材料表面与界面复合材料的界面及界面优化PPT学习教案.pptx

会计学一、复合材料的概念(gàiniàn)
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成的材料。二、复合材料的分类(fēnlèi)
1、按基体材料分
(1)非金属基复合材料
(2)金属基复合材料。
2、按增强材料分
(1)纤维增强复合材料
(2)粒子增强复合材料
(3)叠层复合材料。三、复合材料(fùhécáiliào)的命名复合材料的增强机制(jīzhì)及性能弹性模量(tánxìnɡmóliànɡ)及强度
外力方向与纤维轴向相同时，c=f=m(f-纤维、m-基体、c-复合材料)，则2.粒子增强型复合材料的增强机制(jīzhì)
粒子增强型复合材料按照颗粒尺寸大小和数量多少可分为：弥散强化的复合材料；颗粒增强的复合材料。
（1）弥散强化的复合材料的增强机制(jīzhì)
将粒子高度弥散地分布在基体中，使其阻碍导致塑性变形的位错运动(金属基体)和分子链运动(聚合物基体)。
（2）颗粒增强的复合材料的增强机制(jīzhì)
用金属或高分子聚合物为粘结剂，把具有耐热性好、硬度高但不耐冲击的金属氧化物、碳化物、氮化物粘结在一起而行成的材料。二、复合材料的性能特点

1、比强度和比模量高。其中纤维增强复合材料的最高。
2、良好的抗疲劳性能。碳纤维增强材料-1可达b的70~80%。因纤维对疲劳裂纹扩展有阻碍作用。
3、破断安全性好
4、优良的高温性能。
5、减震性好。复合材料中的大量界面对振动有反射吸收作用，不易产生(chǎnshēng)共振。常用(chánɡyònɡ)的复合材料2、纤维—树脂复合材料
通常用碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维增强高分子材料。
这类复合材料的性能较环氧树脂等基体(jītǐ)有大幅度的提高，比强度也高得多。聚合物基纤维增强(zēngqiáng)复合材料零件3.纤维--金属(或合金)复合材料
金属的熔点高，故高强度纤维增强后的金属基复合材料（MMC）可以使用(shǐyòng)在较高温的工作环境之下。
常用的基体金属材料有铝合金、钛合金和镁合金。MMC虽强度和弹性模量（刚度）增加，但塑性和韧性因使用陶瓷纤维而有所降低。这在一定程度上限制了MMC的应用(yìngyòng)范围。4.纤维--陶瓷复合材料
陶瓷材料耐热、耐磨、耐蚀、抗氧化，但韧性低、难加工。在陶瓷材料中加入纤维增强，能大幅度提高强度(qiángdù)，改善韧性，并提高使用温度。
陶瓷中增韧纤维受外力作用，因拔出而消耗能量，耗能越多材料韧性越好。用晶须作为增强相可以显著提高复合材料的强度和弹性模量，但因为价格昂贵，目前仅在少数宇航(yǔháng)器件上采用。现在发现，晶须(如SiC和Si3N4)能起到陶瓷材料增韧的作用。二、叠层复合材料
叠层复合材料是指在基体中含有(hányǒu)多重层片状高强高模量增强物的复合材料。双金属、表面涂层等也是层状复合材料。
结构层状材料根据材质不同，分别(fēnbié)用于飞机制造、运输及包装等。三、粒子增强型复合材料
聚合物基粒子复合材料如酚醛树脂中掺入木粉的电木、碳酸钙粒子改性热塑性塑料的钙塑材料(合成(héchéng)木材)等。
陶瓷基粒子复合材料如氧化锆增韧陶瓷等。金属基粒子复合材料又称金属陶瓷，是由钛、镍、钴、铬等金属与碳化物、氮化物、氧化物、硼化物等组成的非均质材料。
碳化物金属陶瓷作为工具材料已被广泛应用，称作硬质合金。硬质合金通常(tōngcháng)以Co、Ni作为粘结剂，WC、TiC等作为强化相。复合材料的界面是指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷(zàihè)传递作用的微小区域。
复合材料的界面是一个多层结构的过渡区域，约几个纳米到几个微米。此区域的结构与性质都不同于两相中的任何一相。这一界面区由五个亚层组成，每一亚层的性能都与基体和增强相的性质、复合材料成型方法有关。1、外力场
2、基体(jītǐ)
3、基体(jītǐ)表面区
4、相互渗透区
5、增强剂表面区
6、增强剂界面通常(tōngcháng)包含以下几个部分：
基体和增强物的部分原始接触面；
基体与增强物相互作用生成的反应产物，此产物与基体及增强物的接触面；界面(jièmiàn)特点(1)传递效应：界面能传递力，即将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用。
(2)阻断效应：结合适当的界面有阻止裂纹(lièwén)扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。阻止裂纹(lièwén)的扩展4.2界面(jièmiàn)的效应（2）不连续(liánxù)效应4.2界面(jièmiàn)的效应（3）散射(sǎnshè)和吸收效应4.2界面(jièmiàn)的效应（4）诱导(yòudǎo)效应界面效应是任何一种(yīzhǒnɡ)单一材料所没有的特性，它对复合材料具有重要的作用。界面效应既与界面结合