杏彩体育app复合资料界说_

　　复合资料界说：由两种或两种以上物理化学性质不同的物质，经人工组 合而成的多相固体资料。 复合资料的几个发展阶段：天然复合资料、传统复合资料、通用复合 资料、先进复合资料、复合资料分类：1.按用处分类 结构复合资料和功 能复合资料 2.按基体类型分类 聚合物基、金属基、无机非金属基复合 资料 3.按增强体方式分类 颗粒增强型、纤维增强型、片材增强型、层 叠式 增强纤维品种： 、碳纤维（CF）按纤维组成分类:无机纤维：玻璃纤维 （GF） 、硼纤维（BF）、碳化硅纤维、氧化铝纤维等；有机纤维：芳 纶纤维KF、聚酯纤维、聚乙烯纤维等 复合资料功用：长处：1.比强度与比模量高（有利于资料减重） 2.杰出 的抗疲惫功用 3.减振功用好 4 抗腐蚀性好 5 高温功用好 6 导电导热功用 好 7 耐磨性好 8 简略完成制备与构成一体化 比强度和比模量是用来衡量资料承载才能的功用指标。比强度越高，同 一零件的自重越小；比模量越高，零件的刚性越大。缺陷：安稳性稍 差，耐温文老化性差，层间剪切强度低一级 比强度：资料的抗拉强度与资料比重之比叫做比强度。 比模量：资料的模量与密度之比。比强度和比模量是用来衡量资料承载 才能的功用指标。比强度越高，同一零件的自重越小；比模量越高，零 件的刚性越大。 影响复合资料功用的首要要素：增强资料的功用；基体资料的功用；含 量及其散布状况； 界面结合状况；作为产品还与成型工艺和结构规划有关 挑选基体金属的准则 ① 依据金属基复合资料的运用要求 ② 依据金属 基复合资料组成特色 ③ 基体金属与增强物的相容性（尽可能在复合材 料成型进程中按捺界面反响） 金属基体的温度规模：1.用于 450 ℃以下的轻金属基体，首要是铝基和 镁基复合资料 2.用于 450-700 ℃的复合资料的金属基体，首要是钛合金 基体复合资料 3.用于 600-900 ℃的复合资料的金属基体，首要是铁和铁 合金 4.用于 1000 ℃以上的金属基体，首要是镍基耐热合金和金属间化 合物 常见陶瓷基体：玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等 聚合物基体的品种：热固性树脂（不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂） 及各种热塑性聚合物聚合物基体的作用：1 把纤维黏在一同 2 分配纤维 间的载荷 3 使纤维不受环境影响 热固性树脂：低分子物在引发剂、促进剂作用下生成的三维体形网状结 构聚合物。固化物加热不软化，不溶不融。热固性基体首要是不饱合聚 酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂一直在接连纤维增强树脂基复合资猜中占 操控位置。不饱合聚酯树脂、酚醛树脂首要用于玻璃增强塑料，其间聚 酯树脂用量最大，约占总量的 80％，而环氧树脂则一般用作耐腐蚀性 或先进复合资料基体。 热塑性树脂：具有线型或支链型结构的有机高分子化合物。这类聚合物 能够重复受热软化或熔化，而冷却后变硬。归于热塑性聚合物的有：聚 乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚 砜、聚苯硫等。 热塑性聚合物基复合资料与热固性树脂基复合资料相 比，在力学功用、运用温度、老化功用方面处于下风，可是它具有工艺 简略、工艺周期短、成本低、比重小等方面占优势。 热塑性树脂基复合资料与热固性树脂基复合资料在功用和加工工艺上 的差异是什么？ 答：热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物，热固 性树脂是以不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等为主的高分子化合物。 功用上：热塑性树脂—柔耐性大，脆性低，加工功用好，但刚性、耐热 性、标准安稳性差热固性树脂—刚性大，耐腐蚀性、耐热性、标准安稳 性好，不易变形，成型工艺杂乱，加工较难加工工艺上：热塑性树脂— 受热软化或熔融，可进行各种线型加工，冷却后变得坚固。