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复合材料
1、定义复合材料由两种或两种以上不同性质的单一材料,通过不同复合方法得到的宏观多
相材料。
复合材料主要由基体和增强体(对功能材料称功能体)组成
作用:
A、结构复合材料:
增强体:在结构复合材料中主要起承受载荷的作用;
基体:起连接增强体、传递载荷、分散载荷的作用。
B、功能复合材料:
基体:主要起连接作用;
功能体:是赋予复合材料以一定的物理、化学功能。
2分类
(1)基体种类
树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料
(2)增强材料
形状:颗粒、晶须、纤维、织物
类型无机和有机材料
(3)用途
结构复合材料、功能复合材料
3复合材料特点
(1)可设计性
复合材料的力学、热、电、声、光等物理化学性能都可通过组分材料的选择、界面控
制等设计手段达到。
(2)材料与结构的一致性
复合材料的构件与材料同时形成。
(3)存在复合效应
区别于任意混杂材料
复合材料的性能不是其组分材料性能的简单叠加,可以产生新的性能。
4复合材料的复合效应
复合效应
1线性效应
平均效应平行效应互补效应相抵效应
2非线性效应
相乘效应诱导效应共振效应系统效应
5材料的复合效果
1组分效果
只把组分的相对组成作为变量,不考虑组分的几何形态、分布状态和尺度等复杂变
量影响时产生的效果。
2结构效果
①几何形态(形状)②分布状态③尺度
3界面效果
界面是影响基体与增强体或功能体复合效果的主要因素。界面结构物理和化学结
构的变化会引起复合材料性能的明显变化。
6复合材料性质
f①固有性质
材料性质的直观表现只与组分含量有关
②传递性质
与组分含量、几何形状及分布、尺寸均有关
③强度性质
不是各相性能的简单叠加,除与组分含量、几何形状及分布、尺寸有关,还与外
场分布、界面有关
④转换性质
影响因素较多,除了前述因素外,还与各组分之间的相互作用有关。
7复合材料的界面状态解析
界面
密切接触的两相之间的过渡薄层区域,厚度约几个分子大小,称为界面。
表面一相为气体的界面
比表面积:单位体积或单位质量的物质所具有的表面积。
8表面张力界面张力的影响因素
①分子间作用力
金属键物质离子键物质极性分子物质(水)弱极性物质(丙酮)非极性物质(液氢、
液氯)一般,极性液体比非极性液体大,固体比液体大
②接触相性质有关。
与不同物质接触时,表面层分子受到的力场不同,致使表面张力不同。
③温度
表面张力随温度不同而不同,大多数物质γ随温度升高而降r
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