汽车材料 作者 黄武全 第七单元.ppt

第七单元复合材料 主编 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 课题一　复合材料的基础知识 金属、陶瓷、塑料、橡胶等单一材料各有其优点和不足，性能相对确定，并有比较合适的应用场合，而不能针对不同的应用要求，进行灵活的材料设计。而复合材料是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，它不仅具有各组成材料的优点，还具有优越的综合性能。因此，可根据用户的不同需求进行灵活的材料性能设计。　 一、复合材料的组成和性能特点1.复合材料的组成 复合材料一般由基体相和增强相组成。基体相是复合材料的主体，起形成几何形状和粘结作用；增强相分散分布在基体相中，起提高强度和韧性作用。2.复合材料的性能特点 与其他材料相比，复合材料具有很高的比强度和比模量，抗疲劳性能、破损安全性、减振性能、耐高温性能好，且具有独特的成型工艺。 二、复合材料的分类1.按基体相类型分类 按基体材料的相类型可分为金属基复合材料、高分子基复合材料和陶瓷基复合材料。目前大量使用的是以高聚物材料为基体的复合材料。2.按增强相的物理形态分类 按增强相的物理形态可分为层叠复合材料、纤维增强复合材料、颗粒复合材料和短切纤维复合材料，如图7-2所示。 课题二　复合材料在汽车上的应用 2.碳纤维—树脂复合材料 这种材料是以碳纤维及其制品为增强相，以环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯树脂等为基体相结合而成的。它不仅保持了玻璃钢的众多优点，而且许多性能高于玻璃钢。其密度小于玻璃钢，强度和弹性模量超过铝合金，而接近于钢。此外，它具有优良的耐磨性、减摩性及自润性、耐蚀性、耐热性等。因此，常用来制造承载件和耐磨件，如连杆、齿轮、轴承、机架、人造卫星天线构架等。 二、金属基复合材料 金属基复合材料的基体大多采用铝、铜、铝合金、铜合金、镁合金和镍合金。增强材料一般为纤维状、颗粒状和晶须状的碳化硅、硼、氧化铝和碳纤维。该种材料要求具有高的强度和弹性模量(抵抗变形及断裂)，高耐磨性 (防止表面损伤)与化学稳定性(防止与空气和基体发生化学反应)。 汽车工业上，应用碳化硅颗粒铝合金基复合材料发展最快。它的强度比中碳钢好，比铝合金略高，与钛合金相近，其耐磨性也比钛合金、铝合金好，密度只有钢的1／3，与铝相近。汽车上用来制作汽车活塞、制动部件等。 三、陶瓷基复合材料 陶瓷具有耐高温、抗氧化、高弹性模量和高抗压强度等优点。但由于脆性大经不起冲击，因而限制了陶瓷的使用。20世纪80年代以来，通过在陶瓷材料中加入颗粒、晶须及纤维等得到的陶瓷基复合材料，使陶瓷的韧性大大提高。