再受热，又 可进行熔融加工，具有可重复加工性。热固性树脂—受热熔融的一起发 生固化反响，构成立体网状结构，冷却后再受热不熔融，在溶剂中不溶 解，不具有重复加工性。 不饱和聚酯树脂系统，各组分及其作用如下：首要成分：不饱和聚酯 树脂，按化学结构可分为顺酐型、丙烯酸型、丙烯酸环氧酯型聚酯树 脂。交联剂：通过引发剂作用使线性聚酯分子交联成三维网状的体型大 分子结构。常用的交联剂：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙 烯酯、乙烯基甲苯等。引发剂：翻开交联剂分子和不饱和聚酯分子链上 的双键，构成自在基，发生自在共聚反响，到达交联固化的意图。引发 剂一般为过氧化物。常用的引发剂：过氧化二异丙苯C6H5CCH322O2、 过氧化二苯甲酰C6H5CO2O2。促进剂：使引发剂下降分化活化能，下降 引发温度。对过氧化物有用的促进剂：二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲 基甲苯胺等。对氢过氧化物有用的促进剂：具有变价的金属钴：环烷酸 钴、萘酸钴等。阻聚剂：添加不饱和聚酯树脂的储存安稳性，调理适用 期。增稠剂：调理不饱和聚酯树脂的粘度。 不饱和聚酯树脂的固化：放热反响，进程分三个阶段a胶凝阶段b硬化阶 段c彻底固化阶段 怎么改进聚合物的耐热功用？发生交联结构（关于热固性树脂、有机 硅树脂等，工艺条件影响聚合物的交联密度）。添加高分子链的刚性 （引进不饱和共价键或环状结构（脂环、芳环、杂环）、引进极性基 团）。进步聚合物分子链的键能，防止弱键的存在（例：以 C-F 键彻底 替代 。C-H 键，可大大进步聚合物的热安稳性）构成结晶聚合物，结晶 聚合物的熔融温度大大高于相应的非结晶聚合物。 环氧树脂：是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的那一类有机高分 子化合物。分类：依据分子结构，环氧树脂大体可分为五大类：1.缩水 甘油醚类 2.缩水甘油酯类 3.缩水甘油胺类 4.线.脂环族类环 氧值和环氧当量是环氧树脂的首要质量指标，它们的界说分别是指每 100 克环氧树脂中含有的环氧基的当量数和含有必定当量环氧基的环氧 树脂克数环 氧 值 100/ 环 氧 当 量 （ 环 氧 值 2×100/ 环 氧 树 脂 分 子 量 即Ev2×100/M 环氧基含量43×100/环氧当量 即 Ec43×100/En ）环氧树脂 胺固化原理：衔接在伯胺氮原子上的氢原子和环氧基团反响，转变成仲 胺，再由仲胺转变成叔胺。 酚醛树脂：酚类和醛类的缩聚产品通称为酚醛树脂，一般指苯酚和甲醛 经缩聚反响而得的组成树脂，它是最早组成的一类热固性树脂。 有关纤维的专业术语单丝：拉丝漏板每个孔中拉出的丝原纱：多根单 丝从漏板拉出聚集而成的单丝束捻度 ： （捻数） 指有捻纱或其它纱线 在每米长度沿着轴向的捻回数（螺旋匝数），依据加捻的方向分为 Z： 右捻，顺时针方向，S：左捻，反时针方向细度：直径，微米表明，一 般，直径越细，抗拉强度就越高 工业上：分量法 1g 原纱的长度，称支 数，e.g. 80 支纱，即 1g原纱的长度为 80 米 定长法：国际上一致运用， 1000 米长原纱的克数 500Tex: 1000 米长，重 500g Tex 值越大，单丝越 粗。粗纱：由多股平行的原丝拼合而成的无捻纱: 一般用增强型滋润 剂，由原纱直接并股、络纱制成。有捻纱: 则多用纺织型滋润剂，由原 纱通过退绕、加捻、并股、络纱而制成增强资料的作用 简述增强资料（增强体、功用体）在复合资猜中所起的作用，并举例 阐明。填充：廉价、颗粒状填料，下降成本。例：PVC 中添加碳酸钙粉 末。增强：纤维状或片状增强体，进步复合资料的力学功用和热功用。 作用取决于增强体自身的力学功用、形状等。例：TiC 颗粒增强 Si3N4复 合资料、碳化钨/钴复合资料，切开东西；碳/碳复合资料，导弹、 ，端 头帽、鼻锥、喷管的喉衬。宇航工业的防热资料（抗烧蚀）赋予功用： 赋予复合资料特别的物理、化学功用。作用取决于功用体的化学组成和 结构。 