《复合材料概述》课件

复合材料概述复合材料是一种由两种或多种材料组成的材料，这些材料在宏观尺度上保持其各自的特性，并通过界面相互结合在一起复合材料的定义由两种或多种材料互为连续相相互补充复合材料是指由两种或多种不同性质的材料其中一种材料作为基体，另一种材料作为增增强材料通常具有较高的强度和刚度，基体组成，并经特殊工艺复合而成的材料强材料，相互作用，形成整体结构材料通常具有较好的韧性和耐腐蚀性复合材料的特点高强度和高刚度良好的耐腐蚀性复合材料可以比传统材料更轻，许多复合材料对化学腐蚀具有很但具有更高的强度和刚度，使其强的抵抗力，使其适用于各种恶成为航空航天、汽车等领域的首劣环境选材料可设计性复合材料的性能可以通过改变材料的成分、结构和加工工艺来定制，以满足特定应用需求复合材料的分类纤维增强复合材料颗粒增强复合材料以纤维为增强体，以树脂或金属等为以颗粒为增强体，以树脂、金属或陶基体，通过复合工艺制备的材料，如瓷等为基体，如橡胶颗粒增强塑料、玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料金属颗粒增强陶瓷等、芳纶纤维增强塑料等结构复合材料由两种或多种材料通过特定结构组合而成的材料，如夹芯结构复合材料，以蜂窝状材料为芯材，以树脂或金属等为表皮材料纤维增强复合材料增强纤维基体材料12增强纤维是增强复合材料的主基体材料将增强纤维结合在一要组成部分，通常是强度和刚起，形成整体结构，通常是树度高的材料，例如碳纤维、玻脂，例如环氧树脂、聚酯树脂璃纤维、芳纶纤维等等界面作用3增强纤维和基体材料之间存在界面作用，影响复合材料的整体性能，通过优化界面作用可以提升材料的性能基体材料树脂金属陶瓷环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚酰胺铝、镁、钛、钢等氧化铝、碳化硅、氮化硅等树脂等纤维材料增强材料高强度复合材料中起增强作用的材料具有很高的强度和模量，例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等多种类型根据性能要求选择不同的纤维材料纤维与基体的界面作用界面强度界面粘合纤维与基体之间的界面强度决定界面粘合力越强，纤维和基体之了复合材料的整体强度和刚度间的结合越紧密，复合材料的性能越好界面缺陷界面缺陷会降低复合材料的性能，因此需要控制界面缺陷的产生层压复合材料多层叠加方向控制层压复合材料由多层纤维增强树脂层通过控制每层纤维的排列方向，可以组成，每层纤维方向不同，以增强材实现材料的定向增强，满足不同方向料的强度和刚度的力学性能需求结构复杂层压复合材料可以根据需要设计成不同的形状和结构，以满足各种应用需求夹芯复合材料结构特点由两层面板和中间一层芯材组成，面板通常为纤维增强复合材料重量轻、强度高、刚度大、隔热隔音效果好，广泛应用于航空航，芯材可以是泡沫、蜂窝、木质等天、建筑、船舶等领域陶瓷基复合材料陶瓷基体纤维增强耐高温，耐腐蚀，硬度高提高韧性，抗断裂性金属基复合材料强度和韧性耐高温12金属基复合材料结合了金属的金属基复合材料可以承受极高强度和增强材料的韧性，提供的温度，使其适用于航空航天高性能的结构等高要求领域抗疲劳性3金属基复合材料具有优异的抗疲劳性，可延长使用寿命并提高可靠性复合材料的制造工艺手糊法最简单的工艺，适用于小批量生产真空袋法提高材料致密性，降低气孔率浸渍缠绕法制备高强度的纤维增强复合材料注射成型法用于生产形