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复合材料

/composite material/
条目作者杨其

杨其

最后更新 2022-12-23
浏览 382
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由具有独立物理和化学性质的多个物理相组成的材料体系。

英文名称
composite material
所属学科
化学

复合材料一般由基体材料和增强材料组成。复合材料按基体成分的不同,通常分为聚合物基复合材料、金属基复合材料以及无机非金属基复合材料等三大类。其中,聚合物基复合材料的用量最大。

包括:①性能的可设计性。可通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而综合发挥各组分材料的优点,获得新的优越性能,这与一般材料的简单混合有本质的区别。②制品及成型方法的多样性。复合材料可以设计并制作成多种需要的形状,并可以通过多种不同的成型方法制造。

包括:①聚合物基复合材料的耐温等级一般比较低,其长期使用温度在250℃以下;②聚合物基复合材料表面硬度不高,比较容易被划伤;③聚合物基复合材料比较容易老化,服役时限比其他类复合材料短。

聚合物基复合材料一般具备以下一些性能:①比强度、比模量大。特殊纤维增强的聚合物基复合材料的比强度和比模量可达到金属材料的3倍以上。②耐疲劳性能好。聚合物基复合材料的疲劳强度极限可比金属材料高3~4倍。③减震性好。聚合物基复合材料具有高的自振频率,而且其界面也具有吸振能力,因此,减震能力非常好。④具有多种功能性,例如耐烧蚀性好,有良好的摩擦性能,高度的电绝缘性能,优良的耐腐蚀性能,有特殊的光学、电学、磁学性能。⑤损坏安全性好。

复合材料成型是指将基体材料和增强材料复合成型为整体结构制品的加工过程。其特点包括:①材料的制备和制品的成型同时完成;②成型的过程相对简单,效率高。

聚合物基复合材料的成型方法主要有以下几类:①模塑成型,一般是指在一定温度和压力下,借助模具或口模使材料成型的过程。主要包括模压成型、树脂传递成型、冷压成型等方法。②接触成型,即在不加压或稍加压的情况下制造复合材料的方法。主要包括手糊成型、喷射成型、真空袋成型、压力袋成型、高压釜成型等。③其他成型方法,包括缠绕成型、拉挤成型等。

复合材料主要应用于航空航天、汽车工业、化工纺织和机械制造、医学以及体育运动器材和建筑材料等领域。

  • 黄家康.复合材料成型技术及应用.北京:化学工业出版社,2016.
  • 陈宇飞,郭艳宏,戴亚杰.聚合物基复合材料.北京:化学工业出版社,2010.
  • 王荣国,武卫莉,谷万里.复合材料概论.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2015.

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