《复合材料导论》讲稿

phoenix15

【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
1 M# h3 @6 n. y% D【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月
& `6 f/ A0 k/ M6 X" P0 l
) A  L3 X5 v6 ]; I1 |【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2
- _8 X' f7 s7 f. J: V; P* Z【备注】讲稿
; J$ q& r! }- j0 j7 X1 j
【内容概要】


! r* ~0 o3 C3 K/ O& u第一章前言
一、材料的发展与人类社会的进步
5 Y4 C1 _7 W1 E; z+ p' @二、复合材料的提出
8 T2 R5 {& U8 o* j1 m0 L( O( _三、复合材料的发展历史和意义
四、 课程的重点和要求
' d  f# v( V7 Q1 V0 |$ j. x第二章      复合材料概述
一、复合材料的定义和特点
1、复合材料的定义
2 N- g2 g& n0 p) j4 p2、复合材料的特点
% n, `& o' D6 T3、复合材料的基本结构模式
$ `: R* N* f: W: T6 L0 V6 ?二、复合材料的分类
( }/ O3 h* U4 R# y9 Z三、复合材料的发展历史
四、复合材料的基本性能
第三章复合材料界面
* J) a' Q' d) a3 c; }$ g8 T+ J一、复合材料的界面
7 C6 O; r8 n. p% f! b! _0 z$ T: ?1 _二、复合材料的相容性
7 X5 N3 B" ?: K- L3 r* y三、复合材料的界面理论
" ~! E( ^3 w9 B+ ?2 B" k0 u四、界面结合强度的测定
1、界面结合强度的测定
2 r8 O% h; B5 y. Z9 i6 i2、界面结合强度的表征
8 q0 }! W: \2 K" `; {) l五、界面残余应力
第四章复合材料的复合理论
: q* F, b$ E% @2 o, u一、复合材料的增强机制
1、颗粒增强复合材料的增强机制
2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制
二、复合材料的复合法则 — 混合定律
1、混合定律
2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
4 a4 u) H6 _( P( h% E7 ^3、短纤维增强复合材料
- \6 x$ z: |) z( J4 k第五章复合材料力学和结构设计基础
) ]- w7 W' b& J) v3 `; j0 f一、复合材料力学
1、单层复合材料
2 Q1 N  S# X1 }+ W2、层合复合材料
" w8 f% ?$ c* Q# ?+ Z9 L; @二、复合材料设计
1、单向层弹性常数预测公式
2、正交层的工程弹性常数预测公式
+ Q2 n1 h7 c3 h6 }' P: M3、单向板强度预测公式
4、复合材料的强度准则
! W& Q/ S1 `- A6 v5、平面正交织物复合材料的强度
6、应力的转换
7、复合材料的其它性能
第六章复合材料基体
一、聚合物
1、热固性树脂
2、热塑性树脂
4 D: ]! R- r/ ~二、金属
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）
3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
* ~4 t* Y7 m$ I2 o三、陶瓷
1、氧化物陶瓷
2、非氧化物陶瓷
3、玻璃陶瓷
8 q8 C+ `$ w0 B四、碳（石墨）
第七章复合材料增强剂
一、复合材料增强剂的特点
+ @) Z5 g: ?  n& `/ I- U6 e二、纤维
9 X( \, s, F3 G* ]2 b1、无机纤维
2、陶瓷纤维
$ J1 f  y+ t% a# v. R( J3、有机纤维
4、各种纤维性能的比较
三、晶须
' {) F  y% z: r7 T8 u# R四、颗粒
6 U& K% m9 d5 ?+ ^0 R$ E第八章聚合物基复合材料（PMC）
一、聚合物基复合材料的分类
二、聚合物基复合材料的性能
: j2 I0 s; W3 x0 ^5 u+ _# V三、聚合物基复合材料的制备工艺
7 O" Q% W+ \) G; B' B) j# Y四、复合材料成型固化工艺
1、工艺性
( h/ }! K6 u8 \7 N6 F8 C# X2、复合材料的固化工艺过程
五、PMC的界面
) W2 a/ B, x! W2 T' b& {, A1、PMC的界面特点
2、PMC的界面表征
1 L# @+ Q& }( b# n3、PMC的界面作用机理
2 a1 e1 b* H' ?4、PMC的界面设计
: B: |: |( ^6 M$ ?0 w& J3 y; i1 ~六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
1、静态力学性能
2、疲劳性能
3、冲击和韧性
  g0 s1 h  ^# M2 Y4 R- k七、铺层设计
) W0 Q7 g" g/ ?9 @# [: x1、层合板设计的一般原则
2、等代设计法
3、层合板排序设计法
4、层合板的层间问题
八、结构设计
1、明确设计条件
2、材料设计
8 E$ R. Y& g/ z2 O+ K- j9 T3、结构设计
6 |' v9 a- h; {0 l$ U第九章金属基复合材料（MMC）
7 ~# J$ Z! }( S0 C! E) E9 R一、金属基复合材料概述
/ Z2 {( r' H4 D1、金属基复合材料的分类
2、金属基复合材料的研究特点
( |% E- @' ?% ?0 l0 A二、金属基复合材料的制备工艺
8 J3 V/ P  k, C+ }, H/ ~$ q1、金属基复合材料的制备工艺概述
' h* K. \2 w5 b4 W+ ~2、先驱（预制）丝（带、板）的制备
' Q+ y! q, q, H4 D3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
6、原位（in situ）生长（复合法）
三、金属基复合材料的界面和界面设计
9 {# N+ W2 U2 F0 e- ?! }: Q1、金属基复合材料的界面
