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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials 1 w1 h6 ^* Y) K5 ~. `7 A5 i8 A, k
【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月* v+ d* A# s3 p0 C3 D+ Z% P% e
& G/ j$ e2 s. n/ \
【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2+ A$ j3 x9 o6 i+ q
【备注】讲稿# U& N3 u. S$ J/ e0 x
( x! D3 w1 {) c( Z9 u* y【内容概要】
/ @9 E+ i. [3 k- K3 d
5 J: n% \4 [& f* H
& k3 B0 q' l6 v* Z* M4 _第一章前言
' _5 j* X* P3 ?$ j8 ]一、材料的发展与人类社会的进步
9 u* N- P9 W7 }二、复合材料的提出! w& Z1 N# ]/ [' C$ e3 D
三、复合材料的发展历史和意义
1 r+ e% b, }$ o0 I! R u2 p) n" F四、 课程的重点和要求
' d! O1 m6 ]0 x1 t! D6 |第二章 复合材料概述
% w% ^+ X% J& N7 K& j& \- a一、复合材料的定义和特点
# t; {! w+ d# |4 o9 U5 ]6 `! O8 \1、复合材料的定义
& O6 g$ Z- j" X" @2 ^' E3 R2、复合材料的特点
% |0 ]( J! H9 X' b2 q3、复合材料的基本结构模式& _2 ]$ t% Y/ j/ C6 p
二、复合材料的分类
! k* N! ?+ H8 k: t三、复合材料的发展历史5 p+ v+ ^$ i3 _
四、复合材料的基本性能
* k3 F, k/ I# J% Z" N第三章复合材料界面
6 ]* B9 d0 ^' c+ u3 ?) d1 ~7 _7 D) N一、复合材料的界面) o' X/ H' y3 [- j) y1 P
二、复合材料的相容性) D i1 r r5 |! J' @8 f" C
三、复合材料的界面理论
( r, N- S1 z- H: v4 j4 [" ^四、界面结合强度的测定7 ~) Y% K6 s: t4 S0 }
1、界面结合强度的测定
! k' A0 b3 L. B1 e: c# T2、界面结合强度的表征
. l' o4 U( w& Y! J: [( v五、界面残余应力, Q/ Q: @1 |) ?9 {( @7 @" {* S5 i
第四章复合材料的复合理论
! r1 G8 I+ w* U% v/ P一、复合材料的增强机制; q9 X( t9 \1 J' y
1、颗粒增强复合材料的增强机制! W3 g: F6 {- K) c, w/ l& K: u
2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制
+ J. k5 T" B8 l: I3 s8 V$ c二、复合材料的复合法则 — 混合定律
. `# A$ y$ {0 K8 K8 d# B9 B1、混合定律
8 s( t, ?9 t5 [ P' d* e9 q- {2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
3 I w" S9 J/ P, S6 g: B- i3、短纤维增强复合材料
5 L# M, R, l2 f7 n% N' {8 }9 C8 d第五章复合材料力学和结构设计基础1 [ ]) @2 L( S3 K2 w( d
一、复合材料力学; A, I: v- V3 X7 _) e) P: n
1、单层复合材料: l1 S, B U1 }4 }+ E9 ^1 W
2、层合复合材料
- g5 u5 n9 w# I: {% G9 `二、复合材料设计 I8 j3 h& f9 c( K. q/ S/ I
1、单向层弹性常数预测公式' _3 s. `- A3 S, L: {' u
2、正交层的工程弹性常数预测公式
) t" A$ v6 ]0 X v3、单向板强度预测公式
% F- y. U. K& ?: @! J4、复合材料的强度准则 h7 v3 i: c8 i, t( g" A* c4 E( ^
5、平面正交织物复合材料的强度
: ^' x. i' L9 G' X7 ~6、应力的转换
5 q! |* a/ y1 z) x2 @- L" i& {1 @7、复合材料的其它性能
+ h8 d2 O( Y) a, X8 \0 G第六章复合材料基体 ]- I% d1 D5 ]9 f% ?: h
一、聚合物
7 }, G5 J; \2 m3 \- d' i1、热固性树脂 T0 Z5 W2 C+ P
2、热塑性树脂' J& C1 P8 j" E, X5 r% c+ s
二、金属/ \$ S6 X; R% H( D2 ~: C
