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1、 1000 1500、耐自然老化、导热导电性、耐蚀性 陶瓷基和树脂基 金属基、工艺性及生产本钱 树脂基 v5、不同基体复合材料的适用温度范围v6、复合材料设计特点 性能可设计性强 可调因素多 材料设计与结构设计相关联 性能预测性差 如: 加和法 没有考虑界面结合的影响，预测性很差。v7、复合材料设计有哪三个层次？1、设计的三个层次： 单层设计 - 微观力学方法 层合体设计 - 宏观力学方法 产品结构设计 - 结构力学方法 单层材料的性能 取决于增强相、基体相和结合界面的力学性能，增强相的含量、分布方向等。 设计内容包括正确选择原料的种类和配比。层合体的性能 取决于单层材料的力学性能和铺层方法厚

2、度、纤维交叉方式、顺序等。 设计内容包括：对铺层方案作出合理的安排。产品结构性能 取决于层合体的力学性能、结构几何、组合与连接方式。 设计内容：最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。8、复合材料的设计包括哪些内容？设计内容：2、复合原理与界面1、影响复合材料性能的因素？工艺因素基体和增强材料的性能增强材料的形状、含量、分布增强材料与基体的界面结合、结构v2、复合材料的增强机制有哪些？一、粒子增强型复合材料的增强机制1、弥散强化复合材料的增强机制将粒子高度弥散地分布在基体中，使其阻碍导致塑性变形的位错运动（金属基体）和分子链运动（聚合物基体）。这种复合材料是各向同性的。其强化效果与粒子直径、

3、体积分数有关，质点尺寸越小体积分数越高，强化效果越好 2、颗粒增强复合材料的增强机制用金属或高分子聚合物把具有耐热性、硬度高但不耐冲击的金属氧化物、碳化物、氮化物粘结在一起而形成的材料。由于强化相颗粒较大，对位错的滑移金属基或分子链运动聚合物基已没有多大的阻碍作用，强化效果并不显著。主要不是提高强度，而是改善耐磨性或提高综合力学性能。增强粒子及其效果 弥散强化复合材料，其粒子直径、体积分数约1%15%，增强强度。 颗粒增强复合材料，粒子直径为150m、体积分数大于20%，改善耐磨性或提高综合力学性能。二、纤维增强复合材料的增强机制 以各种金属和非金属作为基体，以各种纤维作为增强材料的复合材料。

4、纤维增强复合原那么 纤维增强复合材料中，纤维是材料主要承载组分，其增强效果主要取决于纤维的特征、纤维与基体间的结合强度、纤维的体积分数、尺寸和分布。 纤维增强遵循原那么：1 增强纤维的强度和弹性模量应比基体材料的高。2 基体与纤维之间要有一定的粘结力，并具有一定的强度。3 纤维所占体积分数、长度、长度和直径比（L/d）等必须满足一定要求，通常纤维体积分数越高、越长、越细，增强效果越好。4 纤维与基体之间的线膨胀系数相匹配。5 纤维与基体之间有良好的相容性。v3、什么叫弥散强化？v4、纤维增强复合材料的复合原那么？v5、什么叫做界面？相与相之间的交界面。即两相间的接触外表 复合材料中基体与增强材

5、料之间的结合面。此结合面是基体和增强材之间发生相互作用和相互扩散而形成的。v6、界面结合方式有哪些类型？I、机械结合：借助增强纤维外表凹凸不平的形态而产生的机械铰合和基体与纤维之间的摩擦阻力形成。II、溶解与浸润结合：液态金属对增强纤维的侵润，而产生的作用力，作用范围只有假设干原子间距大小。III、反响结合：基体与纤维之间形成界面反响层。IV、混合结合：上述三种形式的混合结合方式。v7、界面特征是指什么v8、怎样控制界面特征影响复合材料性能？界面特征：界面厚度、剩余应力、界面能、结合强度1改变增强材料外表性质。2向基体内添加特定的元素。3在增强材料的外表施加涂层。v9、不同基体的复合材料怎样选

6、择界面处理方式？1.物理结合 机械咬合 + 次价键结合液态基体渗入纤维外表微孔，固化后形成咬合界面。粗糙界面、低的外表能和低粘度，有利于物理结合。极性树脂如：酚醛、聚酰胺、环氧等，与极性纤维具有良好的润湿性，并可形成次价键结合。非极性树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，结合力弱，复合效果差。CF外表极性差，经氧化后可提高结合力。总之:物理结合是一种比拟弱的结合方式。树脂基复合材料假设不经特殊处理，多为物理结合。金属基局部以物理方式结合。陶瓷基几乎不以这种方式结合。2.扩散融合两相成分不同，经扩散或熔融形成过渡层，性质介于两相之间，结合力较强。金属与陶瓷基复合温度较高，小分子和原子易于扩散，较

7、常见。3.化学结合化学键结合力强。但当两相亲合力过强，可能发生化学反响，界面形成较厚的脆性化合物时，性能反而下降。树脂基复合材料：为提高两相的润湿性和结合力，通常采用偶联剂处理纤维外表，或将偶联剂直接加到液态树脂中，以便形成化学键结合。金属与陶瓷材料：化学键结合常见。多数情况在界面上形成化合物层，脆性大，对力学性能不利。尤其是高温使用的材料，应防止延续反响。增强材料的外表处理为改善纤维外表的浸润性，提高界面结合力，对纤维进行的预处理 外表改性。要点：不同的复合体系应采用不同的处理方法。 树脂基 提高化学结合 金属及陶瓷基 抑制化学反响1）碳纤维 氧化法 - 提高外表粗糙度和极性。 沉积法 -

