i) 压缩强度高 i) 热能方面性能优异，ii) 制成复合材料以后抗拉 性能和耐腐蚀和抗老化性能增强，重量降低

  通过以上的一些叙述，我们对复合材料的一些根本点有了初步 的了解，下面就步入正题，对复合材料的制造工艺进行一些探讨

  第二章 加工中的理论问题 在这一章中，我们将从基体与增强 材料的选择、复合材料的界面以及增强材料的表面处理等方面入 手，掌握一些复合材料加工的基础原理，以便对以后的工艺和技 术的使用有一个理论基础

  一、基体与增强材料的选择 由于基体材料的不同，我们有必要将这些材料分开论述。首先

  来看一下金属基复合材料的基体选择 金属基复合材料构（零）件的使用性能要求是选择金属基体材

  料最重要的依据。在不同技术领域和不同的工况条件下对于复合 材料构件的性能要求有很大的差异。应该依据不同的情况选择不 同的复合材料基体。在航天、航空技术中高比强度、比模量、尺 寸稳定性是最重要的性能要求。宜选用密度小的轻金属合金作为 基体。高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度、比模量性 能外，还要求复合材料具有优良的耐高温性能，能在高温、氧化 性气氛中正常工作，需选用钛基、镍基合金以及金属间化合物做 基体材料。汽车发动机中要求其零件耐热、耐磨、导热、一定的 高温强度等，同时又要求成本低，适合批量生产，则使用铝合金 做基体材料。工业集成电路需要高导热、低膨胀的金属基复合材

  本文就将对复合材料的基本概念、加工中的理论问题、制备工 艺与方法和典型的应用加以阐述，希望可以比较全面的对复合材 料做一个介绍。

  首先我们来给复合材料下一个明确的定义。根据国际标准化组 织（International Organization for Standardization, ISO）为复合材 料下的定义，复合材料（Compose Material）是由两种或者两种以 上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复 合材料的组份材料虽然保持其相对独立性，但是复合材料的性能 却不是组份材料性能的简单加和，而是有着重要的改进。在复合 材料中通常有一相为连续相（称为基体），而另一相为分散相（增 强材料）。分散相是以独立的形态分布在整个连续相中的。两相之 间存在着相界面，分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥 散的填料

  ５．抗老化剂 ＼CFRP 中的碳纤维在 500 摄氏度以上才会被空气中的氧氧化， 而且他被基体完全保护起来了。基体材料环氧树脂加入适当助剂 抗老化性也是相当棒的，一般使用期为二十年。所以说 CFRP 车架 会先是力学破坏，不用担心他的化学老化。

  ７．高温性能强 ＼碳纤维可承受 2000 摄氏度左右高温，而强度不变，所以 CFRP 整体的耐温性取决于作为基体的环氧树脂，各种牌号的环氧树脂 的耐热性是不一样的，助剂也会产生影响。 篇三：复合材料论文 展望 缺点 优点 题目：五种复合材料的特点及其研究与开发所面临的主要挑战

  选择基体时应充分注意与增强物的相容性（特别是化学相容 性），并考虑到尽可能在金属基复合材料成型过程中，抑制界面反 应。由于金属基复合材料需要在高温下成型，所以

  篇二：碳纤维复合材料好处 碳纤维复合材料应用到汽车上的７大优势 １. 轻量化 ＼提高车体本身性能，减轻车体本身重量同时，节能省油。 ２．安全性 ＼同等体积，碳纤维本身拉伸强度是７－９倍，为了能有效的