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
' \3 D, c" L1 P0 ~2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）- R( _6 Q$ A: Q
3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
) M" C6 ]% |9 {# n& s1 @ A三、陶瓷
/ N+ e: N- d) P2 s1、氧化物陶瓷7 o8 S* `0 k, z
2、非氧化物陶瓷; T& ?4 d* `2 c1 |1 v
3、玻璃陶瓷
5 ^9 u/ p% G- M# h四、碳（石墨）. x6 G) j( B1 X. b+ s& p
第七章复合材料增强剂 $ |; y9 f! Q, J. a2 m! K, u8 [/ @# d5 h8 R
一、复合材料增强剂的特点
! q* G7 F; I, R E二、纤维
/ {- b, f& m7 g8 U( x/ i- _1、无机纤维8 m- j3 W' E7 |1 t/ r0 q D
2、陶瓷纤维
8 e1 T' K/ a, Z3、有机纤维0 y# q' f. `& W# k& P: x/ p7 h
4、各种纤维性能的比较# K4 O- I" s/ W B
三、晶须1 B7 ]( m$ ~1 w( {0 F3 g8 ^- _! v
四、颗粒
7 x/ h' A# A- F第八章聚合物基复合材料（PMC）: s( R8 Z/ U1 [6 B
一、聚合物基复合材料的分类
7 r. S; b/ v& F二、聚合物基复合材料的性能
8 e O9 [/ u/ }; u+ i( [三、聚合物基复合材料的制备工艺
! R, I+ ?9 f' U2 y' m) ~' V四、复合材料成型固化工艺# @1 l. ]% ^- J4 z8 X2 Q( D
1、工艺性
: e9 V- Y! @) u! P3 ~/ s _2、复合材料的固化工艺过程
7 U5 L3 [% Y& q% E五、PMC的界面
% k2 F+ Y5 @! I+ L2 S1、PMC的界面特点3 z4 I; S" [9 G1 u$ r. J h2 m
2、PMC的界面表征5 Y5 ?% W( h# Y' n G
3、PMC的界面作用机理3 O* w; }; U) ?; s/ c' i
4、PMC的界面设计; m7 j e) E0 P0 v1 i' Y/ u. L
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能0 q1 R( j/ B/ r( }
1、静态力学性能; z# H. O" \; c% _$ K
2、疲劳性能$ v* K4 c0 l, q. F: t* I8 A
3、冲击和韧性% Y% L! E" Q8 O% ]
七、铺层设计$ @# f& l( e' D$ D! @ T: y! o
1、层合板设计的一般原则( _# {' e; P7 P: j7 C
2、等代设计法( V2 I3 `8 ~; L* ], I9 s
3、层合板排序设计法
i: u+ o$ G: W R' q3 i4、层合板的层间问题5 ^' O( l* j& q( C
八、结构设计
; X# O3 _2 N( r: U9 n+ ~1、明确设计条件
0 H) v' p( Z4 W( C: l% d8 V2、材料设计, @( [1 w8 t4 C- z
3、结构设计
5 a k7 G9 H1 ^第九章金属基复合材料（MMC）
+ g4 H) b' s( ?3 I8 q: B一、金属基复合材料概述
5 G4 S! b" S: ]/ B# M6 ]0 k1、金属基复合材料的分类" ?2 @$ {% ~8 D; Q1 J/ ]1 h
2、金属基复合材料的研究特点9 x0 E4 ]( d: |' \% W) ^7 Q2 E" W8 g
二、金属基复合材料的制备工艺
A/ J& _9 p% J" ? u1、金属基复合材料的制备工艺概述0 m) X' Y% z8 u
2、先驱（预制）丝（带、板）的制备
# L- _ ~5 B+ r& Y3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
# E8 j- ]- C+ f( u4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
: X; s& i/ ?" \- d9 H5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
& t( o' r. S& j7 m. _: `& _" G6、原位（in situ）生长（复合法）
$ o$ o2 @1 ?0 u! u- }. a" w4 F三、金属基复合材料的界面和界面设计% p& Q) }0 r5 Q q9 Z
1、金属基复合材料的界面
6 H1 V% l8 P5 r$ o2、金属基复合材料的界面结合1 I1 |8 S6 V3 X7 S
