【導(dǎo)讀】合物又稱高聚物或聚合物。由于分子的化學(xué)組成及聚。集狀態(tài)不同，而形成性能各異的高聚物。組成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。其中為相對(duì)分子質(zhì)量為聚合度。子質(zhì)量是一個(gè)平均值?；ゼ映啥B接成大分子鏈的這種反應(yīng)稱為加聚反應(yīng)。氯化氫等小分子物質(zhì)。為共縮聚反應(yīng)，產(chǎn)品為共縮聚物。度，但脆性大，彈性塑性低，不能重復(fù)使用。鏈運(yùn)動(dòng)較困難，不可能完全結(jié)晶。分比）只有50%～85%，特殊情況可達(dá)到98%。個(gè)大分子鏈可以同時(shí)穿過(guò)許多晶區(qū)和非晶區(qū)。硬度、剛性高，但彈性、伸長(zhǎng)率低。列，呈長(zhǎng)程無(wú)序、近程有序狀態(tài)。物分子鏈的活動(dòng)能力大，彈性和塑性較好。向的性能是相同的。強(qiáng)度：一般低于100MPa，比金屬材料低得很多。高聚物在受熱過(guò)程中，大分子鏈和鏈段容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，因此其耐熱性較差。由于高聚物內(nèi)部無(wú)自由電子，因此。高聚物的線膨脹系數(shù)也較大。

　　

【正文】 層增強(qiáng)復(fù)合材料 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 88 三、 復(fù)合材料的分類（ 3） 3. 按復(fù)合材料的性能分類 ?結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 樹(shù)脂基 、 金屬基 、 陶瓷基 、 水泥基和碳 /碳基復(fù)合材料等都屬于結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 。 ?功能復(fù)合材料 。 功能復(fù)合材料具有獨(dú)特的物理性質(zhì) ， 有換能 、 阻尼吸聲 、 導(dǎo)電導(dǎo)磁 、 屏蔽功能復(fù)合材料等 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 89 四、 復(fù)合材料的性能 （ 力學(xué)性能 ） 1． 比強(qiáng)度和比模量 具有比其它材料都高的 比強(qiáng)度和比模量 ， 尤其是碳纖維 ― 環(huán)氧樹(shù)脂 復(fù)合材料 。 2． 疲勞性能 具有較小的缺口敏感性 ， 其纖維和基體間的界面能有效地阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展 ， 因此具有較高的疲勞極限 ， 斷裂安全性好 。 3． 其它性能 具有良好的減振性能 。 大多數(shù) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有良好的高溫強(qiáng)度 、 高溫彈性模量和抗蠕變性能 。 許多樹(shù)脂基 、 金屬基 、 陶瓷基復(fù)合材料還具有良好的耐磨性能 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 90 四、 復(fù)合材料的性能 （ 物理、化學(xué)性能 ） 物理 、 化學(xué)性能： 復(fù)合材料的密度低 ， 膨脹系數(shù)小 。 許多復(fù)合材料具有導(dǎo)電 、 導(dǎo)熱 、 壓電效應(yīng) 、 換能 、 吸波等特殊性能 。 有些復(fù)合材料還具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 91 四、 復(fù)合材料的性能 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 92 四、 復(fù)合材料的性能 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 93 五、 常用增強(qiáng)材料 (纖維 晶須 ) 1． 玻璃纖維 由熔融的玻璃經(jīng)拉絲而成 ， 可制成連續(xù)纖維和短纖維；具有不吸水 、 不燃燒 、 尺寸穩(wěn)定 、 隔熱 、 吸聲 、 絕緣 、 能透過(guò)電磁波等特性 ，有良好的耐腐蝕性 ， 除氫氟酸 、 濃堿 、 濃磷酸外 ，對(duì)其它溶劑有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 。 其缺點(diǎn)是脆性大 ， 耐磨性差 。 由于其制取方便 ， 價(jià)格便宜 ， 是應(yīng)用最多的增強(qiáng)纖維 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 94 五、 常用增強(qiáng)材料 (纖維 晶須 ) 2． 碳 (石墨 )纖維 將有機(jī)纖維 (如聚丙烯腈纖維 、 瀝青纖維 、 棉纖維等 )在惰性氣氛中經(jīng)高溫碳化而制成的纖維 。 經(jīng)石墨化處理的碳纖維又稱為石墨纖維 。 碳纖維的比強(qiáng)度和比模量高 ， 在無(wú)氧條件下 2500℃ 彈性模量也不降低 。 它的耐熱性 、 耐寒性好 ， 熱膨脹系數(shù)小 ， 熱導(dǎo)率高 ， 導(dǎo)電性好 。 石墨纖維的耐熱性 、 導(dǎo)電性比碳纖維高 ，而且還有自潤(rùn)滑性 。 