航空航天复合材料 课件全套 第1--10章 复合材料概论 -- 新型复合材料.pptx

;复合材料原理;主要内容;物质：是不以人的意志为转移的存在，世界是由物质组成的。

材料：则是人类用来制造产品的物质。

人类发展的四大阶段：

1.石器时代（10000－6000年前）；

2.青铜器时代（6000－2500年前）；

3.铁器时代（2500年前～）；

4.人工合成时代（19世纪西方产业革命～）等。;二、复合材料的定义与特点

一般定义：用经过选择、含有一定数量比的两种或两种以上的组分（或组元），通过人工复合，组成多相且各相之间有明显界面、具有特殊性能的材料。

特点：

1．复合材料由多组分材料组成。

2．组分间的比例具有极强的可设计性。

3．组分保持各自固有的物理和化学特性。

4．复合材料组分间有复合效应，产生单组分所不具有的特殊性能。

5．复合材料是一种多相材料，存在着明显的界面。

6．复合材料是人工制备而非天然形成;注意点1：复合材料不同于合金：

1．复合材料可具有金属特性也可具有非金属特性，而合金则以金属键为主仅具有金属特性。

2．复合材料中组分之间形成明显的界面，保持各自的特性，并可在界面处发生反应形成过渡层，而合金的组元之间发生物理、化学或两者兼有的反应，是以固溶体和化合物的形式存在。

3．合金的热胀系数大，而复合材料的膨胀系数可以很小或0甚至为负数。

4．从更高的层次看，合金是固溶体与化合物复合而成的复合材料。

注意点2：复合材料不同于复合物质：

;复合材料非洲的原始部落棚屋;复合材料撑杆;1.木质和半纤维素基体上分布纤维素丝

2.由年轮组成层装复合物质

3.垂直于年轮的带状结构起强化作用;复合物质人体长骨(肱骨)结构示意图

（a）近骺端正面解剖图（b）骨骺中松质骨和致密骨的三维放大图

（c）骨干的横截面放大图骨干的外表面覆盖着骨膜，骨骺的关节面覆盖着透明软骨;三、复合材料的组成与命名;一般为增强体在前，基体在后，两者间由“/”分开。如（Al2O3+TiB2）/Al。

有时也用下标p、w、f分别表示增强体为颗粒、晶须、纤维的形态，如TiB2P/Al。国际上的表示符号则有其英文首字母表示。

如金属基复合材料（Metalmatrixcomposites缩写为MMCs）

聚合物基复合材料（Polymermatrixcomposites,缩写为PMCs）

陶瓷基复合材料（Ceramicmatrixcomposites,缩写为CMCs）

;四、复合材料的分类;主要内容;一、复合材料的发展史;宝剑的青铜合金是由铜、锡以及少量的铝，铁，镍，硫按照严格的配比组成的。

????????剑脊含铜较多，能使剑韧性好，不易折断。而刃部含锡高，硬度大，使剑非常锋利。花纹处含硫高，硫化铜可以防止锈蚀，以保持花纹的艳丽。虽然是同一把剑，不同部位却有着不同金属配比的铸造工艺，这种工艺称之为复合金属工艺－功能梯度。

?????????复合金属工艺在世界上很多国家都是近代才开始出现，而中国早在两千多年前的春秋时期，就已经掌握了这项技术，着实令世人叹为观止。;图3近代复合材料的不同发展阶段;;3.当前热点复合材料

1.功能梯度复合材料通过成分地梯度变化，获得功能的梯度。

2.智敏复合材料能验知环境变化，通过改变自身的一个或多个参数适应环境的变化，是验知和执行的复合

3.智能复合材料是智敏复合材料的高级形式。智敏材料能对环境作出线性反应，而智能材料则能根据环境条件的变化程度非线性地使材料与之适应以达到最佳效果。

区别：也有学者不作区分，统称智能材料。

智敏：自诊断、自适应和自愈合

智能：自诊断、自适应、和自愈合＋自决策、自修补。

如：皮肤、自愈合裂纹的混凝土、自诊断断裂的飞机机翼等。

4.遗态仿生复合材料等

通过生物结构和形态的遗传、化学组分的变异处理，制备保持自然界生物精细形貌和结构的新型复合材料。;二、复合材料的应用;;SiC颗粒增强铝基复合材料制造汽车制动盘，代替传动的铸铁制动盘，重量减轻了60%~40%，而且提高了耐磨性能，噪音明显减小，摩擦散热快；

SiC颗粒增强铝基复合材料制造汽车发动机活塞和齿轮箱等，大大提高其耐磨性、耐高温性能等，热膨胀系数降低，导热性提高。

;?水上机器人(UnmannedSurfaceVehicle,USC)用于近海环境实时监测、资源探测、海洋灾害预警和防治等多种用途。ZPM公司近日宣布Piranha水上机器人（USV），一款轻型复合材料船只，建造主要基于Arovex?型碳纳米管增强碳纤维预浸料。;;三、复合材料发展方向;2．多功能复合材料

3．机敏复合材料

4．智能复合材料

5．纳米复合材料

6．仿生遗态复合材料

7．分级结构复合材料

;四、复合材料研究存在的问题

1．界面结构研究

2．可靠性研究

3．复合材料的