3、金属基复合材料的界面残余应力
' v6 m2 v8 i" {' u四、金属基复合材料的的性能9 e( x2 F! r0 }- o
1、金属基复合材料的的一般性能特点
- F, I% `0 `, d2、纤维增强金属基复合材料的的性能
! i# l! ?7 r2 f6 P# m3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
$ m5 u( ~9 i6 q1 J+ Y第十章陶瓷基复合材料（CMC）" W# ^ q: h4 e+ V4 e* M
一、陶瓷基复合材料概述
- u1 `4 e; }7 n7 K# x二、陶瓷基复合材料的制备工艺: J( c! [ u. e' z
1、粉末冶金法. R \2 b# Q2 i( U
2、浆体法( ~/ c1 t+ ~5 J+ N+ T8 p1 x
3、反应烧结法
s6 A0 Z, [+ U# O4、液态浸渍法
. i+ h. |" d& s; w+ l4 b5、直接氧化法! F# Y" y2 M( F% N5 S0 j9 {4 i
6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
9 }# C0 a+ u: F8 v7、化学气相浸渍
( c4 S1 t' h# _& @% p8、其它方法
! I8 I: x" R. c& f; }( E2 L" u" e& A三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
! D$ }) A6 L d0 g1、界面的粘结形式$ X0 E* C6 K3 d0 O1 i, u _
2、界面的作用
V; M! Y) W4 d# p3、界面的改善$ v; Y. \ V! Q4 R+ ?3 B$ M0 e
四、陶瓷基复合材料的的性能9 ^2 {+ v1 j$ b( A9 {9 \9 @0 y* Z
1、室温力学性能
- e6 d# w2 x4 H; [3 ?0 D1 Z( t) f* `2、高温力学性能 A8 x. s$ ]5 H$ S/ L- d
五、陶瓷基复合材料的的增韧机制! f8 [* G8 |. h9 r' ~) @: D
1、颗粒增韧8 `4 W+ e- `/ M+ {
2、纤维、晶须增韧
( y9 J$ M; v' T; O O第十一章碳碳复合材料（C/C）8 d4 ?9 {/ o" K- M1 Q
一、碳碳复合材料概述
0 E" o3 u# Z( A0 G1 i二、碳碳复合材料的制备工艺 N# m- K) j, n" s) y& ]( v
1、碳碳复合材料的预成型和基体碳
9 w- X9 n& g$ ^. k7 Y6 k: ~! p2、碳碳复合材料的制备工艺% r+ V* y( L% Y5 i* w. a" B
三、碳碳复合材料的界面
+ d/ l& A: p W9 h P( o7 g& q1、碳碳复合材料的界面和结构
n9 o- P2 J& l/ Y7 m2、碳碳复合材料的显微组织
* e( g9 M1 S8 e6 G' D- n四、碳碳复合材料的抗氧化9 H* }) E- Z) D# @& K& g6 Z/ y
1、碳碳复合材料的氧化9 _' Y. a9 z- w0 u
2、碳碳复合材料的氧化保护原理3 K9 n* W, l2 D" ?. t' e9 J( X" K
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
) d5 p5 Y- Q- t) {; `1 S- S1 N第十二章水泥复合材料1 r# H/ p" U" O/ H$ b
一、水泥
( ^" h5 ?5 C. A! I, O8 U9 ~1、水泥的定义和分类* i( v2 R3 H+ ]9 j* W; c, s- s3 N+ i+ r
2、水泥的制造方法和主要成分# a! l; b' c4 C/ r0 }" e& b; ~4 J
3、水泥的强度和硬化. r$ `$ J [9 N- p+ N
二、水泥复合材料
+ r; w, w: [( |# @1、混凝土" _9 l; M5 U B, `$ o& k7 F# q
2、纤维增强水泥复合材料
/ c9 t0 i# c! i" X& u5 M3 W+ V3、聚合物改性混凝土
% F/ H1 \0 K9 j( g0 i [三、水泥复合材料的成型工艺
& R* T0 ?# ~: r) h( R- H8 S, s1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制
- e1 }' g3 \ ]$ [2、钢筋混凝土的成型工艺( W Y2 ~& o9 I* O& b; U; t6 m
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺4 g1 Q2 g3 Y- {2 K
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