  复合材料有特性 复合材料有特性： 1、复合材料的比强度和比刚度较高。材料的强度除以密度称为 比强度；材料的刚度除以密度称为比刚度。这两个参量是衡量材 料承载能力的重要指标。比强度和比刚度较高说明材料重量轻， 而强度和刚度大。这是结构设计，特别是航空、航天结构设计对 材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大 使用纤维增强复合材料的比例。 2、 复合材料的力学性能可以设计，即可以通过选择合适的原材 料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合材料结构满足使用 要求。例如，在某种铺层形式下，材料在一方向受拉而伸长时， 在垂直于受拉的方向上材料也伸长，这与常用材料的性能完全不 同。又如利用复合材料的耦合效应，在平板模上铺层制作层板， 加温固化后，板就自动成为所需要的曲板或壳体。 3、复合材料的抗疲劳性能良好。一般金属的疲劳强度为抗拉强 度的 40～50%，而某些复合材料可高达 70～80%。复合材料的疲 劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上，没有突 发性的变化。因此，复合材料在破坏前有预兆，可以检查和补救。 纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。用复合材料制成的 直升飞机旋翼，其疲劳寿命比用金属的长数倍。 4、复合材料的减振性能良好。纤维复合材料的纤维和基体界面

  的阻尼较大，因此具有较好的减振性能。用同形状和同大小的两 种粱分别作振动试验，碳纤维复合材料粱的振动衰减时间比轻金 属粱要短得多。

  5、 复合材料通常都能耐高温。在高温下，用碳或硼纤维增强的 金属其强度和刚度都比原金属的强度和刚度高很多。普通铝合金 在 400℃时，弹性模量大幅度下降，强度也下降；而在同一温度 下，用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模量基本不变。 复合材料的热导率一般都小，因而它的瞬时耐超高温性能比较好。

  6、复合材料的安全性好。在纤维增强复合材料的基体中有成千 上万根独立的纤维。当用这种材料制成的构件超载，并有少量纤 维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上，因此 整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。

  复合材料的成型工艺简单。纤维增强复合材料一般适合于整体 成型，因而减少了零部件的数目，从而可减少设计计算工作量并 有利于提高计算的准确性。另外，制作纤维增强复合材料部件的 步骤是把纤维和基体粘结在一起，先用模具成型，而后加温固化， 在制作过程中基体由流体变为固体，不易在材料中造成微小裂纹， 而且固化后残余应力很小。

  吸收相撞产生的动能，势必要以自身的碎裂来吸收抵消部分动能， 避免传到给驾驶室。CFRP 横截面上有成千上万个独立纤维，，即 使有部分纤维由于过载而断裂，载荷会迅速重新分配到未被破坏 的纤维上，不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能力而断裂。

  ３．抗疲劳性 ＼一般金属材料的疲劳破坏是没有明显征兆的突发性破坏，而 CFRP 具有良好的抗疲劳性，而且破坏前有明显的征兆。原因：增 强纤维较细，缺陷少。基体塑性好，可以抑制裂纹发展。当然由 于属于前沿材料，技术工艺，品控，还不成熟，还有待实践的检 验。 ４．减震能力强 ＼(1)CFRP 比模量大，自振频率高，不易出现共振。 ＼（2）非均质多相体系，在纤维与基体 之间有大量界面， 由于界面对震动有反射和吸收的作用，所以 CFRP 震动阻尼强，能 使震动很快衰减。

  发展并在许多工业部门中得到广泛运用，成为当今高科技发展中 新材料发的一个重要方面。

  鉴于材料的重要的基础地位和作用，每一次科学技术的突飞猛 进，都对材料的性能提出了慢慢的升高、越来越严和慢慢的变多的要 求。现如今在许多方面，传统的单一材料已经不能够满足实际要， 在这种情况下，人们以其充满智慧的头脑将材料的新的发展趋势 伸向一个更加广阔的领域——复合材料。

  杂孔腔的加工。 不难看出，复合材料特种加工方法具有的优点----刀具磨损小、

  加工质量高、能加工复杂形状的工件、容易监控和经济的效果与利益高等 恰恰是常规机械加工方法的弊病，因此能认为复合材料特种加 工方法是未来复合材料加工的发展方向。

  材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20 世纪 70 年代人们 把材料、信息为社会文明的支柱；80 年代以后高技术群为代表的 新技术革命，又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革 命的重要标志。这还在于材料是国民经济建设、国防建设与 人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。复合材料作为材料科 学中一枝独立的新的科学分支，已得到了广泛的重视，正日益

