课堂教学概述省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

复合材料定义国际上材料教授普遍认为当前人类已经从合成材料时代进入复合材料时代。因为想要合成一个新单一材料使之满足各种高要求综合指标是非常困难。即使能研制出某种满意单一材料，则从试验室到生产周期也很长。假如把现有有机高分子、无机非金属和金属材料经过复合工艺组成复合材料．则能够利用它们所特有复合效应使之产生原组成材料不具备性能．而且还能够经过材料设计以到达预期性能指标，并起到节约材料和费用作用。复合材料性能特点按基体材料分类①聚合物基复合材料:以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；②金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；③无机非金属基复合材料：以陶瓷材料（也包含玻璃和水泥）为基体。复合材料按基体材料分类复合材料按功效分类复合材料系统组合一、复合材料定义和特点：1、复合材料定义：两种或两种以上物理和化学性质不一样物质组合而成一个多相固体材料。复合材料应满足下面三个条件：（1）组元含量大于5%；（2）复合材料性能显著不一样于各组元性能；（3）经过各种方法混合而成。2、复合材料特点：1）由两种或各种不一样性能组分经过宏观或微观复合在一起新型材料，组分之间存在着显著界面。2）各组分保持各自固有特征同时可最大程度地发挥各种组分优点，赋予单一材料所不具备优良特殊性能。3）复合材料含有可设计性。3、复合材料基本结构模式复合材料由基体和增强剂两个组分组成：基体：组成复合材料连续相；增强剂（增强相、增强体）：复合材料中独立形态分布在整个基体中分散相，这种分散相性能优越，会使材料性能显著改进和增强。增强剂（相）普通较基体硬，强度、模量较基体大，或含有其它特征。能够是纤维状、颗粒状或弥散状。增强剂（相）与基体之间存在着显著界面。树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料发展史树脂基复合材料在中国发展树脂基复合材料在中国发展树脂基复合材料在中国发展树脂基复合材料在中国发展树脂基复合材料在中国发展聚合物基复合材料应包含聚合物基宏观复合材料和聚合物基纳米复合材料。微观复合材料是指分散相最少有一维是在纳米尺寸范围。通常聚合物基复合材料是指以有机聚合物为基体、纤维类增强材料为增强剂复合材料。按聚合物特征分类：塑料基复合材料和橡胶基复合材料按增强剂分类：玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料聚合物基体聚酯树脂特点：工艺性良好，室温下固化，常压下成型，工艺装置简单。树脂固化后综合性能良好，力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂。价格比环氧树脂低得多，只比酚醛树脂略贵一些。不饱和聚酯树脂缺点是固化时体积收缩率大、耐热性差等。主要用于普通民用工业和生活用具中环氧树脂特点：在加热条件下即能固化，无须添加固化剂。酸、碱对固化反应起促进作用；已固化树脂有良好压缩性能，良好耐水、耐化学介质和耐烧蚀性能；树脂固化过程中有小分子析出，故需在高压下进行；固化时体积收缩率大，树脂对纤维粘附性不够好，但断裂延伸率低，脆性大。酚醛树脂优点：比环氧树脂价格廉价缺点：吸附性不好、收缩率高、成型压力高、制品空隙含量高等。大量用于粉状压塑料、短纤维增强塑料，少许用于玻璃纤维复合材料、耐烧蚀材料等，极少使用在碳纤维和有机纤维复合材料中。聚合物基体作用把纤维粘在一起；分配纤维间载荷；保护纤维不受环境影响。用作基体理想材料，其原始状态应该是低粘度液体，并能快速变成坚固耐久固体，足以把增强纤维粘住。尽管纤维增强材料作用是承受载荷，不过基体材料力学性能会显著地影响纤维工作方式及其效率。比如，在没有基体纤维束中大部分载荷由最直纤维承受，基体使得应力较均匀地分配给全部纤维，这是因为基体使全部纤维经受一样应变，应力经过剪切过程传递，这要求纤维和基体之间有高胶接强度，同时要求基体本身也含有高剪切强度和模量。当载荷主要由纤维承受时，复合材料总延伸率受到纤维破坏延伸率限制，这通常为1%~1.5%。基体主要性能是在这个应变水平下不应该裂开。在纤维垂直方向，基体力学性能和纤维与基体之间胶接强度控制着复合材料物理性能。因为基体比纤维弱得多，而柔性却大得多，所以在结构件设计中应尽可能防止基体直接横向受载。在高胶接强度体系（纤维间载荷传递效率高，但断裂韧性差）与较低胶接强度体系（纤维间载荷传递效率不高，但韧性较高）之间需要折衷。在应力水平和方向不确定情况下使用或在纤维排列精度较低情况下制造复合材料往往要求基体比较软。在明确应力水平情况下使用和在严格控制纤维排列情况下制造先进复合材料，应经过使用高模量和高胶接强度基体以更充分地发挥纤维最大性能。基体材料－环氧树脂环氧树脂性能和特征环氧树脂性能和特征环氧树脂性能和特征环氧树脂分类环氧树脂分类环氧树脂分类环氧树脂分类环氧树脂分类环氧树脂分类环氧树脂分类基体材料－酚醛