状复杂、精度高的复合材料手糊法低成本1简单易操作，适合小批量生产灵活2可根据需求定制形状工艺复杂3需要经验丰富的工匠操作真空袋法准备工作1将预浸料铺设在模具上，并根据需要添加增强层真空密封2用真空袋将模具密封，并连接到真空泵抽真空3启动真空泵，将真空袋内的空气抽走，形成负压固化4在真空状态下，将复合材料加热固化，完成制造过程浸渍缠绕法纤维浸渍1将纤维预浸料浸渍到树脂中缠绕成型2绕制成所需的形状固化成型3固化树脂，形成复合材料注射成型法熔融树脂1将树脂加热至熔融状态注射模具2将熔融树脂注射进模具冷却固化3在模具中冷却固化成型挤出成型法加热1将热塑性树脂加热至熔融状态，使其具有流动性挤出2通过螺杆挤出机将熔融树脂连续不断地挤出，形成所需的形状冷却3将挤出的材料通过冷却装置使其固化，并保持其形状复合材料的性能测试力学性能热性能拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲热膨胀系数、热导率、耐热温度等击强度等电性能介电强度、电阻率、导电率等力学性能测试拉伸强度弯曲强度剪切强度冲击强度材料在断裂前所能承受的最大材料在断裂前所能承受的最大材料在断裂前所能承受的最大材料在冲击载荷下抵抗破坏的拉伸应力弯曲应力剪切应力能力热性能测试玻璃化转变温度热膨胀系数热导率玻璃化转变温度是衡量材料从刚性状态转变热膨胀系数是指材料在温度变化时体积变化热导率是指材料传导热量的能力对于复合为柔性状态的温度对于复合材料，玻璃化的程度对于复合材料，热膨胀系数通常由材料，热导率通常由热流计法测定转变温度通常由差示扫描量热法测热机械分析测定DSC TMA定电性能测试电阻率介电常数评估材料抵抗电流流动的能力衡量材料储存电能的能力电导率反映材料传导电流的容易程度复合材料的应用领域航空航天领域汽车领域复合材料的轻质、高强度和耐腐复合材料可以用于制造汽车的轻蚀性使其成为航空航天领域的重量化部件，例如车身、车门、座要材料，广泛应用于机身、机翼椅等，以提高燃油效率和降低排、尾翼等结构部件放体育休闲领域建筑领域复合材料的强度和耐用性使其成复合材料可用于建筑结构，例如为运动器材的理想材料，例如自桥梁、屋顶、外墙等，以提高建行车、网球拍、高尔夫球杆等筑物的耐久性和安全性航空航天领域轻量化设计耐高温性能抗腐蚀性复合材料的低密度和高强度使其成为航空复合材料能够承受极端高温，可用于制造复合材料具有良好的抗腐蚀性，可用于制航天领域的理想选择，可以减轻飞机和卫航天器的热防护层，保护其免受高温气流造飞机机身和机翼，延长使用寿命星的重量，提高燃油效率的侵蚀汽车领域车身轻量化提升舒适度增强安全性能复合材料可降低车辆重量，提升燃油效率和复合材料可制作更轻便、更舒适的座椅，提复合材料具有良好的抗冲击性，可增强车辆性能高乘坐体验的安全性体育休闲领域运动器材户外休闲复合材料广泛应用于网球拍、高复合材料的耐用性和轻便性使其尔夫球杆、自行车等运动器材，成为帐篷、背包、钓鱼竿等户外提升其强度、轻量化和性能表现休闲用品的理想选择，提高户外活动的舒适性和安全性水上运动冲浪板、帆船、皮划艇等水上运动装备使用复合材料，增强其浮力和强度，提升水上运动的体验和效率建筑领域桥梁高层建筑住宅电子电气领域电路板电子设备外壳复合材料在电路板制造中得到广泛应用，其优异的电气绝缘性能和复合材料的外壳轻质、耐用，可有效保护电子设备，使其免受外部尺寸稳定性使其成为理想的材料环境的影响未来发展趋势纳米复合材料可持续复合材料智能复合材料。