金属复合材料有哪些 非金属复合材料金属复合材料有哪些 非金属复合材料 王斌斌 非金属复合材料 非金属材料包含除金属材料以外简直一切的材料，首要有各类高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等)、陶瓷材料(各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥等)和各种复合材料等。本文首要介绍复合材料。 复合材料是两种或两种以上化学实质不同的组成人工合成的材料。其结构为多相，一类组成(或相)为基体，起粘结效果，另一类为增强相。所以复合材料能够认为是一种多相材料，它的某些功用比各组成相的功用都好。 一、复合材料的根本类型 复合材料按基体类型可分为金属基复...
有哪些 非金属复合材料 王斌斌 非金属复合材料 非金属材料包含除金属材料以外简直一切的材料，首要有各类高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等)、陶瓷材料(各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥等)和各种复合材料等。本文首要介绍复合材料。 复合材料是两种或两种以上化学实质不同的组成人工合成的材料。其结构为多相，一类组成(或相)为基体，起粘结效果，另一类为增强相。所以复合材料能够认为是一种多相材料，它的某些功用比各组成相的功用都好。 一、复合材料的根本类型 复合材料按基体类型可分为金属基复合材料、高分子基复合材料和陶瓷基复合材料等三类。现在运用最多的是高分子基复合材料和金属基复合材料。 复合材料按功用可分为功用复合材料和结构复合材料。前 1 者还处于研发阶段，现已很多研讨和运用的首要是结构复合材料。 复合材料按增强相的品种和形状可分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层状增强复合材料。其间，开展最快，运用最广的是各种纤维增强的复合材料。 二、复合材料的特色 1、比强度和比模量 许多近代动力设备和结构，不光要求强度高，并且要求分量轻。规划这些结构时遇到的中心问题是所谓平方,立方联络，即结构强度和刚度随线尺度的平方(横截面积)而添加，而分量随线尺度的立方而添加。这就要求运用比强度(强度/比重)和比模量(弹性模量/比重)高的材料。复合材料的比强度和比模量都比较大，例如碳纤维和环氧树脂组成的复合材料，其比强度是钢的七倍，比模量比钢大三倍。 2、耐疲惫功用 复合资猜中基体和增强纤维间的界面能够有显着效果地地阻挠疲惫裂纹的扩展。疲惫损坏在复合资猜中总是从承载才能比较单薄的纤维处开端的，然后逐步扩展到结合面上，所以复合材料的疲惫极限比较高。例如碳纤维,聚酯树脂复合材料的疲惫极限是拉伸强度的70%,80%。 3、减震功用 许多机器、设备的振荡问题非常杰出。结构的自振频率除 2 与结构自身的质量、形状 有关外，还与材料的比模量的平方根成正比。材料的比模量越大，则其自振频率越高，可防止在作业状态下发生共振及由此引起的前期损坏。此外，即便结构已发生振荡，因为复合材料的阻尼特性好，振荡也会很快衰减。 4、耐高温功用 因为各种增强纤维一般在高温下仍可坚持高的强度，所以用它们增强的复合材料的高温强度和弹性模量均较高，特别是金属基复合材料。例如7075-76铝合金，在400?时，弹性模量挨近于零，强度值也从室温时的500MPa降至30MPa,50MPa。而碳纤维或硼纤维增强组成的复合材料，在400?时，强度和弹性模量可坚持挨近室温下的水平。 5、开裂安全性 纤维增强复合材料是力学上典型的静不定系统，在每平方厘米截面上，有几千至几万根增强纤维(直径一般为10μ,100μ)，当其间一部分受载荷效果开裂后，应力敏捷从头散布，载荷由未开裂的纤维承当起来，所以开裂安全性好。 6、其它功用特色 许多复合材料都有杰出的化学稳定性、隔热性、烧蚀性以及特别的电、光、磁等功用。 增强纤维的价格很高，使复合材料的本钱比其它工程材料高得多。尽管复合材料利用率比金属高(约80%)，但在一 3 般机器和设备上运用仍然是不行经济的。 三、复合理论简介 复合材料的复合机理的研讨现在尚不老练，所以只介绍进步机械功用的复合理论。 1、影响强化的要素 (1)粒子增强复合材料 粒子增强复合材料接受载荷的首要是基体材料，在粒子增强复合资猜中的粒子高度弥散地散布在基体中，使其阻止导致塑性变形的位错运动或分子链运动。粒子直径一般在0.01μ,0.1μ范围内时增强效果最好，直径过大时，引起应力会集，直径小于0.01μ时，则近于固溶体结构，效果不大。增强粒子的数量大于20%时，称为粒子增强性复合材料，含量较少时称为弥散强化复合材料。 (2)纤维增强复合材料 纤维增强复合材料复合的效果取决于纤维和基体自身的性质、两者界面间物理、化学效果的特色以及纤维的含量、长度、摆放办法等要素。 2、复合材料的界面 土木工程师知道，在钢筋与混凝土之间的界面上会发生剪应力。为此，一般在预应力钢筋的
面带有螺纹状突起。在增强纤维与其周围基体之间，也存在着相似的剪应力。可是，这儿的剪应力是由化学结合而不是由机械结合来承当的。所 4 以，复合材料界面结合状况是决议复合材料功用的首要的要素。 增强纤维与基体之间的结合强度对复合材料的功用影响很大。假如界面结合强度低，则增强纤维与基体很简单别离， 起不到增强效果，但假如界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松懈，构成脆性开裂。 四、纤维增强材料 1、玻璃纤维 玻璃纤维有较高的强度，相对密度小，化学稳定性高，耐热性好，价格低。缺陷是脆性较大，耐磨性差，纤维外表非常润滑而不易与其它物质结合。玻璃纤维可制生长纤维和短纤维，也能够织成布，制成毡。 2、碳纤维与石墨纤维 有机纤维在惰性气体中，经高温碳化能够制成碳纤维和石墨纤维。在2000?以下制得碳纤维，再经2500?以上处理得石墨纤维。碳纤维的相对密度小，弹性模量高，并且在2500?无氧气氛中也不下降。石墨纤维的耐热性和导电性比碳纤维高，并具有自润滑性。 3、硼纤维 硼纤维是用化学堆积的办法将非晶态硼涂覆到钨和碳丝上面制得的。硼纤维强度高，弹性模量大，耐高温功用好。在现代航空结构资猜中，硼纤维的弹性模量绝对值最高，但硼 5 纤维的相对密度大，延伸率差，价格昂贵。 4、SiC纤维 SiC纤维是一种高熔点、高强度、高弹性模量的陶瓷纤维。它能够用化学堆积法及有机硅聚合物纺丝烧结法制作SiC接连纤维。SiC纤维的杰出长处是具有优秀的高温强度。 5、晶须 晶须是直径只要几微米的针状单晶体，是一种新式的高强度材料。 晶须包含金属晶须和陶瓷晶须。金属晶须中可批量生产的是铁晶须，其最大特色是可在磁场中取向，能够很简单地制取定向纤维增强复合材料。陶瓷晶须比金属晶须强度高，相对密度低，弹性模量高，耐热性好。 百度查找“就爱阅览”,专业材料,日子学习,尽在就爱阅览网您的在线
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