複合材料都有哪些部分組成,各部分的作用是什麼 ?

General 更新 2024-11-21

複合材料都有哪些部分組成,各部分的作用是什麼

複合材料介面是指複合材料的基體與增強材料之間化學成分有顯著變化的、構成彼此結合的、能起載荷等傳遞作用的微小區域。目前的研究尚處於半定量和半經驗的水平上。 最早複合材料介面曾被想像成是一層沒有厚度的面(或稱單分子層的面)。而事實上覆合材料介面是一層具有一定厚度(納米以上)、結構隨基體和增強體而異、與基體有明顯差別的新相——介面相(或稱介面層)。因為增強體和基體互相接觸時, 在一定條件的影響下,可能發生化學反應或物理化學作用,如兩相間元素的互相擴散、溶解,從而產生不同於原來兩相的新相;即使不發生反應、擴散、溶解,也會由於基體的固化、凝固所產生的內應力,或者由於組織結構的誘導效應,導致接近增強體的基體發生結構上的變化或堆砌密度上的變化,從而導致這個區域性基體的效能不同於基體的本體效能,形成介面相。介面相也包括在增強體表面上預先塗覆的表面處理劑層和增強體經表面處理工藝而發生反應的表面層。因此,必須建立複合材料介面存在獨立相的新概念。複合材料介面相的結構與效能對複合材料整體的效能影響大。為改善複合材料效能,必須考慮介面設計和控制。結構複合材料介面相存在的殘應力,是由於基體的固化或凝固收縮和兩相間熱膨脹係數的失配而造成的。無論應力大小和方向,都會影響到複合材料受載時的行為,如造成複合材料拉伸和壓縮效能的明顯差異等。結構複合材料介面的作用,是在複合材料受到載荷時把基體上的應力傳遞到增強體上。這就需要介面相有 足夠的粘接強度,而兩相表面能夠互相浸潤是先決條件。但是介面層並不是粘接得越強越好,而是要有適當的粘接強度,因為介面相還有另一個作用是在一定應力條件下能夠脫粘,同時使增強體在基體中拔出並互相發生摩擦。這種由脫粘而增大表面能所做的功、拔出功和摩擦功都提高了破壞功,有助於改善複合材料的破壞行為,即提高它的強度。至於功能複合材料介面相的作用,目前尚很少研究,但已有實驗證實,介面相在功能複合材料中的作用也是重要的。 表徵為了認識介面的作用,瞭解介面結構對材料整體效能的影響,必須先表徵介面相的化學、物理結構,厚度和形貌,粘接強度和殘餘應力等,從而可以尋找它們與複合材料效能之間的關係。 介面相化學結構包括組成元素、價態及其分佈。其表徵可以藉助許多固體物理用的先進儀器,如俄歇電子 譜(AES,SAM)、電子探針(EP)、X光電子能譜儀 (X PS)、掃描二次離子質譜儀(S SIMS)、電子能量損失譜儀(EELS,PEELS)、傅立葉紅外光譜(FTIR)、顯微 拉曼光譜(MRS)、擴充套件X射線吸收細微結構譜 (E XAFS)等。由於介面相有時僅為納米級的微區,而且有的組成非常複雜(尤其是金屬和陶瓷基複合材料), 因此迄今還不能說哪一種方法可以滿意地給出有關複合材料介面相全部化學資訊。這是因為這些方法有的束斑太大,遠遠超過介面微區的尺寸;有的僅能提供元素的資訊而不能知道元素的價態;有的會對某些觀察物造成 表面損傷等,存在著各式各樣的侷限性。所以仍需研究 合適的新方法,或幾種方法的配合使用。 介面相形貌和厚度的表徵也有不少方法,如透射電 鏡(TEM)、掃描電鏡(S EM)。新方法有角掃描X射線反射譜(GAXP),可以測定金屬基和陶瓷基複合材料界 面相的厚度。但這些方法在測量上也有難度。 介面相粘接強度的表徵基本上有5種方法,即單絲拔出法、埋入基體的單絲裂斷長度法、微(單絲)壓出 法、球形(或錐形)壓頭壓痕法、常規三點彎剪法等。前兩種方法只能表徵單絲複合材料的行為;後3種雖是表 徵複合材料,但又各有不足之處。而且各種方法測出 的資料相差甚遠,以球形壓痕法和三點彎剪......

複合材料是什麼

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複合材料(Composite materials),是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在巨集觀上組成具有新效能的材料。各種材料在效能上互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。複合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

複合材料是一種混合物。複合材料按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。按其結構特點又分為:①纖維複合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內複合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層複合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒複合材料。將硬質細粒均勻分佈於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜複合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相複合材料比,其衝擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹效能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜複合材料。

複合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基複合材料的成型方法較多,有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成複合材料電纜支架型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、衝壓成型等。金屬基複合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低於基體熔點溫度下,通過施加壓力實現成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。後者是將基體熔化後,充填到增強體材料中,包括傳統鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基複合材料的成型方法主要有固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。

複合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於複合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的verton複合材料殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。②汽車工業。由於複合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞效能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體複合而成的材料,可用於製造化工裝置、紡織機、造紙機、影印機、高速機床、精密儀器等。④醫學領域。碳纖維複合材料具有優異的力學效能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維複合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。此外,複合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。