增强体分类：1.按纤维形状分类：纤维类增强体；颗粒类增强体；晶须 类增强体；片状物增强体2.按纤维组成分类：无机非金属纤维：碳纤 维、玻璃纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维；有机 纤维：芳纶纤维（Kevlar纤维）、超高分子聚乙烯纤维等；金属丝：钨 丝、铍丝、钢丝等。玻璃纤维的化学组成：首要是二氧化硅、三氧化二 硼、氧化钙、三氧化二铝等 玻璃纤维的物理结构：无色通明脆性固体，无定形物体，各向同性的均 质资料 玻璃纤维的拉伸强度比块状玻璃高许多倍，但经研讨证明，玻 璃纤维的结构与玻璃相同。 微晶结构假说：由硅酸盐或二氧化硅的“微晶子”所组成，之间由硅酸盐 过冷溶液填充 微晶子是结构上高度变形的晶体 网络结构假说：二氧化 硅的四面体，铝氧三面体或硼氧三面体互相连成不规矩的三维网络，网 络间空地由 NaK CaMg 等阳离子填充。玻璃纤维功用：1.力学功用高微 裂纹假说：其理论强度很高，但实测强度很卑微裂纹散布在玻璃或玻璃 纤维的整个体积内。玻璃纤维比玻璃的强度高得多，玻璃纤维高温成型 时削减了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹发生的时机削减。此外，玻璃 纤维的断面较小，使微裂纹存在的几率也削减2.物理功用 低线胀大系 数、低导热系数、杰出的热安稳性3.化学功用 不焚烧，化学安稳性好影 响 玻璃纤维强度的要素：A、一般状况，玻璃纤维的拉伸强度随直径变细 而拉伸强度添加；B、拉伸强度也与纤维的长度有关，跟着长度添加拉 伸强度明显下降；Ｃ、化学组成对强度的影响，一般来说，含碱量越 高，纤维的强度越低；D、纤维老化的影响，当纤维寄存一段时刻后， 会呈现强度下降的现象，称为纤维的老化；E、纤维的疲惫影响，玻璃 纤维的疲惫一般是指纤维强度随施加负荷时刻的添加而下降的状况； F、成型办法和成型条件强度的影响 玻璃纤维制作中滋润剂的作用：使纤维束粘合集束，光滑耐磨，消除 静电，确保拉丝和纺织工序的顺利进行。 碳纤维 、聚丙烯腈（PAN）纤维和沥青（Pitch）质料：有人造丝（粘胶 纤维）等出产：分为五个阶段：1）拉丝：湿法、干法或熔融纺丝法。 2）牵伸：一般在 100 300 C规模内进行， 操控着终究纤维的模量。 3） 安稳：在 400C 加热氧化。明显地下降热失重，确保高度石墨和取得更 好的功用。4）碳化：在 10002000 C 规模内进行。 5）石墨化：在 2000 3000C 规模内进行外表处理：处理机理：铲除碳纤维外表杂质，在碳纤 维外表刻蚀沟槽或构成微孔以增大外表积，从相似石墨层面改性成碳状 结构以添加碳纤维外表能，或许引进具有极性或反响性的官能团以构成 与树脂起作用的中间层。处理的办法：1外表浸涂有机化合物2外表涂覆 无机化合物 ①外表上堆积无定形碳②加涂碳化物，用化学气相堆积 CVD的办法加涂碳化硅、加涂碳化硼、加涂碳化铬、涂卤化金属或硼氮 化合物等3外表化学处理，酸处理、臭氧氧化法、氨处理、盐溶液处理4 电解氧化处理5等离子体处理，有高温文低温两种。 芳纶纤维 质料：对苯二甲酰氯或对苯二甲酸和对苯二胺制作办法：低温溶液缩聚 或直接缩聚结构与功用：由芳香环和酰胺基组成的大分子链，酰胺基连 接在芳环对位上，大分子主链间由氢键做横向衔接。ⅰ大共轭的苯环难 以内旋转，大分子链－－线型刚性伸直链－－高强度，高模量ⅱ酰胺基 －极性， 可与另一分子链的羰基构成氢键－－梯形聚合物 H－－杰出规 整性－－高度结晶性 纺丝－－向列型液晶态，聚合物呈一维取向有序 摆放，成纤时，易沿作用方向取向ⅲ单斜晶系，具有规整的晶体结构， 因而具有化学安稳性、高温标准安稳性、不发生高温分化以及在很高温 度下不致热塑化等特色。ⅳ具有微纤结构，皮芯结构，空泛结构等不同 形状的超分子结构芳纶纤维是一种沿轴向摆放的有规矩的褶叠层结构， 横向强度比纵向强度低。 复合资料的界面：是指基体与增强物之间化学成分有明显改动的、构成 互相结合的、能起载荷传递作用的细小区域。 