8 p7 s& J0 C8 ?: F4 V四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
+ X: H" E9 F, ]& Y0 c' [8 r3 o+ {第十三章混杂复合材料
2 k& ~: h/ B1 z" _: o) A+ c! V一、混杂复合材料概述
+ F4 |9 j% {( X; r& T" m二、混杂复合材料混杂方式" ] j/ E5 c; s9 u/ ~% w4 Y# ^
1、单向混杂纤维复合材料; Y B- o) u6 ~; ~2 p4 e
2、单向预浸料角度铺层混杂
' l8 i- q) s/ n+ B3、混杂织物混杂6 L9 g1 X0 D; e9 u/ J2 d. t
4、超级混杂复合材料
" D" b5 m9 ~# }/ K+ l9 `1 b+ \+ {% ?5、向编织物混浊/ ? j; ~; i- b# ^" i1 {
6、复合夹层结构# {$ f4 I9 X0 q
三、混杂复合材料的几个概念, K' d0 A) s$ q& t, O' D) P4 k
1、混杂效应; K- |- M5 V! r* T: P
2、混杂复合材料的界面和界面数' U# S H. Q$ D# X
3、混杂比
/ W6 A" ?# ]( e1 I4、分数度2 ?# l. o/ i" r; ] ^& Y& [0 e
5、铺层形式
5 F5 y" ^3 _: H: }6、临界含量. o+ Z& i2 `; U# p3 { U/ z' f
四、混杂复合材料的力学性能
1 s; n; w! d" i6 }- U2 ]4 T1、弹性模量* p: j( O8 F$ H/ Z2 T
2、横向弹性模量
7 D* L1 ~# ^+ H2 R' x3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度3 C" S5 C3 j1 o( [- x3 F
4、纤维的临界含量
5 Z+ G7 H1 g; T8 b4 q第十四章纳米及分子复合材料, U/ g: g* K9 R5 v5 G: W; Q8 ]) C
一、纳米粉体的合成( e9 M* x1 R5 z Q+ h& ?4 b$ l7 x
1、纳米粉体的物理制备方法
2 O& t, g; e$ X, v [2、纳米粉体的的化学制备方法+ _, P+ e. U: D ?& n
二、先进纳米增强剂的制备# [7 Y- i2 ^ Y& j
1、碳化硅纳米晶须+ @6 Y$ W% i7 j
2、碳纳米管. i! f/ o4 N' g5 O! p& j
3、纳米碳纤维! @" n: K) W7 S, U" G+ D$ b
三、陶瓷基纳米复合材料的制备- y% _7 U) O- D# ^- F
1、纳米-纳米复合材料/ k$ U5 D; d. }( ]$ q/ t1 J0 w
2、纳米-微米复合材料
4 \7 R: u0 \4 u1 [5 u7 v% r四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法4 g" b4 _; `' i, u; R
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法. d: p- [7 B' k% D& e
2、层间插入法: V Y4 b* u5 I! L" d; i
3、共混法
! `4 b" J" p% ^% `4、原位聚合法
9 t4 d) d. f; O2 Z8 t! `1 [5、分子的自组装和组装
9 Z3 u8 H' ~5 Z" G" {+ o6 _% }6、辐射合成法
& B; H3 d0 h" m+ G. M, Q/ a" d五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状. X% P- r8 H" k, N4 `) e
六、应用前景展望
! r6 F4 I) `7 |. J) ^ k+ C, y第十五章复合材料的应用和发展
2 S5 ^! K$ q4 s% a5 u一、复合材料的应用, J/ }: U3 {+ R4 t$ k p
1、聚合物基复合材料的应用% B [% w$ Z6 {- A1 C" j. u
2、金属基复合材料的应用" T" H0 n' F( r6 f" ]4 s/ H
3、陶瓷基复合材料的应用$ m$ G9 _" p0 a2 S# E/ d- ^$ r0 V
4、碳碳复合材料
. J# {8 z8 g% c9 E二、复合材料的发展; M5 P5 p9 X' H+ }' V
1、复合材料的性能对比1 I2 w% n* j# C; P# e# W
2、复合材料的发展趋势: I' w N# n, v7 m
/ G3 C7 G" [2 V1 r
3 L1 t" j& A- d. Z; S5 Z+ S! o9 a
! |- p# M3 n2 U[ 本帖最后由 云动风清 于 2009-11-11 12:00 编辑 ] |
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发表于 2009-11-11 11:01:20
