新型金屬材料(參考版)
2024-08-16 07:54本頁面
【正文】 復合材料界面機能：①傳遞效應：界面?zhèn)鬟f應力，是基體與增強體之間的橋梁；②阻斷效應：界面阻止裂紋擴展、中斷材料破壞、減緩應力集中；③誘導效應：一種物質(zhì)（增強體）的表面結構使與之接觸的另一種物質(zhì)（基體）結構由于誘導作用而發(fā)生變化，由此產(chǎn)生一個作用類似過渡層的界面層；④不連續(xù)效應：界面處化學成分和物理性能的不連續(xù)性；⑤散射和吸收效應：光波、聲波、沖擊波等在界面處產(chǎn)生散射和吸收。產(chǎn)生原因：由于增強體和基體接觸時在一定條件下可能發(fā)生化學反應，或兩相元素擴散、溶解而產(chǎn)生新相。實踐表明，復合材料的性能顯著受到顆粒大小的影響，為提高增強效果，通常選擇尺寸較小的顆粒，并且盡可能地使其均勻分布在基體中。復合材料中基體是承受載荷的主體，所不同的是這些細小彌散顆粒不是借助于相變產(chǎn)生的第二相質(zhì)點，它們隨溫度的升高仍保持其原有的尺寸，因此增強效果在高溫下可維持較長的時間，使復合材料的抗蠕變性能明顯優(yōu)于所用的基體金屬或合金。這些彌散于金屬或合金基體中的顆粒，可以有效地阻礙位錯的運動或在聚合物基體中，顆?？勺璧K大分子鏈的運動；或在陶瓷基體中，顆粒對裂紋可起到屏蔽作用，進而產(chǎn)生顯著的強化效果。受力復雜的情況下，纖維采用不同方向交叉層疊的方式排列，以提供多個方向的增強效果。 纖維的分布方式應符合于構件的受力要求。短切纖維只有在超過一定的臨界值時，才能有明顯的強化效果。 纖維越細，則缺陷越少，強度越高；同時細纖維的表面積較大，有利于增加與基體的結合力，即直徑越小，纖維增強效果越大。 一般來說，體積含量愈高，增強效果愈大，但體積含量過高，增強效果又會下降。相反，對于塑性較好的基體，纖維的熱膨脹系數(shù)則可稍小一些，以便在其中造成殘余壓應力，增進韌性。 通常要求兩者的熱膨脹系數(shù)相近，如果纖維和基體熱膨脹系數(shù)相差過大，則有可能在熱脹冷縮過程中產(chǎn)生應力，削弱兩者之間的結合強度，從而降低材料的整體強度。結合強度過高也不利，使復合材料斷裂時失去纖維從基體拔出的過程，降低復合材料的強度，在載荷過大時可能導致危險的脆性斷裂。 結合強度高，不僅直接有利于整個材料的強度，更重要的是便于將基體所承受的載荷傳遞給纖維，以充分發(fā)揮纖維的增強作用。（2）基體起粘結纖維的作用，因此必須：①對纖維有潤濕性，以便在界面上有必要的粘結力，而將纖維粘結為一個整體；②具有一定的塑性和韌性，對裂紋起致偏和控制作用；③能保護纖維表面，不引入裂紋，不發(fā)生損傷纖維表面的反應。 彈性模量E愈高，在同樣應變量下，按照虎克定律，所承受的應力愈大，工作中能承受的載荷愈大，更能充分發(fā)揮對材料的增強作用。纖維增強復合材料的復合原則材料復合的目的是獲得最佳的強度、剛度等機械性能。在制備復合材料的同時，也獲得了構件，減少了后續(xù)工序。（8）成型工藝性好。 纖維增強復合材料中含有大量的獨立纖維。玻璃纖維增強塑料不僅可在含氯離子的酸性介質(zhì)中長期使用，還能在強堿介質(zhì)中使用。（6）化學穩(wěn)定性好。 塑料王聚四氟乙烯摩擦系數(shù)極低，幾乎是所有固體擦了中最低的。碳纖維增強樹脂基復合材料的耐熱性能比樹脂基體有明顯的提高。（4）高溫性能好（相對基體材料而言）。復合材料比模量大，自振頻率高，在一般加載速度下，不容易發(fā)生共振而快速斷裂。 （3）減振性能好。 （2）抗疲勞性能好。P：Polymer；Plastics復合材料的性能特點 （1）比強度和比模量高。M：Metal；Matrix。例如FRC可代表纖維增強陶瓷；也可代表纖維樹脂復合材料，還表示纖維增強復合材料。（2）英文編號的縮寫。復合材料表示方法：纖維增強高分子復合材料（1）增強材料/基體材料。（2）強調(diào)增強材料時以增強材料命名，如碳纖維增強復合材料。當材料發(fā)生故障或即將失效時，電阻或電導發(fā)生突變，機敏材料發(fā)出預警，自決策材料根據(jù)情況作出最優(yōu)控制，發(fā)出指令傳達給執(zhí)行材料使之發(fā)生動作，從而保證材料處于最佳狀態(tài)。如導電復合材料、磁性復合材料等。這類復合材料通常由基體材料和增強材料組成，其中增強材料起主要作用，由它提供復合材料的剛度和強度，基本上控制了復合材料的力學性能；基體材料起配合作用，支持和固定增強材料，改善復合材料的某些性能。（3）按復合材料的用途分類①結構復合材料：以承受載荷為主要目的。③二維：板狀復合材料、平面編織復合材料、片狀材料增強復合材料。 按纖維長短有分為連續(xù)纖維增強復合材料、短纖維增強復合材料和晶須增強復合材料。）和真正顆粒增強復合材料（微米級）。 （1）按基體材料分類①聚合物基復合材料（Polymer Matrix Composites，簡寫PMC
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