碳纖維化學(xué)穩(wěn)定性高 ， 能耐濃鹽酸 、硫酸 、 磷酸 、 苯 、 丙酮等介質(zhì)浸蝕 。 其缺點(diǎn)是脆性大 ， 易氧化 ， 與基體結(jié)合力差 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 95 五、 常用增強(qiáng)材料 (纖維 晶須 ) 3． 硼纖維 用三氯化硼和氫氣混合氣在高溫下將硼沉積到鎢絲上制得的一種復(fù)合纖維 。 具有高強(qiáng)度 、 高彈性模量 、 高耐熱性 ， 在無(wú)氧條件下 、1000℃ 彈性模量也不降低 ， 還具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性 。 其缺點(diǎn)是 ， 直徑較粗 ， 伸長(zhǎng)率低 ，生產(chǎn)工藝復(fù)雜 ， 成本高 。 4． 芳綸纖維 最大特點(diǎn)是比強(qiáng)度和比模量高 ， 韌性好 ， 具有優(yōu)良的抗疲勞性 、 耐腐蝕性 、 絕緣性和加工性 ， 且價(jià)格便宜 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 96 五、 常用增強(qiáng)材料 (纖維 晶須 ) 5． 碳化硅纖維 突出優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度 ， 主要用于增強(qiáng)金屬和陶瓷 。 它是以鎢絲或碳纖維作纖芯 ， 通過(guò)氣相沉積法而制得；或用聚碳硅烷紡紗 ， 燒結(jié)制得 。 6． 石棉纖維 是天然多晶質(zhì)無(wú)機(jī)礦物纖維 ， 主要有溫石棉 、 青石棉和鐵石棉 。 以溫石棉用量最大 。 石棉具有耐酸 、 耐熱 、 保溫 、 不導(dǎo)電等特性 。 石棉應(yīng)用的主要問(wèn)題是粉塵大 、 對(duì)人體有害 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 97 五、 常用增強(qiáng)材料 (纖維 晶須 ) 7． 氧化鋁纖維 用有機(jī)物燒成法制成 。 它與金屬基復(fù)合的材料可用常規(guī)金屬加工方法制備 。 8． 晶須 直徑為幾個(gè) μm 的單晶體 ， 具有很高的強(qiáng)度 。常用的有碳化硅 、 氧化鋁 、 氮化硅等 ， 但由于價(jià)格昂貴 ，使用受到限制 。 9． 其它纖維增強(qiáng)材料 棉 、 麻等天然纖維和尼龍 、 滌綸等合成纖維及其織物都可作為增強(qiáng)材料 ， 但性能較差 ，只能用于一般要求的復(fù)合材料 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 98 五、 常用增強(qiáng)材料 (顆粒 ) 顆粒增強(qiáng)材料 顆粒增強(qiáng)材料主要是各種陶瓷材料顆粒 ， 如Al2O SiC、 WC、 TiC、 Si3N B4C 及石墨等 。另外氧化鋅 、 碳酸鈣 、 氧化鋁等 、 石墨等粉末增強(qiáng)材料一般作為填料用于塑料和橡膠制品 。 炭黑一般不列入顆粒增強(qiáng)材料之中 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 99 五、 增強(qiáng)材料的性能 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 100 六、 常用復(fù)合材料（ 樹(shù)脂基 ） 1． 玻璃纖維增強(qiáng)塑料 俗稱玻璃鋼 用途：要求自重輕的受力構(gòu)件和要求無(wú)磁性 、 絕緣 、耐腐蝕的零件 。 雷達(dá)罩 、 飛機(jī)螺旋槳 、 直升飛機(jī)機(jī)身 、發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪 、 火箭導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體；輕型船 、 艇的各種配件 、 深水潛艇外殼 ， 因玻璃鋼無(wú)磁性用其制造的掃雷艇可避免水雷的襲擊；汽車 、 機(jī)車 、 拖拉機(jī)的車身 、 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩 、 儀表盤等；重型發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán) 、 大型變壓器線圈筒以及各種絕緣零件等；代替不銹鋼制作耐酸 、 耐堿 、耐油的容器 、 管道等 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 101 六、 常用復(fù)合材料（ 樹(shù)脂基 ） 2． 碳纖維 增強(qiáng)塑料 基體材料主要有 環(huán)氧 、 聚酯 、聚酰亞胺樹(shù)脂等 。 具有低密度 、 高比強(qiáng)度和比模量 ， 還具有優(yōu)良的抗疲勞性能 、 減摩耐磨性 、 耐蝕性和耐熱性 ，但碳纖維與基體結(jié)合力低 。 用途：飛機(jī)機(jī)身 、 機(jī)翼 、 螺旋槳 、 發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片 、 衛(wèi)星殼體等；汽車外殼 、 發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等；軸承 、 齒輪等；管道 、 容器等；紡織機(jī)梭子 ， X射線設(shè)備 ， 雷達(dá) 、 復(fù)印機(jī) 、 計(jì)算機(jī)零件 ， 網(wǎng)球拍 、 賽車等體育用品 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 102 六、 常用復(fù)合材料（ 樹(shù)脂基 ） 3． 