材料科學(xué)與工程之復(fù)合材料總論-wenkub
2023-01-20 23:59:42 本頁面
【正文】 至少包括兩種 物理和力學(xué)性能不同的 獨(dú)立組元 ，其中一組元的體積分?jǐn)?shù)一般不低于 20％，第二組元通常為纖維、晶須或顆粒； 復(fù)合材料是 人工制造 的，而非天然形成的。 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)相為連續(xù)相，稱為 基體基體 ；而另一相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的分散相，與連續(xù)相相比，這種分散相的性能優(yōu)越，會(huì)使材料的性能顯著增強(qiáng)，故常稱為 增強(qiáng)體增強(qiáng)體 (也稱為增強(qiáng)材料、增強(qiáng)相等 )。20材料的優(yōu)缺點(diǎn)組合示意圖 21 因此復(fù)合材料必須通過對 原材料的選擇 ， 各組分分布的設(shè)計(jì) 和 工藝條件的保證 等，以使原組分材料的優(yōu)點(diǎn)互相補(bǔ)充，同時(shí)利用復(fù)合材料的 復(fù)合效應(yīng)復(fù)合效應(yīng) 使之出現(xiàn)新的性能，最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢。一般由基體組元與增強(qiáng)材料或功能體組元所組成，因此亦屬于多相材料范疇。 《 材料科學(xué)技術(shù)百科全書材料科學(xué)技術(shù)百科全書 》 中關(guān)于復(fù)合材料的定義如下：復(fù)合材料是由有機(jī)高分子、無機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料 通過復(fù)合工藝 組合而成的新型材料。16 吳人潔教授 “在復(fù)合材料的未來發(fā)展 ”一文中指出：復(fù)合材料將由 宏觀復(fù)合形式 向 微觀 (細(xì)觀 )復(fù)合形式 發(fā)展。13 上述復(fù)合材料的定義較易被普遍接受，它不僅明確指出復(fù)合材料是 “通過人工復(fù)合的通過人工復(fù)合的 ”和 “有特殊性能的有特殊性能的 ”材料，而且還指明了復(fù)合材料的 組分、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組分、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 及 與其他種材料與其他種材料（如簡單混合物、化合物、合金） 的特征區(qū)別的特征區(qū)別 。因此有人認(rèn)為可將復(fù)合材料劃分為 廣義復(fù)合材料和 狹義復(fù)合材料 。 （２） 復(fù)合材料就是兩種或兩種以上的不同化學(xué)性質(zhì)或不同組織相的物質(zhì)， 以微觀或宏觀的形式 組合而成的材料。概括前人的觀點(diǎn)，有關(guān)復(fù)合材料的定義或偏重于考慮 復(fù)復(fù)合后材料的性能合后材料的性能 ，或偏重于考慮 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu) 。 7諸如 （１）（１） 復(fù)合材料是由兩種或更多的組分材料結(jié)合在一起，復(fù)合后的 整體性能整體性能 應(yīng)超過組分材料，保留了所期望的性能 (高強(qiáng)度、剛度、輕的重量 )，抑制了所不期望的特性 (低延性 )。 （３） 復(fù)合材料是不同于合金的一種材料，在合金中，每一種組分都保留著它們獨(dú)立的特性，而構(gòu)成復(fù)合材料時(shí)，僅取它們的優(yōu)點(diǎn)而避開其缺點(diǎn)，從而獲得一種改善了的材料。12 從廣義上講，復(fù)合材料是由 兩種或兩種以上不同 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的組分 組合而成的材料。 根據(jù)上述復(fù)合材料的定義，復(fù)合材料應(yīng)不包括 自然形成的具有某些復(fù)合材料形態(tài)的物質(zhì)、化合物、單相合金和多相合金。 微觀復(fù)合材料 包括：均質(zhì)材料在加工過程中內(nèi)部析出的增強(qiáng)相和剩余的基體相構(gòu)成的 原位復(fù)合材料 或 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ，也包括用納米級增強(qiáng)體的復(fù)合材料以及剛強(qiáng)棒狀分子增強(qiáng)的分子復(fù)合材料等。它既保留原組成材料的重要特色，又通過復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能。19 根據(jù) 《材料大辭典》《材料大辭典》 中關(guān)于復(fù)合材料的定義可以看出 ,復(fù)合材料具有兩個(gè)鮮明的特點(diǎn) :１、復(fù)合材料不僅能保持原組分的部分優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)生原組分所不具備的 新性能新性能 。22 綜上所述，復(fù)合材料應(yīng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)： (1)復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性能的材料組元 通過宏觀或微觀復(fù)合 形成的一種新型材料，組元之間存在著 明顯的界面 ?！ ≡诖蠖鄶?shù)情況下，分散相較基體 硬 ， 強(qiáng)度和剛度 較基體大。 復(fù)合材料的性質(zhì)取決于組元性質(zhì)的優(yōu)化組合，它應(yīng) 優(yōu)于獨(dú)立組元的性質(zhì) ，特別是強(qiáng)度、剛度、韌性和高溫性能。如玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、陶瓷顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料等。而我國則常把這類復(fù)合材料通稱為 “玻璃鋼 ”?！ ?材料的分類材料的分類 ，歷史上有許多方法：31（１） 按材料的 化學(xué)性質(zhì) 分類 ，有金屬材料、非金屬材料之分。其他增強(qiáng)體：層疊、骨架、涂層、片狀、天然增強(qiáng)體 34復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖a)層疊復(fù)合 b)連續(xù)纖維復(fù)合 c)細(xì)粒復(fù)合 d)短切纖維復(fù)合35纖維纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料分為以下五種：① 玻璃纖維玻璃纖維 復(fù)合材料；② 碳纖維碳纖維 復(fù)合材
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