複合材料包括什麼

複合材料(Composite materials),是以一種材料為基體(Matrix),另一種材料為增強體(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在效能上互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。複合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維、石棉駭維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。高分子材料macromolecular material,以高分子化合物為基礎的材料。包括橡膠、塑料、纖維、塗料、膠粘劑和高分子基複合材料。合金alloy ,由金屬與另一種(或幾種)金屬或非金屬所組成的具有金屬通性的物質。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據組成元素的數目,可分為二元合金、三元合金和多元合金。中國是世界上最早研究和生產合金的國家之一,在商朝(距今3000多年前)青銅(銅錫合金)工藝就已非常發達;公元前6世紀左右(春秋晚期)已鍛打(還進行過熱處理)出鋒利的劍(鋼製品)。這個只是一個簡單的概念,具體的在研究和生產上還有很多要點,可以檢視相關專業的書籍,一般材料科學與工程一級學科以及其下各次級學科都會提及

複合材料的分類有哪些

複合材料按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。按其結構特點又分為:

①纖維複合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內複合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。

②夾層複合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。

③細粒複合材料。將硬質細粒均勻分佈於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。

④混雜複合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相複合材料比,其衝擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹效能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜複合材料

複合材料的分類

複合材料 是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用,代替了很多傳統的材料。複合材料按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。按其結構特點又分為:①纖維增強複合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內複合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層複合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒複合材料。將硬質細粒均勻分佈於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜複合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相複合材料比,其衝擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹效能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜複合材料。複合材料主要可分為結構複合材料和功能複合材料兩大類。結構複合材料是作為承力結構使用的材料,基本上由能承受載荷的增強體組元與能連線增強體成為整體材料同時又起傳遞力作用的基體組元構成。增強體包括各種玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金屬以及天然纖維、織物、晶須、片材和顆粒等,基體則有高聚物(樹脂)、金屬、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。由不同的增強體和不同基體即可組成名目繁多的結構複合材料,並以所用的基體來命名,如高聚物(樹脂)基複合材料等。結構複合材料的特點是可根據材料在使用中受力的要求進行組元選材設計,更重要是還可進行復合結構設計,即增強體排佈設計,能合理地滿足需要並節約用材。功能複合材料一般由功能體組元和基體組元組成,基體不僅起到構成整體的作用,而且能產生協同或加強功能的作用。功能複合材料是指除機械效能以外而提供其他物理效能的複合材料。如:導電、超導、半導、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、磨擦、遮蔽、阻燃、防熱、吸聲、隔熱等凸顯某一功能。統稱為功能複合材料。功能複合材料主要由功能體和增強體及基體組成。功能體可由一種或以上功能材料組成。多元功能體的複合材料可以具有多種功能。同時,還有可能由於複合效應而產生新的功能。多功能複合材料是功能複合材料的發展方向。複合材料也可分為常用和先進兩類。常用複合材料如玻璃鋼便是用玻璃纖維等效能較低的增強體與普通高聚物(樹脂)構成。由於它的價格低廉的以大量發展,已廣泛用於船舶、車輛、化工管道和貯罐、建築結構、體育用品等方面。先進複合材料指用高效能增強體如碳纖維、芳綸等於高效能耐熱高聚物構成的複合材料,後來又把金屬基、陶瓷基和碳(石墨)基以及功能複合材料包括在內。它們的效能雖然優良,但價格相對較高,主要用於國防工業、航空航天、精密機械、深潛器、機器人結構件和高檔體育用品等。

複合材料是什麼?有哪些用途?

複合材料 是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在巨集觀上組成具有新效能的材料。各種材料在效能上互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。

複合材料分類:複合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。

金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。

非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。

增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維、石棉纖維、晶須,金屬絲和硬質細粒等。複合材料的主要應用領域有:1.航空航天領域。由於複合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的 殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。2.汽車工業。由於複合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞效能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。3.化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體複合而成的材料,可用於製造化工裝置、紡織機、造紙機、影印機、高速機床、精密儀器等。4.醫學領域。碳纖維複合材料具有優異的力學效能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維複合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。

複合材料是什麼意思?

複合材料是由兩種或兩種以上的不同材料組合而成的機械工程材料。各種組成材料在效能上能互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料,從而滿足各種不同的要求。

樹脂基複合材料是由什麼構成的,其最主要的是什麼原材料?

1、樹脂和各類助劑

①熱固性樹脂主要有:酚醛(熱固性)、不飽和聚酯、聚氨酯、環氧、聚醯亞胺、聚碸等

②熱塑性樹脂主要有:聚丙烯、聚矗烯、聚氯乙烯、酚醛(熱塑性)等

③助劑包括:顏料、促進劑、固化劑(引發劑)、交聯劑/稀釋劑(可以一種物質充當兩個角色,樹脂中就有如苯乙烯)、阻聚劑、光敏劑、脫模劑、低收縮劑等。

2、增強材料

玻璃纖維、玻璃纖維布、玻璃纖維氈、碳纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、金屬纖維等

3、填料

填料作用主要為改善製品效能(如剛性、收縮性、耐腐性、韌性、電磁熱等)、降低加工成本而加入的,具體是否需要加入和加入量試產品要求和工藝情況而定

4、加工工藝

手糊、拉擠、模壓、纏繞、噴射、注射等

複合材料的優點就是材料和結構的可設計性,材料的選用要根據產品的效能要求來選用~~

什麼是複合材料?

複合材料(Composite materials),是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在巨集觀上組成具有新效能的材料。各種材料在效能上互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。複合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要礎玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

複合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於複合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的

殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。②汽車工業。由於複合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低噪聲、抗疲勞效能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體複合而成的材料,可用於製造化工裝置、紡織機、造紙機、影印機、高速機床、精密儀器等。④醫學領域。碳纖維複合材料具有優異的力學效能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維複合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。此外,複合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。

複合材料由哪兩部分組成

增強材料(纖維) 基體材料(樹脂)

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