界面的机能（为什么说界面是复合资料的特征）特色 ：1传递效应：界面能传递力，行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：结合恰当的界面有阻挠裂纹扩展、 中止资料损坏、减缓应力会集的作用。3不接连效应：在界面上发生物 理功用的不接连性和界面冲突呈现的现象，如抗电性、电感应性、磁 性、耐热性、标准安稳性等。4散射和吸收效应：光波、声波、热弹性 波、冲击波等在界面发生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐 机械冲击及耐热冲击性等。5诱导效应：一种物质一般是增强物的外表 结构使另一种一般是聚合物基体与之触摸的物质的结构因为诱导作用而 发生改动，由此发生一些现象界面上发生的这些效应，是任何一种单体 资料所没有的特性，它对复合资料具有重要作用，因而说界面是复合材 料的特征。 增强资料外表处理或外表改性的界说：外表处理是在增强资料的外表 涂覆上外表处理剂（包含滋润剂、偶联剂、助剂等物质），它有利于增 强资料与基体间构成杰出的粘结界面，然后到达进步复合资料各种功用 的意图。 偶联剂的作用机理：偶联剂是这样的一类化合物，它们的分子两头一般 含有性质不同的基团，一端的基团与增强体外表发生化学作用或物理作 用，另一端的基团则能和基体发生化学作用或物理作用，然后使增强体 和基体很好地偶联起来，取得杰出的界面粘结，改进了多方面的功用， 并有用地抵抗了水的腐蚀。所选处理增强资料外表的偶联剂应既含有能 与增强资料起化学作用的官能团，又含有与聚合物基体起化学作用的官 能团。如玻璃纤维运用硅烷作为偶联剂可使复合资料的功用大大改进。 复合准则：1、资料组元的挑选准则：依据复合资料所需的功用来挑选 组成复合资料的基体资料和增强资料考虑组成复合资料的各组元之间的 相容性，这包含物理、化学、力学等功用的相容，使资料各组元互相和 谐地一起发挥作用要考虑复合资料各组元之间的滋润性，使增强资料与 基体之间到达比较抱负的具有必定结合强度的界面。2、混合规律：简 单的混合规律即单层功用与体积含量呈线性关系的规律，仅适用于复合 资料密度和单向铺层方向上的弹性模量等一类特别状况的功用 复合资料结构规划进程：（1）清晰规划要求：功用要求，载荷要求、 环境条件，形状约束等2资料规划：原资料挑选，铺层功用确认，复合 资料层合板的规划（3）结构规划:典型结构件的规划等 复合资料结构规划条件：（1）结构功用要求；（2）载荷状况；（3） （4）结构的可靠性与经济性环境条件； 陶瓷基复合资料的界面：一方面应强到足以传递轴向载荷并具有高的 横向强度；另一方面要弱到足以沿界面发生横向裂纹及裂纹偏转直到纤 维的拔出界面功用改进 纤维外表涂层处理强韧化机理 1、晶须和纤维增 韧：吸收能量。裂纹扩展受阻：当增强体（纤维或颗粒）的开裂耐性大 于基体中某些区域的开裂耐性时，纤维遭到的剩余应力为拉应力，具有 缩短趋势，能够使基体裂纹紧缩并闭合，阻挠裂纹的扩展。纤维（或晶 须）拔出：具有较高开裂耐性的纤维，当基体裂纹扩展至纤维时，应力 会集导致结合较弱的纤维与基体之间的界面解离，在进一步应变时，将 导致纤维在缺点处开裂，随后纤维的断头从基体中拔出。纤维（或晶 须）桥联：在基体开裂后，纤维接受外加载荷，并在基体的裂纹面之间 架桥。桥联的纤维对基体发生使裂纹闭合的力，耗费外加载荷做功，从 而增大资料的耐性。 2、相变增韧：发生体积胀大和切变，在裂纹顶级发生了一种关闭裂纹 的应力，削减了会集在裂纹顶级的拉伸应力，使裂纹扩展困难，到达增 韧作用。 3、颗粒增韧：（1）非相变第二相颗粒增韧，热胀大系数不同导致冷却 缩短程度不同在第二相颗粒及周围基体内部发生剩余应力场使陶瓷得 到；（2）延性颗粒增韧 增韧增韧机理包含因为裂纹顶级构成的塑性变 形区导致裂纹顶级屏蔽以及由延性颗粒构成的延性裂纹桥；（ 3）纳米 颗粒增强增韧 增强颗粒与基体颗粒的标准匹配与剩余应力是纳米复合 资猜中的重要增强、增韧机理。 纳米效应：外表效应；小标准效应；量子标准效应；微观量子地道效应 纳米复合资料：指分散相标准至少有一相小于 100nm 的复合资料 聚合物基纳米复合资料的制备办法：溶胶-凝胶法、插层法、共混法和 填充法