第一章 复合材料课件概论.ppt

复合材料 主要参考资料 主要内容 第一章 概论 材料的分类 1.1 复合材料的定义 按复合材料的结构 历史上的复合材料 2009年2月19日央视新楼火灾 Joseph Monier 钢筋混凝土时代 Henry Bessemer 钢铁的发明 波特兰水泥 (硅酸盐水泥) J. Aspdin HNUST 近代复合材料 HNUST 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，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。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。 复合材料发展的第一代：1940年到1960年，玻璃纤维增强塑料； 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。 HNUST 复合材料发展的第二代：　1960年到1980年，先进复合材料的发展时期 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 ）； 复合材料发展的第三代：1980年到1990年 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。 复合材料发展的第四代:　1990年至今 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。 HNUST 1.7 重大事件与复合材料 HNUST 雅马萨基 1） 摩天大楼的兴起与复合材料 2） 世贸大楼简介 3） 世贸大楼坍塌引发的材料学问题 ？坍塌原因：连锁反应 ？怎么建才结实：高强、轻质材料 ？有毒烟雾：环保阻燃材料 ？如何逃生：自发光材料 * LOGO 湖南科技大学材料科学与工程系 HNUST HNUST 1、复合材料概论——王荣国， 武卫莉等（哈尔滨工业大学出版社，1999） 2、复合材料——吴人洁（天津大学出版社，2000） 3、复合材料——冯小明，张崇才 (重庆大学出版社，2007) 4、现代复合材料——陈华辉， 邓海金， 李 明（中国物质出版社，1998） 5、复合材料科学与工程——倪礼忠，陈麒(科学出版社，2002) 6、复合材料及其应用——尹洪峰，任耘（陕西科学技术出版社,2003） 7、新材料化学——大卫。E。牛顿，吴娜等人译(上海科技文献出版社，2008) 8、先进复合材料——鲁 云，朱世杰， 马鸣图 （机械工业已出版社，2004） 总论 1 复合材料的基体材料 2 复合材料的增强材料 3 复合材料的界面 4 HNUST 聚合物基复合材料 5 金属基复合材料 6 陶瓷基复合材料 7 8 功能复合材料 HNUST 克服单一材料的缺点 产生原来单一材料本身所没有的新性能 复合材料 复合材料的应用 1. 在航天航空方面 2. 在交通运输方面 3. 在化学工业方面 4. 在电气工业方面 5. 在建筑工业方面 6. 在体育用品方面 按复合后材料的性能 (1) 复合材料是由两种或更多的组分材料结合在一起，复合后的整体性能应超过组分材料，保留了所期望的性能(高强度、刚度、轻的重量)，抑制了所不期望的特性(低延性)。 (2) 复合材料是多功能的材料系统，它们可提供任何单一材料所无法获得的特性；它们是由两种或多种成分不同，性质不同，有时形状也不同的相容性材料，以物理形式结合而成的。 HNUST HNUST (1) 复合材料是两种或多种材料在宏观尺度上组合而成的一种有用的材料。 (2) 复合材料就是两种或两种以上的不同化学性质或不同组织相的物质，以微观或宏观的形式组合而成的材料。 (3) 复合材料是不同于合金的一种材料，在合金中，每一种组分都保留着它们独立的特性，而构成复合材料时，仅取它们的优点而避开其缺点，从而获得一种改善了的材料。 HNUST F．L. Matthews和Ｒ．D．Rawlings认为，复合材料是两个或两个以上组元或相组成的混合物，并应满足下面三个条件： 　 (1) 组元含量大于5％； 　 (2) 复合材料的性能显著不同于各组元的性能， 　 (3) 通过各种方法混合而成。　　 钢铁及其合金不应属于复合材料，如Co—Cr—Mo—Si合金不属于复合材料，因为这种合金经过熔化和凝固过程；而仅有像SiC颗粒强化的Al合金这种混合而成的材料才属于复合材料。因此有人认为可将