復(fù)合材料的概念分類及其發(fā)展歷程(參考版)
2025-01-27 16:06本頁(yè)面
【正文】 70復(fù)合材料設(shè)計(jì)的三個(gè)層次v 單層材料設(shè)計(jì)v 鋪層設(shè)計(jì)v 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71演講完畢，謝謝觀看！。v 三次結(jié)構(gòu)：通常所說的工程結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。v 二次結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螌硬牧蠈雍隙傻膶雍象w。69復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)三個(gè)結(jié)構(gòu)層次v 一次結(jié)構(gòu)：由基體和增強(qiáng)材料復(fù)合而成的單層材料。v 缺點(diǎn)：抗彎強(qiáng)度不高，斷裂韌性低 。v 可制成所需的任意形狀的產(chǎn)品，可避免多次加工工序。64復(fù)合材料的基本性能v 可綜合發(fā)揮各種組成材料的優(yōu)點(diǎn)，使一種材料具有多種性能，具有天然材料所沒有的性能。63 縱觀復(fù)合材料的發(fā)展過程，可以看到： 早期發(fā)展出現(xiàn)的復(fù)合材料，由于性能相對(duì)比較低，生產(chǎn)量大，使用面廣，可稱之為 常用復(fù)合材料常用復(fù)合材料 。62 1990年以后則被認(rèn)為是 復(fù)合材料發(fā)展的第四代復(fù)合材料發(fā)展的第四代 ，主要發(fā)展 多功能復(fù)合材料多功能復(fù)合材料 ，如 機(jī)敏（智能）復(fù)合材料機(jī)敏（智能）復(fù)合材料 和 梯度功能材梯度功能材料等料等 。復(fù)合材料發(fā)展的第二代?！ 〉谝淮?1940年到 1960年，玻璃纖維增強(qiáng)塑料；60 1965年英國(guó)科學(xué)家研制出碳纖維； 1971年美國(guó)杜邦公司開發(fā)出 Kevler49 （開芙拉 49 ）； 1975年先進(jìn)復(fù)合材料 “碳纖維增強(qiáng)、及 Kevler纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料 ”已用于飛機(jī)、火箭的主承力件上。 我國(guó) 從 1958年開始發(fā)展復(fù)合材料 58 現(xiàn)代復(fù)合材料現(xiàn)代復(fù)合材料 的制作成功則要從 1942年，第二次世界大戰(zhàn)中， 玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂 復(fù)合材料被美國(guó)空軍用于制造飛機(jī)構(gòu)件開始算起。57 近代 ，復(fù)合材料的發(fā)展始于 20世紀(jì) 40年代，第二次世界大戰(zhàn)中， 玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹脂 復(fù)合材料被美國(guó)空軍用于制造飛機(jī)構(gòu)件開始算起。56 人類很早就 接觸和使用接觸和使用 各種天然復(fù)合材料，并 仿效仿效 自然界制作各種各樣的復(fù)合材料。54 復(fù)合材料的 整個(gè)發(fā)展過程整個(gè)發(fā)展過程 可表示為：古代 近代 先進(jìn)復(fù)合材料55天然復(fù)合材料天然復(fù)合材料 自然界中存在許許多多的天然復(fù)合材料。53 從 20世紀(jì) 60年代開始，開發(fā)出多種 高性能纖高性能纖維維 ?！ ?同質(zhì)復(fù)合材料同質(zhì)復(fù)合材料 （ 增強(qiáng)材料 和 基體材料 屬于 同種物質(zhì) ，如碳 /碳復(fù)合材料） 異質(zhì)復(fù)合材料異質(zhì)復(fù)合材料 （前面提及的復(fù)合材料多屬此類）?！ 」δ軓?fù)合材料中的 基體基體 不僅起到 構(gòu)成整體構(gòu)成整體 的作用，而且能夠產(chǎn)生 協(xié)同或加強(qiáng)功能協(xié)同或加強(qiáng)功能 的作用 ?！ ±纾?聲 、 光 、 電 、 磁 、 熱 、 耐腐蝕 、 零膨脹 、 阻尼 、 摩擦 、 屏蔽 或 換能 等。 44 結(jié)構(gòu) 復(fù)合材料 又可按 基體材料類型基體材料類型 和 增強(qiáng)體增強(qiáng)體材料類型材料類型 來分類見下圖所示：45聚合物基聚合物基 復(fù)合材料金屬基金屬基 復(fù)合材料陶瓷基陶瓷基 復(fù)合材料水泥基水泥基 復(fù)合材料碳基碳基 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱固熱固 性樹脂基熱塑熱塑 性樹脂基橡膠橡膠 基高溫陶瓷高溫陶瓷 基玻璃基玻璃基玻璃陶瓷玻璃陶瓷 基輕金屬輕金屬 基高熔點(diǎn)金屬高熔點(diǎn)金屬 基金屬間化合物金屬間化合物 基Ａ、 按 基體類型基體類型 分類46B、 按 增強(qiáng)體類型增強(qiáng)體類型 分類結(jié)構(gòu)復(fù)合材料疊層式疊層式 復(fù)合材料片材增強(qiáng)片材增強(qiáng) 復(fù)合材料顆粒增強(qiáng)顆粒增強(qiáng) 復(fù)合材料纖維增強(qiáng)纖維增強(qiáng) 復(fù)合材料人工人工 晶片晶片天然天然 片狀物片狀物微米微米 顆粒顆粒納米納米 顆粒顆粒不連續(xù)纖維不連續(xù)纖維 復(fù)合材料復(fù)合材料連續(xù)纖維增強(qiáng)連續(xù)纖維增強(qiáng) 復(fù)合材料復(fù)合材料晶須晶須 增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料短切纖維短切纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料單向纖維單向纖維 增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料二維織物二維織物 增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料三維織物三維織物 增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料47結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的特點(diǎn) 可根據(jù)材料在使用中受力的要求進(jìn)行 組元選材組元選材和 增強(qiáng)體排布設(shè)計(jì)增強(qiáng)體排布設(shè)計(jì) ，從而充分發(fā)揮各組元的效能。42二、按材料作用分兩類二、按材料作用分兩類① 結(jié)構(gòu) 復(fù)合材料；② 功能 復(fù)合材料。Ａ、 金屬纖維 金屬 復(fù)合材料 ：研究較多的增強(qiáng)劑為 鎢鉬絲鎢鉬絲，基體為 鎳合金鎳合金 和 鈦合金鈦合金
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