8、CVD沉积碳晶须。 电聚合法 - 接枝高分子支链3芳纶等有机纤维 等离子处理，使苯环氧化成 -COOH、 -OH ；或接枝聚合生成高分子支链。v4. 与金属基复合的纤维目的： 提高浸润性，抑制化学反响。 CF、BF与金属反响活性高，化学相容性差； 氮化物、碳化物纤维反响活性较低； Al2O3反响活性最低。措施： 降低复合温度，减少高温停留时间。 涂覆隔离层。如CF、BF外表涂SiC。 镀覆金属层，改善浸润性。如Al2O3纤维镀Cu、Ni等。10、玻璃纤维外表处理机制GF成分为SiO2，外表吸水后成-OH，可与含-OH、 COOH、-Cl的偶联剂反响成醚键结合。偶联剂通式： R - M X M

9、- 中心离子 Cr+3、 Si+4、 Ti+3等高价金属离子。 R - 可与聚合物交联的基团。如不饱和双键、氨基、环氧、 巯基等。 X - 可与玻纤外表醚化的活性基团。如：-Cl、-OH、 -COOH、-OCH3、-OC2H5。3、增强材料v1、复合材料的基体材料选择时主要考虑哪些方面？基体的作用: 固结增强相，均衡载荷和传递应力,保持根本性质。选材原那么： 强度、刚度等力学性能，只作一般性考虑。 两者相容性，环境适应性，工艺性，重点考虑。相容性： 化学性质稳定，润湿性好，膨胀系数差要小，以确保两相界面具有足够的结合力。环境适应性： 耐热、耐蚀、抗老化和适当的硬度。工艺性： 制备是否方便，本钱

10、是否低廉等。v2、举几个热固性树脂和热塑性树脂的实例。v3、不饱和聚酯固化需要哪些添加剂？ 固化剂 - 乙烯、苯乙烯、丁二烯等单体。 引发剂 - 过氧化物加热固化 促进剂 - 苯胺类和有机钴。室温固化。v4、环氧树脂常用的固化剂有哪些？ 二元胺类、二元酸酐类。假设选用芳香族胺或咪唑类固化剂，强度及耐热性可进一步提高，但冲击韧性会有一定的影响v5、铝合金作为基体材料常用于哪些场合？ 航天航空：选轻金属 Al、Mg及其合金, 汽车发动机活塞汽缸套： Al合金 集成电路散热元件： Ag、Cu、Al v6、陶瓷基体材料通常有哪些种类？ 微晶玻璃： 氧化物：Al2O3、ZrO2、MgO、SiO2、莫来石

11、 碳化物：TiC、SiC 氮化物：Si3N4、Sialon 硼化物：TiB2、Be2B、Be4B 硅化物：MoSi2等4、基体材料v1、常用的玻璃纤维种类牌号 有碱玻璃纤维 A Na-Ca-Si系普通玻璃Na2O15% 中碱玻璃纤维 C Na212.5%） 用量少 无碱玻璃纤维 E Ca-Al-B-Si系 用量大 高强玻璃纤维 S Mg-Al-Si系 或B2O3系 高弹玻璃纤维 M S系中参加BeO v2、玻璃纤维侵润剂的作用和品种浸润剂作用：使纤维柔顺，防止磨损。常用的有： 石蜡乳液 复合前须去除 聚醋酸乙烯酯 不必去除 改性有机硅类 不必去除v3、碳纤维的性能特点力学性能 强度约为GF的2

12、倍 模量约为GF的35倍 密度低2，所以比强度、比模量高。 断裂延伸率2% 热学性能 升华温度高达3800，耐高温性好。热膨胀系数小，纵向为负。物理性能 导热、导电、自润滑。化学性能 耐酸碱性强，高温抗氧化性差。C纤维电极电位为正，与金属复合易引起电偶腐蚀。v4、硼纤维的应用场合主要用于金属和陶瓷增强。5、聚合物基复合材料v1、列出常用的三种玻璃钢的名称和性能特点。、聚酯玻璃钢 加工性能最好。低粘度，可室温固化；价低，用量占80% 。、环氧玻璃钢 综合力学性能最好，耐蚀性好；粘度大，施工困难。酚醛玻璃钢 耐热性最好, am ，产生预压应力。纤维足量 纤维相互交错搭接，产生叠加效应。弹性模量要匹

13、配 Ef Em v4、聚合物改性混凝土有哪些种类？（1）、聚合物浸渍 将已干固的混凝土构件，浸入聚合物单体或预聚体溶液中使其渗入空隙，通过加热聚合、固化形成聚合物填充。提高密度、强度和韧性。 （2）、聚合物混凝土 可归入聚合物基复合材料 聚合物完全取代水泥，作为集料的结合剂。 常用聚合物：环氧、脲醛、糠醛、聚酯树脂等。 性能好，价格较高。应用：如人造石 （3）、聚合物水泥混凝土 聚合物局部取代水泥。要求聚合物具有亲水性，在水中或能溶解或能分散成乳液。 参加状态可以是单体、聚合物乳液、聚合物粉末v5、什么是预应力混凝土？v6、纤维增强水泥基复合材料的成型方法有哪些？（1）、直接喷射法 砂浆配比：0.4 ；1 耐碱短切纤维：1250mm ；含量约35%（2）、喷射脱水法 上法经减压，脱去多余水份，提高密度和强度。（3）、预混料浇铸法 纤维与砂浆混合，铸模成型。（4）、压力法 预混料铸模后，加压脱水。（5）、离心成型法 离心成型 + 脱水。 适合于回转体构件，纤维可进行外表集中增强。