  一、复合材料的命名和分类 复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。将增强材 料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上―复合材 料‖即为材料名。为书写简便，也可仅写增强材料和基体材料的 缩写名称，中间加一条斜线隔开，后面再加―复合材料‖。有时 为了突出增强材料或者基体材料，视强调的组份不同也可将不需 强调的部分加以省略或简写。 复合材料的分类方法很多，常见的分类方法有以下几种: a. 按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料， 粒状填料复合材料，编织复合材料 b. 按增强纤维种类分类：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料， 有机纤维复合材料，金属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料，混 杂复合材料（复合材料的―复合材料） c. 按基体材料分类：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无 机非金属基复合材料 d. 按材料作用分类：结构复合材料，功能 复合材料

  二、复合材料的基本性能： 复合材料是由多相材料复合而成，其共同特点为: (1) 综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具备多种性能， 具有天然材料所没有的性能 (2) 可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造 (3) 可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工的工序由于 复合材料性能受许多因素的影响，不同的复合材料性能不同，就 是同一类复合材料的性能也不是一个定值，故在此处给出一些主 要性能: I 聚合物基复合材料 i) 比强度，比模量大, ii) 耐疲劳性能好, iii) 减震性好 iv) 过载时 安全性能好。v) 具有多种功能性，耐烧蚀性能，摩擦性能好 (ⅵ) 有很好的加工工艺性 II 金属基复合材料 i) 高比强度，高比模量 ii) 导热、导电性能高. iii) 热线胀系数小， iv) 尺寸稳定性高良好的高温性能 v) 耐磨性好. vi) 良好的抗疲 劳性能和断裂韧性 ⅶ) 不吸潮，不老化，气密性好 III 陶瓷基复合材料 i) 强度高，硬度大，ii) 耐高温，抗氧化，高温下抗磨损性好， 耐化学腐蚀性优良，iii) 热线胀系数和比重较小，iv) 制成复合材 料以后抗弯强度高，断裂韧性高 IV 水泥基复合材料:

  目前已有许多常规和特种加工方法可用在所有类型复合材料 的加工。常规机械加工方法简单、方便、工艺较为成熟，但加工 质量不高，易损坏加工件，刀具磨损快，而且难以加工形状复杂 的工件。

  复合材料特种加工方法各有特色。激光束加工的特点是切缝 小、速度快、能大量节省原材料和可以加工形状复杂的工件。高 压水切割的特点是切口质量高、结构完整性好、速度快，特别适 宜金属基复合材料的切割。电火花加工的优点是切口质量高、不 会产生微裂纹，唯一不足是工具磨损太快。超声波加工的特点是 加工精度高，适宜在硬而脆的材料上打孔和开槽。电子束加工属 微量切削加工，其特点是加工精度极高，没有热影响区，适宜在 大多数复合材料上打孔、切割和开槽，它的不足是会产生裂纹和 界面脱粘开裂。电化学加工的优点是不会损伤工件，适宜于大多 数具有均匀导电性复合材料(前提是不吸湿)的开槽、钻孔、切削和 复

  料作为散热元件和基板。选用具有高导热率的 Ag、Cu、Al 等金属 为基体

  由于增强物的性质和增强机理的不同，在基体材料的选择原则 上有很大差别。对于连续纤维增强金属基复合材料，纤维是主要 承载物体，其本身就具有很高的强度和模量，而金属基体的强度和 模量远远低于纤维的性能，故在连续纤维增强金属基复合材料中 基体的最大的作用应是以充分的发挥增强纤维的性能为主，基体本身 应与纤维有良好的相容性和塑性，而并不要求基体本身有很高的 强度。但对于非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）金属基复合材 料，基体是主要承载物，其强度对非连续增强金属基复合材料具 有决定性的影响。故要获得高性能的金属基复合材料必须选用高 强度的铝合金为基体，这与连续纤维增强金属基复合材料基体的 选择完全不同。

  复合材料的出现和发展，是现代科学技术慢慢的提升的结果，也是 材料设计方面的一个突破。它综合了很多材料如纤维、树脂、橡

  胶、金属、陶瓷等的优点，按照要设计，复合成为综合性能优 异的新型材料。能预见，如果用材料作为历史分期的依据，那 么，继石器、青铜、铁器、钢铁时代之后，在世纪，将是复合材 料的时代。