& I. L" B0 [: p2 F$ \2、金属基复合材料的界面结合
3、金属基复合材料的界面残余应力
: Q" E* X9 K" o9 e5 Q+ D& a四、金属基复合材料的的性能
4 \4 n9 l8 z3 {& e1、金属基复合材料的的一般性能特点
: [8 p5 t  S1 h) E8 D: y: o& a2、纤维增强金属基复合材料的的性能
/ S' s. Y# f7 B: f0 J/ c" }* [+ x3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
) C+ m6 a$ K: x2 ^5 J  ~第十章陶瓷基复合材料（CMC）
一、陶瓷基复合材料概述
二、陶瓷基复合材料的制备工艺
1、粉末冶金法
2 ~: n( _/ q" y  T+ N2、浆体法
3、反应烧结法
4、液态浸渍法
5、直接氧化法
6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
7、化学气相浸渍
8、其它方法
+ Q# C& T9 o3 f3 z* X三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
" I/ z$ x! A( G+ b( C1 P& L1、界面的粘结形式
2、界面的作用
3、界面的改善
四、陶瓷基复合材料的的性能
! M5 X; k6 h) G# m8 _  V: Z* \1、室温力学性能
/ _- E0 y) r5 t) x( M5 P$ |4 c2、高温力学性能
五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
1、颗粒增韧
5 u8 I8 h5 m% h8 d# a! x2、纤维、晶须增韧
第十一章碳碳复合材料（C/C）
一、碳碳复合材料概述
- x* H) k+ z+ G4 c$ O( D二、碳碳复合材料的制备工艺
1、碳碳复合材料的预成型和基体碳
2 ?6 |2 Y6 U4 S  k% u2、碳碳复合材料的制备工艺
% N+ w0 x: I# y4 E1 \9 w# Y9 K+ z' j三、碳碳复合材料的界面
* I) j  w: {9 M! @4 B0 H! L# f1、碳碳复合材料的界面和结构
2、碳碳复合材料的显微组织
4 p: g; ~! {8 C. d# c! Q6 Q( y四、碳碳复合材料的抗氧化
1、碳碳复合材料的氧化
2、碳碳复合材料的氧化保护原理
3 x# H1 U- T6 R( Q( d! Z3 W+ y3、碳碳复合材料的抗氧化保护
9 k9 V  G% [$ v! J* Y! D第十二章水泥复合材料
* |1 L  l1 O6 H一、水泥
5 Z7 r* _8 i+ ^  H: |1、水泥的定义和分类
2、水泥的制造方法和主要成分
$ ]8 O2 s. \3 n$ S& @3、水泥的强度和硬化
; n% n. g8 o7 @* \. {  }二、水泥复合材料
1、混凝土
0 ?3 v3 a+ |" `* d! I7 K0 T2、纤维增强水泥复合材料
* ?; y7 `8 E/ p7 I3、聚合物改性混凝土
* E. c$ T4 X; ]+ c" R三、水泥复合材料的成型工艺
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制
0 F8 J$ B- _$ c: k4 V) K; d* n$ P2、钢筋混凝土的成型工艺
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
6 W; U4 q4 r) z3 d第十三章混杂复合材料
, U6 X% q' p6 C一、混杂复合材料概述
" w  ]" a/ M" k/ M) M二、混杂复合材料混杂方式
1、单向混杂纤维复合材料
2、单向预浸料角度铺层混杂
- G6 |4 K! |+ x* \3 c3、混杂织物混杂
2 y+ g, j- E' d/ D% x9 `+ ]4、超级混杂复合材料
+ E% a7 v' l$ ]5、向编织物混浊
6、复合夹层结构
三、混杂复合材料的几个概念
1、混杂效应
1 L; e: W5 c4 a2 {2、混杂复合材料的界面和界面数
3、混杂比
0 A$ C, g5 ]9 l4、分数度
# c+ ]" Y0 \1 B1 |5、铺层形式
" G- \/ H6 g1 @2 \& B! e6、临界含量
四、混杂复合材料的力学性能
, V. s% @' S0 V# I# o1、弹性模量
2 ]0 j1 r! s9 f9 G4 f6 {/ c' o$ ]2、横向弹性模量
3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
- g; \1 k- \) h) d; E4、纤维的临界含量
第十四章纳米及分子复合材料
一、纳米粉体的合成
1、纳米粉体的物理制备方法
2、纳米粉体的的化学制备方法
  T" s0 t6 X9 M  Q# s二、先进纳米增强剂的制备
& r- ?; n" {7 F! {6 B1 |3 O1、碳化硅纳米晶须
7 T5 J2 P4 {) I: O8 o% R* Q% \2、碳纳米管
3、纳米碳纤维
三、陶瓷基纳米复合材料的制备
1、纳米-纳米复合材料
2、纳米-微米复合材料
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
! R* b0 M- p9 s4 Z2、层间插入法
9 R* x0 S5 M) x2 T3、共混法
4、原位聚合法
1 |9 z6 O. ~  w+ j( g5、分子的自组装和组装
6、辐射合成法
五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状
0 D  [  O8 s! z! Q4 F1 d六、应用前景展望
  N8 S. L6 f3 r$ U3 V0 l. W/ Z第十五章复合材料的应用和发展
一、复合材料的应用
1、聚合物基复合材料的应用
' W. a; m" Z) U; ^8 d9 ]8 [2、金属基复合材料的应用
$ U$ C' z4 ~+ M3、陶瓷基复合材料的应用
4、碳碳复合材料
/ m' T/ m6 A0 l7 ~" F, P; i二、复合材料的发展
1、复合材料的性能对比
2、复合材料的发展趋势



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