《高分子复合材料》课件——1.2复合材料.pptxVIP

1.纤维增强原理;纤维增强复合材料是由连续纤维或不连续（短）纤维与金属基体复合而成。复合材料受力时，高强度、高模量的增强纤维承受大部分载荷，而基体主要作为媒介，传递和分配载荷。

基体：通过界面将载荷有效地传递到增强相（晶须、纤维

等），不是主承力相。

纤维：承受由基体传递来的有效载荷，主承力相。;断裂力学观点

断裂力学认为任何材料都存在宏观缺陷(如缺口、孔洞、裂纹等)和结构缺陷(如位错、晶界、相界等),那么材料在外力作用下产生破坏的过程就是材料裂缝的快速扩展并最终断裂的过程。而纤维增强复合材料的断裂可能会通过塑性形变、裂纹增长与分叉、界面分离、出现分层或纤维拔出与拉断等方式进行,这是一个能量耗散的过程,纤维在复合材料内是通过间隔阻裂作用使材料得以增强的;短纤维增强原理（剪切滞后—应力传递方式）

假定纤维、基体理想结合，且泊松比相同；在外力作用下，由于组分模量的不同产生了不同形变（位移），在基体上产生了剪切应变，通过界面将外力传递到纤维上;短纤维周围的应变;

;复合材料：是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。;混合材料：就是把几种材料采用简单的物理手段拌合在一起。混合后原有材料各自的物理、化学性质仍保持没变。这只是一个物理变化过程，其中并没有发升化学变化

化合材料：又称人造材料,是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,其特质与原料不同,如塑料、玻璃、钢铁等。

;主要体现在：多相体系和复合效果是复合材料区别于传统的“混合材料”和“化合材料”的两大特征。

狭义定义：（通常研究的内容：）用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。

由此可以得出：CM=增强材料＋基体材料

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;复合材料的命名;（1）强调基体时以基体材料的名称为主。

树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。

（2）强调??强体时以增强体材料的名称为主。

如玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、陶瓷颗粒增强复合材料等。

（3）基体材料名称与增强体材料并用。

把增强体材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面。

;例：

“玻璃纤维/环氧树脂复合材料或玻璃纤维/环氧”指

“玻璃纤维增强环氧树脂复合材料”

“碳／金属复合材料”碳纤维和金属基体构成的复合材料，也可叫“碳纤维增强金属基复合材料”。

“碳／碳复合材料”指碳纤维和碳基体构成的复合材料。

;国外还常用英文编号表示

MMC（MetalMatrixComposite），金属基复合材料。

FRP（FiberReinforcedPlastics），纤维增强塑料。

GF/Epoxy,或G/Ep(G-Ep)，玻璃纤维/环氧。

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;?随着材料品种不断增加，人们为了更好地研究和使用材料，需要对材料进行分类.材料的分类方法较多。如按材料的化学性质分类，有金属材料、非金属材料之分;如按物理性质分类,有绝缘材料、磁性材料、透光材料、半导体材料、导电材料等。按用途分类，有航空材料、电工材料、建筑材料、包装材料等。

?????复合材料的分类方法也很多。常见的有以下几种。

;17;18;

按功能分类

①结构复合材料

主要用于制造受力构件，作为承力结构使用的复合材料，它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。

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。

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;聚合物基复合材料（PMC），即以聚合物为基体的复合材料，通常是指以有机聚合物为基体，连续纤维为增强材料组合而成的。

它是复合材料中研究最早、发展最快的一类复合材料。在现代复合材料领域中占有重要的地位，在国民经济建设中发挥了越来越重要的作用。

;聚合物基体材料虽然强度低，但由于其粘接性能好，能把纤维牢固地粘接起来，同时还能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤维承受压缩和剪切载荷。而纤维的高强度、高模量的特性使成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点，并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。;;5.聚合物基复合材料的分类

;PMC通常按两种方式分类。一种以基体性质不同分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料；

热塑性树脂基复合材料：

（聚乙烯，聚丙烯，尼龙，聚