【正文】 地鋪迭在一起所構(gòu)成的復(fù)合材料。? 混雜復(fù)合材料的混雜方式大體可分為 6種類型。從混雜的意義上說(shuō)，可以采用兩種樹(shù)脂基體，但某層采用某種樹(shù)脂基體視需要而定。? 所以，混雜使用，取高、低延伸率纖維之所長(zhǎng)以彌補(bǔ)其所短是取合適的。在高溫條件下，采用金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和耐高溫的樹(shù)脂基體復(fù)合材料做成超混雜的層狀復(fù)合材料，也是很有發(fā)展前途的。? （ 8）采用織物復(fù)合材料和單向復(fù)合材料混雜，在制造有曲率的部件時(shí)工藝性能較好。對(duì)于硼纖維和其他抗壓強(qiáng)度高的纖維的生產(chǎn)，應(yīng)給予適當(dāng)?shù)闹匾暋?（ 4）從提高 Kevlar纖維復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，應(yīng)和碳纖維復(fù)合材料或輕金屬（例如鋁合金和鈦合金）混雜鋪層做成混雜復(fù)合材料，還可以提高剛度（相對(duì)于 Kevlar纖維復(fù)合材料而言）。 ? （ 1）從降低復(fù)合材料的價(jià)格來(lái)說(shuō)，將碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維復(fù)合材料混雜做成混雜復(fù)合材料，材料成本較低，可明顯提高斷裂韌性，也可改善機(jī)械加工（如鉆孔等）性能。它除了具有一般復(fù)合材料的特點(diǎn)外，還有其他復(fù)合材料不可與之相比的許多獨(dú)有的特點(diǎn)。?復(fù)合材料的力學(xué)性能主要來(lái)自增強(qiáng)纖維。?(4)降低制品成本。? (3) 提高與改善復(fù)合材料的某些性能?；祀s纖維復(fù)合材料可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用性能要求，通過(guò)不同類型纖維、不同纖維的相對(duì)量、不同的混雜方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。而從增強(qiáng)材料來(lái)說(shuō)，可以是兩種連續(xù)纖維單向增強(qiáng)，也可以是兩種纖維混雜編織、兩種短纖維混雜增強(qiáng)、兩種粒子混雜增強(qiáng)以及纖維與粒子混雜增強(qiáng)。第六節(jié)混雜纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料?一、概述?1．混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的含義與特點(diǎn)?理想的結(jié)構(gòu)材料，要求它們受載后開(kāi)始有較高的模量，隨之達(dá)到較高的屈服極限，銪在承載能力稍有降低的情況下持續(xù)到一定應(yīng)變量后破壞，這樣的結(jié)構(gòu)材料，可以通過(guò)不同斷裂應(yīng)變的纖維混雜，制成混雜纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)。 ?在這一部分，我們介紹的混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是指兩種或兩種以上的連續(xù)纖維增強(qiáng)同一種樹(shù)脂基體的復(fù)合材料。在混雜纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料設(shè)計(jì)的統(tǒng)一更為突出，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身包含著材料設(shè)計(jì)。 通過(guò)兩種或多種纖維，兩種或多種樹(shù)脂基體混雜復(fù)合，依據(jù)組分的不同、含量不同、復(fù)合結(jié)構(gòu)類型不同可得到不同的混合復(fù)合材料，以提高或改善復(fù)合材料的某些性能。 采用混雜纖維復(fù)合材料，由于復(fù)合材料的性能得到改善，從而在性能允許的情況下，可用價(jià)格低的纖維取代部分 高價(jià)纖維，從而降低制品成本。 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維使用最多的是碳纖維、玻璃纖維、凱夫拉纖維等纖維的組合。? 混雜復(fù)合材料在 70年代初開(kāi)發(fā)以來(lái)，一直受到人們的普遍重視。? （ 2）從提高玻璃鋼的剛度和抗疲勞強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，將玻璃纖維復(fù)合材料和碳纖維復(fù)合材料混雜做成混雜復(fù)合材料，效果較好，可以大幅度地提高彎曲強(qiáng)度（把碳纖維鋪高在外側(cè)）和明顯提高抗疲勞強(qiáng)度（相對(duì)于玻璃鋼而言） .?（ 3）從減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量、提高斷裂韌性來(lái)說(shuō)，將碳纖維復(fù)合材料和Kevlar49增強(qiáng)復(fù)合材料混雜，效果較好。? （ 5）按照纖維發(fā)展的趨勢(shì)，拉伸強(qiáng)度可得到很大的提高。 ? （ 6） 在給定比例比較合理的低延伸率纖維 （例如碳纖維和硼纖維） 和高延伸率纖維 （例如玻璃纖維和Kevlar纖維） 的情況下，若主要關(guān)心的是提高混雜復(fù)合材料的彎曲剛度，則應(yīng)該把低延伸率的纖維鋪設(shè)在外邊，采用夾層混雜的形式。? （ 9）在打孔和有缺口的部分，若采用一部分高延伸率的纖維以取代低延伸率的纖維，則可以減小應(yīng)力集中系數(shù)，并提高結(jié)構(gòu)部件的抗疲勞強(qiáng)度和承載能力。 ?(12)在使用復(fù)合材料時(shí)，在絕大多數(shù)情況下，特別是正常使用的情況下，對(duì)于許用應(yīng)變都有一定的限制，比如說(shuō)受拉時(shí)不得超過(guò)～ ，受壓時(shí)不得超過(guò)～ （這些數(shù)值已比波音公司規(guī)定的許用應(yīng)變要高些）。即使在混雜復(fù)合材料中的低延伸率纖維發(fā)生少量斷裂成為短纖維，基本上仍能發(fā)揮作用，況且，斷裂應(yīng)變很小的高模量碳纖維，其極限拉伸應(yīng)變也可以達(dá)到和超過(guò)上面提到的許用應(yīng)變值，對(duì)于混雜復(fù)合材料，在作分析比較沓，如果只考慮兩種單一材料的拉伸強(qiáng)度，而不考慮彈性模量的差別和許用應(yīng)變應(yīng)該基本相同等方面；只知其有利方面而不知其不利方面，也是不夠全面的。如果采用混雜樹(shù)脂作為基體材料，屬改良樹(shù)脂。 ? 1．單向混雜纖維復(fù)合材料的混雜類型? 單向混雜纖維復(fù)合材料是通過(guò)預(yù)浸料沿一個(gè)方向的鋪層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。? （ 3）夾芯結(jié)構(gòu) —C 型，通常是由一種普通纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為芯層（ core），另一種高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為表層（ shell）所構(gòu)成的復(fù)合材料。? 除上述幾種典型的混雜類型外，還有隨機(jī)分布的短纖維混雜方式。其主要是通過(guò)經(jīng)緯向不同類型纖維的交織或編織物進(jìn)行的混雜。? 超級(jí)混雜可以根據(jù)制件受力的情況，利用各種纖維復(fù)合材料、彈性材料、金屬或非金屬材料等進(jìn)行各種形式的混雜。如航空、宇航或各種交通工具等，常常需要各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。這樣的制件用一般的設(shè)計(jì)和工藝將難以實(shí)現(xiàn)，但是通過(guò)混雜化加上縫合工藝，可使層間剪切性能大大提高?；祀s復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)材料可以包括以下幾個(gè)方面：?jiǎn)我焕w維復(fù)合材料的面板與不同形式的夾芯復(fù)合；混雜復(fù)合材料的面板與不同形式的夾芯復(fù)合；根據(jù)需要采用不同的內(nèi)部混雜面板與不同的芯子復(fù)合。膠接工藝主要是膠粘劑的選用與固化工藝，可以選用共固化成型工藝以減少膠接工序。? 蜂窩芯子所用的材料有金屬箔（如鋁箔）、玻璃布、紙、勞綸紙（國(guó)外稱 Nomex紙）等。蒙皮材料可以用單一纖維復(fù)合材料，也可用混雜纖維復(fù)合材料或金屬板。 ? 四、混雜效應(yīng)? 混雜纖維復(fù)合材料由于采用兩種纖維混雜，復(fù)合材料的性能出現(xiàn)綜合效果。正確理解與應(yīng)用混雜效應(yīng)是發(fā)揮混雜纖維復(fù)合材料等特性的重要工作。 ? ? 一般而言，混雜纖維復(fù)合材料體系中兩咱纖維的熱膨脹系數(shù)存在差異，這兩種纖維在復(fù)合材料固化后，由于不同的熱收縮造成零載時(shí)兩種纖維所處的受力狀態(tài)不同。? ? 基體的混雜效應(yīng)的關(guān)系尚沒(méi)有定量的認(rèn)識(shí)，一般考慮為協(xié)調(diào)兩種纖維的力學(xué)行為而選用中等模量的樹(shù)脂基體。? ? 混雜復(fù)合材料的斷裂應(yīng)變并不恒定，它和峽谷種纖維的位置分布有關(guān)，一般可用混雜比和分散度這兩個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)表示兩種纖維的位置分布。也就是說(shuō)，在脆性纖維斷裂后，基體可承受全部載荷而不發(fā)生破壞。? 混雜比對(duì)熱效應(yīng)是明顯的。? 界面數(shù)的多少是混雜纖維復(fù)合材料的特征參數(shù)，而界面的狀態(tài) — 纖維和基體間粘合效應(yīng)等將在混雜復(fù)合材料的熱性能、物理性能等方面引起不同效果。另外，有人認(rèn)為，混雜復(fù)合材料中的低伸長(zhǎng)纖維斷裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲發(fā)射，而不同的纖維具有不同的彈性模量和密度，因此將會(huì)對(duì)低伸長(zhǎng)纖維斷裂產(chǎn)生的應(yīng)力波表現(xiàn)出不同的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，即出現(xiàn)應(yīng)力幅值差和相位差，從而在鄰近纖維中所引起的動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)也不同。? 混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的特性具體表現(xiàn)為以