃左右，

镍、钴基复合材料可在1200℃使⽤。5、常⽤热固性基体复合材料：环氧树脂，热固性聚酰亚胺树脂。

常⽤热塑性基体复合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚砜，热塑性聚酰亚胺。常⽤陶瓷基体复合材料：玻璃，氧化物陶瓷，⾮

氧化物陶瓷，⽆机胶凝材料;6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同

玻璃是⽆机材料经⾼温熔融、冷却硬化⽽得到的⼀种⾮晶态固体;玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进⾏晶化热处理，在玻璃内部

均匀析出⼤量微⼩晶体并进⼀步长⼤，形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界，得到的像陶瓷⼀样的多晶固体材料。

7、氧化物陶瓷有哪些，属于什么结构：氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫来⽯等;

8、⾮氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。

9、什么是复合材料的界⾯，复合材料的界⾯效应以及作⽤如何实现

复合材料基体与增强体接触构成的界⾯，是⼀层具有⼀定厚度(纳⽶以上)、结构随基体和增强体⽽异、与基体和增强体有明显

差别的新相—界⾯相(界⾯层)。它是增强相和基体相连接的纽带“”，也是应⼒和其他信息传递的桥梁“”。

界⾯作⽤产⽣的效应：①传递效应界⾯能传递⼒，即将外⼒传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作⽤;②阻断效应结合

适当的界⾯有阻⽌裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应⼒集中的作⽤;③不连续效应在界⾯上产⽣物理性能的不连续性和界⾯摩

擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等;④散射和吸收效应光波、

声波、热弹性波、冲击波等在界⾯产⽣散射和吸收，如透光性、隔热性、耐冲击性等;⑤诱导效应增强物的表⾯结构使聚合物

基体与之接触的结构，由于诱导作⽤⽽发⽣改变⽽产⽣⼀些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性等。

10、⾦属基复合材料的界⾯类型及各⾃特点

1)类型：I类界⾯相对⽐较平整，只有分⼦层厚度，界⾯除了原组成物质外，基本不含其它物质;II类界⾯为⽝⽛交错的溶解扩散

界⾯，基体的合⾦元素和杂质可能在界⾯上富集或贫化;III类界⾯则含有亚微级的界⾯反应产物层。

2)相容性特点：I类界⾯纤维与基体互不反应亦不溶解;II类界⾯纤维与基体互不反应但相互溶解;III类界⾯纤维与基体反应形成界

⾯反应层。

第⼆章复合材料的复合原理及界⾯

1、弥散增强和颗粒增强的原理

1)弥散增强：复合材料是由弥散颗粒与基体复合⽽成，荷载主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动，微粒阻碍基体位

错运动能⼒越⼤，增强效果愈⼤，微粒尺⼨越⼩，体积分数越⾼，强化效果越好。

2)颗粒增强：复合材料是由尺⼨较⼤(直径⼤于1m)颗粒与基体复合⽽成，载荷主要由基体承担，但增强颗粒也承受载荷并约束

基体的变形，颗粒阻⽌基体位错运动的能⼒越⼤，增强效果越好;颗粒尺⼨越⼩，体积分数越⾼，颗粒对复合材料的增强效果

越好。

2、什么是混合法则，其反映什么规律

混合法则(复合材料⼒学性能同组分之间的关系)：?c??fVf??mVm，Ec=EfVf+EmVm式中?为应⼒，E为弹性模量，V为体积百

分⽐，c、m和f分别代表复合材料、基体和纤维;

反映的规律：纤维基体对复合材料平均性能的贡献正⽐于它们各⾃的体积分数。3、⾦属基复合材料界⾯及改性⽅法有哪些

⾦属基复合材料界⾯结合⽅式：①化学结合