第六章 复合材料界面1.pdf

第六章 复合材料的界面 1 6.1 复合材料概述 复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过一定工艺制 成的多相材料，并具有与原组成材料不同的新的性能。 包括三层意义：  它是一种多相材料，包含两种或两种以上物理上不同并可用机械方法 分离的材料。  它可以在人为控制下以某种工艺将几种分离的不同材料混合在一起， 形成复合材料。  它的性能应优于各单独的组分材料，在某些方面可能具有组分材料没 有的独特性能。 2 复合材料的结构：  基体相  增强剂相  相与相之间存在界面 复合材料按基体分类  聚合物基复合材料 热塑性聚合物基：PP、PE、尼龙、PVC 热固性聚合物基：不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等  金属基复合材料  无机非金属基复合材料： 陶瓷基、水泥基、玻璃基 3 复合材料的特性 (1). 轻质高强 复合材料的密度低，在1.4～2.0之 间，约为钢的1/5，铝的1/2，因而 其比强度（抗张强度与密度的比）、 比模量（弹性模量与密度的比）比 钢、铝合金高，如高模量碳纤维/环 氧复合材料的比强度为钢的5倍，铝 合金的4倍。其比模量是钢、铝、钛 的4倍。轻质高强是复合材料适宜用 作航空、航天材料的宝贵性能。 4 一些常用材料及纤维复合材料的比强度和比模量 材料 密度 拉伸强度 弹性模量 比强度 比模量 3 2 6 8 （g/cm ） （GPa） （10 GPa） （10 cm ） （10 cm ） 钢 ７. ８ １. ０３ ２. １ １. ３ ２. ７ 铝合金 ２. ８ ０. ４７ ０. ７５ １. ７ ２. ６ 钛合金 ４. ５ ０. ９６ １. １４ ２. １ ２. ５ 玻璃纤维复合 ２. ０ １. ０６ ０. ４ ５. ３ ２. ０ 材料 碳纤维I ／环氧 １. ６ １. ０７ ２. ４ ６. ７ １５ 复合材料 碳纤维II ／环氧 １. ４５ １. ５０ １. ４ １０. ３ ９. ７ 复合材料 有机纤维／环 １. ４ １. ４０ ０. ８ 10.0 ５. ７ 氧复合材料 硼纤维／环氧 ２. １ １. ３８ ２. １ ６. ６ １０ 复合材料 5