硼纖維增強(qiáng)塑料 基體材料主要有 環(huán)氧 、聚酰亞胺樹(shù)脂等 。 具有高的抗拉強(qiáng)度 、 比強(qiáng)度和比模量 ， 良好的耐熱性 ， 但各向異性明顯 ， 縱向與橫向力學(xué)性能相差很大 ， 難于加工 ， 成本昂貴 。主要用于航空航天工業(yè)中要求高剛度的結(jié)構(gòu)件 ，如飛機(jī)機(jī)身 、 機(jī)翼等 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 103 六、 常用復(fù)合材料（ 樹(shù)脂基 ） 4． 芳綸纖維增強(qiáng)塑料 基體材料主要有 環(huán)氧 、 聚乙烯 、 聚碳酸酯 、 聚脂樹(shù)脂等 。 常用的是芳綸纖維 /環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料 ， 有較高的抗拉強(qiáng)度 ， 較大的延伸率 ， 高的比模量 ， 具有優(yōu)良的疲勞抗力和減振性 ， 其耐沖擊性超過(guò)碳纖維增強(qiáng)塑料 ， 疲勞抗力高于玻璃鋼和鋁合金 。但抗壓強(qiáng)度和層間抗剪強(qiáng)度較低 。 主要用于飛機(jī)機(jī)身 、機(jī)翼 、 發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩 、 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)外殼 、 防腐蝕容器 、輕型船艇 、 運(yùn)動(dòng)器械等 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 104 六、 常用復(fù)合材料（ 樹(shù)脂基 ） 5． 石棉纖維增強(qiáng)塑料 基體材料主要有酚醛 、 尼龍 、聚丙烯 樹(shù)脂 等 。 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能 。主要用于汽車制動(dòng)件 、 閥門 、 導(dǎo)管 、 密封件 、 化工耐腐蝕件 、 隔熱件 、 電絕緣件 、 導(dǎo)彈火箭耐熱件等 。 6． 碳化硅增強(qiáng)塑料 碳化硅纖維與環(huán)氧樹(shù)脂組成的復(fù)合材料 。 具有高的比強(qiáng)度和比模量 。 主要用于宇航器上的結(jié)構(gòu)件 ， 還可用于制作飛機(jī)機(jī)翼 、 門 、 降落傳動(dòng)裝置箱等 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 105 六、 常用復(fù)合材料（ 金屬基 ） 與樹(shù)脂基復(fù)合材料相比 ， 金屬基復(fù)合材料具有強(qiáng)度高 ， 彈性模量高 ， 耐磨性好 ， 沖擊韌性好 ，耐熱性 、 導(dǎo)熱性 、 導(dǎo)電性好 ， 不易燃 、 不吸潮 ，尺寸穩(wěn)定 ， 不老化等優(yōu)點(diǎn) 。 但存在密度較大 ， 成本較高 ， 部分材料工藝復(fù)雜的缺點(diǎn) 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 106 六、 常用復(fù)合材料（ 陶瓷基 ） 陶瓷具有耐高溫 、 耐磨 、 耐腐蝕 、 高抗壓強(qiáng)度 、 高彈性模量等優(yōu)點(diǎn) ， 但脆性大 ， 抗彎強(qiáng)度低 。用纖維 、 須晶 、 顆粒與陶瓷制成復(fù)合材料 ， 可提高其強(qiáng)韌性 。 增強(qiáng)的 陶瓷基 復(fù)合材料 抗彎強(qiáng)度和斷裂韌度都大大提高 ， 尤其以碳化硅纖維 增強(qiáng)的最為顯著 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 107 六、 常用復(fù)合材料（功能型 ） 功能復(fù)合材料是具有特殊物理性能的復(fù)合材料 。 目前得到發(fā)展和應(yīng)用的主要有壓電型功能復(fù)合材料 、 吸收屏蔽型復(fù)合材料 （ 亦稱隱身復(fù)合材料 ） 、 自控發(fā)熱功能復(fù)合材料 、 導(dǎo)電功能復(fù)合材料 、 導(dǎo)磁功能復(fù)合材料 、 密封功能復(fù)合材料等 。前面所述的碳 （ 石墨 ） 纖維增強(qiáng)銅 （ 或銅合金 ）基復(fù)合材料就是一種功能復(fù)合材料 。 167。 4 復(fù)合材料 第十章 非金屬材料 機(jī)電工程學(xué)院 趙占西 2020年 6月 30日星期二 108 什么是高聚物的老化 ？ 如何防止老化 ？ 高聚物改性方法有哪些 ？ 用塑料制造軸承 ， 應(yīng)選用什么材料 ？ 選用依據(jù)是什么 ？ 陶瓷材料的顯微組織結(jié)構(gòu)包括哪三相 ？ 它們對(duì)陶瓷的性能有何影響 ？ 什么是復(fù)合材料 ？ 有哪些種類 ？ 復(fù)合材料的性能有什么特點(diǎn) ？ 簡(jiǎn)述常用纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用 。 習(xí) 題