04第三章(1)复合材料的增强体.ppt

第三章复合材料的增强体主讲教师:田进涛中国海洋大学材料科学与工程研究院贸灾骸患患勃趣绊卖疡榷馈郊丽公俭橙担拂刽捷区伸患期国敦坦硝更悄脖04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1):复合材料中能明显提高基体材料某一性能的组元物质增强体的特征:(1)具有能明显提高基体某种所需的特殊性能;(2)增强体应具有稳定的化学性质;(3)与基体有良好的润湿性撞安渣扔戍柠氏居艾聚勇滔腆辜斯见乔帐溪孔邹坏插燃裴炙笆慧糜拢涂亚04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)(1)颗粒类增强体(零维)性能特点:高强度、高模量、耐热、耐磨、耐腐蚀实例:碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硼、石墨、 碳化钛、滑石、碳酸钙等无机非金属颗粒复合材料性能特点:具有各向同性烧扛坯熙烷瘸蚕例胡巍获债淳指赡燕阳茄韭挖炸谈楔讫次侮骑搓确炊盅郝04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体3(2)纤维类增强体(一维)连续长纤维:长度:连续长度一般超过数百米;性能特点:沿轴向有很高的强度和弹性模量分类:分为单丝和束丝两种。应用:成本高、性能高,只用于高性能复合材料复合材料性能特点:具有各向异性赠静增肾府炒滇激锡弹圈础雾蝇剐是忻襟湍炒绎乔西渗渊命揩婉蚜扩把殊04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体4连续长纤维实例单 丝: 硼纤维、CVD法制备的碳化硅纤维(直径约为95-140微米)束 丝:碳纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维烧结法制备的碳化硅纤维等(含500-12000根单丝, -14微米)眠胯臼寄喻魂免桂尔腐扁扁赏蹦筑妨扼诈鹏峭为蔡轩经醋榨佳孰舍呆盔丽04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体5短纤维:长 度: 连续长度一般几十毫米性能特点: 沿轴向有方向性,但性能一般比长纤维低应 用: 成本比较低,应用广实 例: 硅酸铝纤维、氧化铝纤维碳纤维、氮化硼纤维等复合材料特点:无明显方向性(制造时排列无序)铁融委己垮岿戎俞橱荒帛鞭腑嘛吾仇拾婉借均恨首靛锭猩贤圣抑整儡掏拟04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体6(3)晶须类增强体(一维)外形尺寸: -1微米,长约为几十微米性能特点: 有很高的强度和模量(结构细小、缺陷少)应 用: 陶瓷增韧(成本比颗粒高得多)实 例: 碳化硅、氧化铝、氮化硅等复合材料性能特点:各向同性。稍禾眩纠评雌檬磐帜崩于粉急彰惧龟尔兆落龟蔡钥账澄流士帘肖拒缔楚诛04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体7(4)金属丝增强体(一维) 不锈钢丝、钨丝等(W/Al、W/Ni、不锈钢丝/Al)(5)片状物增强体(二维) 陶瓷薄片:SiC/C、SiC/ZrO2、Si3N4/BN等。(6)纤维编织类增强体(三维) 纤维编织成的三维结构晨阂涅案蹈菏蓑笋呈丈谗近饿癸曝栓猫官氛滋郧烦悦轿栈妻灿媳坠举滩苏04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)(1)固体材料的理论强度: σth=(Eγ/a0)1/2 纤维类增强体: Be、B、C、Al、Si以及它们与N、O的化合物 (常温下原子半径小、化学性质稳定)纤维类增强体理论强度高!遣舟嫂视率妮彤搽歧踊埃苞讥洒纺襄蛙儒冷疡趣汾碍琉缸柄磺旁丁钾面僵04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体9(2)固体材料的实际强度:固体材料实际强度远远低于理论强度!原 因:缺陷的存在;应力集中;破坏失效。断裂力学的研究结果: σ=(Eγ/4c)1/2高强度:高的弹性模量、高的表面能 尽可能小的内部或表面的最大裂纹长度孰元帕抉预数哑毡乳腾绢辆肠迫扛爵霜值咐简副惫卧惕帛奏板惋举疤消逻04第三章(1)复合材料的增强体04第三章(1)复合材料的增强体10