复合材料大综述.pptVIP

Generalplasticbasedcomposites

(聚合物基复合材料大类);聚合物基复合材料应包括聚合物基宏观复合材料和聚合物基纳米复合材料。

微观复合材料是指分散相至少有一维是在纳米尺寸范围。;一、复合材料的定义和特点：

1、复合材料的定义：

两种或两种以上物理和化学性质

不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

复合材料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。;2、复合材料的特点：

1〕由两种或多种不同性能的组分通过宏观或微观复合在一起的新型材料，组分之间存在着明显的界面。

2〕各组分保持各自固有特性的同时可最大限度地发挥各种组分的优点，赋予单一材料所不具备的优良特殊性能。

3〕复合材料具有可设计性。;3、复合材料的根本结构模式

复合材料由基体和增强剂两个组分构成：

基体：构成复合材料的连续相；

增强剂〔增强相、增强体〕：复合材料中独立的形态分布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。

增强剂〔相〕一般较基体硬，强度、模量较基体大，

或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。

增强剂〔相〕与基体之间存在着明显界面。;二、复合材料的分类;通常聚合物基复合材料是指以有机聚合物为基体、纤维类增强材料为增强剂的复合材料。

按聚合物特性分类：塑料基复合材料和橡胶基复合材料

按增强剂分类：玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料

;三、复合材料结构类型;四、复合材料的根本性能指标：

1、高比强度、高比模量〔刚度〕：

比强度=强度/密度MPa/〔g/cm3〕,

比模量=模量/密度GPa/〔g/cm3〕。;2、耐疲劳性能好

3、减震性好

4、耐烧蚀性能好，高温下能吸收大量热能，是良好的耐烧蚀性材料。

5、工艺性好

;;

其次，碳纤维是由有机纤维经固相反响转变而成的纤维状聚合物碳。含碳量95%左右的称为碳纤维；含碳量99%左右的称为石墨纤维。碳纤维比重小，比强度、比模量大，耐热性和耐腐蚀性好，本钱低，批生产量大，是一类极为重要的高性能增强剂。;硼纤维

硼纤维一般是用复原硼的卤化物来生产的。硼纤维的优点是强度高、耐高温、弹性模量高。但价格昂贵。

芳纶纤维

聚芳酰胺纤维，力学性能好、稳定性高、耐化学腐蚀性。具压延性，与金属相似。耐冲击性是石墨纤维的6倍；自由振动的衰减性为钢筋的8倍，;其中增强材料的外表处理：

1、玻璃纤维的外表处理

必须将纤维外表上的浸润及剂除掉；

采用化学处理剂对纤维外表进行处理，偶联剂。;2、碳纤维的外表处理

a、外表氧化处理

把碳纤维用各种方法进行外表氧化可增加比外表积和外表反响性官能团的数量。

b、外表涂层

氧化处理后，常使其外表附着一层聚合物以便进一步改善其与聚合物基体的黏接性能。

c、碳的外表气相沉积

在碳纤维外表上化学沉积微粒碳，可提高其耐热性、改善与基体聚合物的黏接性能。

d、外表生长晶须;聚合物基体的分类：;聚合物复合材料的制造及成型原理

聚合物基复合材料的制造大体包括如下：

预浸料的制造、制件的铺层、固化及制件的后处理与机械加工。

1、预浸料制备

预浸料是指定向排列的连续纤维〔单向、织物〕浸渍树脂后所形成的厚度均匀的薄片状半成品。

;预浸料制备：;2、制件成型固化工艺;生产中采用的成型工艺

(1)手糊成型〔2〕喷射成型

(3)缠绕成型(4)挤拉成型

(5)连续成型(6)袋压成型;〔1〕手糊成型

在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至到达所需厚度为止。;〔2〕喷射成型

将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧〔或在喷枪内混合〕喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上。

;喷射成型原理图;〔3〕缠绕成型：缠绕成型是一种将浸渍了树脂的纱或

丝束缠绕在回转芯模上、常压下在室温或较高温度下固