复合材料的概分类及其发展历程.ppt

聚合物基复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 水泥基复合材料 碳基复合材料 结构复合材料 热固性树脂基 热塑性树脂基 橡胶基 高温陶瓷基 玻璃基 玻璃陶瓷基 轻金属基 高熔点金属基 金属间化合物基 Ａ、 按基体类型分类 B、按增强体类型分类 结构复合材料 叠层式复合材料 片材增强复合材料 颗粒增强复合材料 纤维增强复合材料 人工晶片 天然片状物 微米颗粒 纳米颗粒 不连续纤维复合材料 连续纤维增强复合材料 晶须增强复合材料 短切纤维增强复合材料 单向纤维增强复合材料 二维织物增强复合材料 三维织物增强复合材料 结构复合材料的特点 　　可根据材料在使用中受力的要求进行组元选材和增强体排布设计，从而充分发挥各组元的效能。 结构复合材料 ② 功能复合材料 　　指具备各种特殊物理与化学性能的材料。 　　例如：声、光、电、磁、热、耐腐蚀、零膨胀、阻尼、摩擦、屏蔽或换能等。 　　功能复合材料中的增强体又可称为功能体组元，它分布于基体组元中。 　　功能复合材料中的基体不仅起到构成整体的作用，而且能够产生协同或加强功能的作用。 功能复合材料 　　除了上面的各种各样的复合材料以外，还有同质复合材料和异质复合材料。 　　同质复合材料（增强材料和基体材料属于同种物质，如碳/碳复合材料） 　　异质复合材料（前面提及的复合材料多属此类）。 复合材料目前状况 （１）玻璃钢和树脂基复合材料 非常成熟 广泛的应用 （２）金属基复合材料 开发阶段 某些结构件的关键部位 （３）陶瓷基复合材料及功能复合材料等 尚处于研究阶段 有不少科学技术问题有待解决 ４、 复合材料发展概况 　　复合材料发展简史： 　　学术界开始使用“复合材料”（composite materials ）一词大约是在20世纪40年代，当时出现了玻璃纤维增强不饱和聚酯，开辟了现代复合材料的新纪元。 　　从20世纪60年代开始，开发出多种高性能纤维。 　　20世纪80年代以后，由于人们丰富了设计、制造和测试等方面的知识和经验，加上各类作为复合材料基体的材料的使用和改进，使现代复合材料的发展达到了更高的水平，即进入高性能复合材料的发展阶段。 　　复合材料的整个发展过程可表示为： 古代 近代 先进复合材料 天然复合物 　　自然界中存在许许多多的天然复合材料。例如，树木和竹子是纤维素和木质素的复合体； 　　动物的骨骼则由无机磷酸盐和蛋白质胶原复合而成。 　　人类很早就接触和使用各种天然物，并仿效自然界制作各种各样的复合物。例如 　陕西半坡人－－草梗合泥筑墙，且延用至今； 漆器－－麻纤维和土漆复合而成，至今已四千多年； 敦煌壁画－－泥胎、宫殿建筑里园木表面的披麻覆漆。 　　近代，复合材料的发展始于20世纪40年代，第二次世界大战中，玻璃纤维增强聚酯树脂复合材料被美国空军用于制造飞机构件开始算起。50年代得到了迅速发展。 　　我国从1958年开始发展复合材料　　 　　现代复合材料的制作成功则要从1942年，第二次世界大战中，玻璃纤维增强聚酯树脂复合材料被美国空军用于制造飞机构件开始算起。 　　材料科学家们认为，就世界范围而论，从1940年到1960年这20年间，是玻璃纤维增强塑料时代，可以称为复合材料发展的第一代。 　　第一代：1940年到1960年，玻璃纤维增强塑料； 　　1965年英国科学家研制出碳纤维； 　　1971年美国杜邦公司开发出Kevler-49 （开芙拉-49 ）； 　　1975年先进复合材料“碳纤维增强、及Kevler纤维增强环氧树脂复合材料”已用于飞机、火箭的主承力件上。 这一时期被称为复合材料发展的第二代。 　第二代：1960年到1980年，先进复合材料的发展时期 　　1980年到1990年间，是纤维增强金属基复合材料的时代，其中以铝基复合材料的应用最为广泛，这一时期是复合材料发展的第三代。 　　1990年以后则被认为是复合材料发展的第四代，主要发展多功能复合材料，如机敏（智能）复合材料和梯度功能材料等。 　　随着新型复合材料的不断涌现，复合材料不仅应用在导弹、火箭、人造卫星等尖端工业中，在航空、汽车、造船、建筑、电子、桥梁、机械、医疗和体育等各个部门都得到应用。 　　纵观复合材料的发展过程，可以看到： 　　早期发展出现的复合材料，由于性能相对比较低，生产量大，使用面广，可称之为常用复合材料。 　　后来随着高技术发展的需要，在此基础上又发展出性能高的先进复合材料。 机敏（智能）复合材料 机敏复合材料：能检知环境变化并做出响应，或具有自诊断、自适应、自修补等功能的复合材料。