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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
8 P! q+ C# Y; M+ ]5 o0 H【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月
+ h1 ~' R7 }3 G, e9 v
1 y8 g1 `$ l* c' }! L0 d【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2% t0 B, Z: i+ Y# E$ Y# P
【备注】讲稿
0 [1 v- F4 U- h4 k
7 ?7 O; ?, I+ b! j1 G【内容概要】1 d8 k ?% z0 C. x4 T1 D m
) Q A h/ p6 x( E
' q% S7 o) I. o% u* Q- m
第一章前言: K* e6 L: F t" |7 l
一、材料的发展与人类社会的进步
6 a# ?9 n. a/ B4 I/ Y. B二、复合材料的提出
7 w" A, _1 O- M. I9 }三、复合材料的发展历史和意义
' l+ M; i1 L' K( U四、 课程的重点和要求
$ ]/ w2 P5 a" I第二章 复合材料概述. F% ~7 j2 m7 y$ z8 P q5 O& S8 @
一、复合材料的定义和特点
3 J( ^+ \0 }: l1 B8 {+ A- M1、复合材料的定义
7 _# |$ t9 n0 v! S; V' F2、复合材料的特点3 N4 ], t: y3 a
3、复合材料的基本结构模式3 P1 N: a' _' h, ]% E+ m2 w4 g
二、复合材料的分类2 B9 Z& V/ V _5 k0 N, {
三、复合材料的发展历史$ u# a" Q& O- u9 e& H
四、复合材料的基本性能
7 ^: z! H x( E$ l V0 s第三章复合材料界面; p' {+ ^0 E+ B# K! \
一、复合材料的界面
" V" s5 @1 L0 h二、复合材料的相容性
9 n; ]& Z D, I5 r% [- U8 q& V8 f* R: C# \三、复合材料的界面理论5 Q6 c8 M9 k* E3 G! p4 W, S
四、界面结合强度的测定1 @& Y9 ~. `7 |7 q* \
1、界面结合强度的测定' N% e* k7 a0 x7 a% K) ^1 o
2、界面结合强度的表征0 @ r* `- U% i( O4 j' Y0 ^: R
五、界面残余应力
8 e# V5 Q' R7 t: ~/ x" W第四章复合材料的复合理论, A8 H+ I: W7 h
一、复合材料的增强机制8 t, a" q3 a+ E$ o
1、颗粒增强复合材料的增强机制
. P- Z% p U/ I1 _7 b2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制. Q( A8 _( v H
二、复合材料的复合法则 — 混合定律9 ~( X3 ?- i t: g( c$ H" l( W
1、混合定律& ~: j$ ]; ~6 B: z5 d- y3 P
2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）' O, c9 l1 R8 X0 X
3、短纤维增强复合材料
- |. m; [) J& d$ s, e4 O第五章复合材料力学和结构设计基础
9 ^: `/ m! T; I一、复合材料力学
6 |% H& n% @* l, e" K0 C1、单层复合材料
, u) Q0 I! f8 y, I2、层合复合材料- c( D& b! e( A! H) q6 A
二、复合材料设计 % e. ~% }0 t" T$ y# a! ~
1、单向层弹性常数预测公式
3 Z3 C1 g4 S# |$ k2、正交层的工程弹性常数预测公式
) Z0 q+ V. _4 m( ~- i3、单向板强度预测公式! J: {* H9 y q' r. L
4、复合材料的强度准则+ T1 \3 ]1 p# k- F8 T+ F. A
5、平面正交织物复合材料的强度4 ?& P- ~8 x+ D0 ?3 `
6、应力的转换5 `9 [" s' R, D, G. t1 _/ n
7、复合材料的其它性能- e. [1 K; @5 Y
第六章复合材料基体2 I! f% f, L* |$ O2 I
一、聚合物
& {8 h% P) O* E+ h( f1、热固性树脂4 d/ b+ V. B# b3 u& j$ \
2、热塑性树脂
% |+ Y9 V1 o' {$ K. C二、金属
% H" t: b9 w" J! K' ^" a& q1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
& P" M- q Q1 x# z* y2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）
1 n' j+ t1 [ ]2 b, v# r3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体) a: ^- N2 _, [( F" B( U
三、陶瓷
; M' [( b& P, c/ P8 J4 g1、氧化物陶瓷
& A7 C% [1 s+ \7 ~2、非氧化物陶瓷0 \7 n \& S3 U) o6 [* |& v, Y
3、玻璃陶瓷/ P8 }5 L2 G/ a# M6 p B( P* o
四、碳（石墨）
7 j6 n: o7 o+ M" s1 |8 @0 L/ A第七章复合材料增强剂
$ x* K. ~3 \/ ~5 V$ f一、复合材料增强剂的特点
/ |3 x) \& A8 D二、纤维; a& T8 ?% F- v. b3 @
1、无机纤维
6 m0 ?/ d& Z X+ O* ^3 q2、陶瓷纤维
4 s9 h, N+ U$ F* R: p9 T3、有机纤维/ ]# b" m$ j9 M, c- r5 W
4、各种纤维性能的比较
7 A$ c. l: @1 A三、晶须
& x" U# Y0 E4 \) V) [' v四、颗粒) g. F0 y4 d0 b6 P3 `+ s- ]
第八章聚合物基复合材料（PMC）# v' e& F- E% V8 z& d
一、聚合物基复合材料的分类( T- }( ~# e* t0 Z# h: \3 u
二、聚合物基复合材料的性能5 \2 h' U9 z2 ^/ b
三、聚合物基复合材料的制备工艺
- L( e$ s$ U% q! k四、复合材料成型固化工艺- k; G# n* d( {! y8 i* k* ^
1、工艺性
/ A% t" r0 ?6 b& b8 B2、复合材料的固化工艺过程; s# y. Q" i! v! E. k8 p: M8 {' k
五、PMC的界面
; C7 h/ s. _) S1、PMC的界面特点: }" q6 T% x5 H* r2 N" g
2、PMC的界面表征
4 f" v1 g6 M9 R8 e2 p3、PMC的界面作用机理6 l3 [7 N5 U# r6 s: R; o* u
4、PMC的界面设计1 g6 N& t2 }9 y: g+ o0 \0 ?
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
* ^3 o, m) g, l) L$ i1 ^5 e e1、静态力学性能% G6 n% a5 I, g0 a3 e# V% V- X9 l
2、疲劳性能" e# ^3 z( s9 N/ Y" i; |; ]
3、冲击和韧性
! Z6 |* y! N6 q/ {+ W1 W. D七、铺层设计8 L5 [& o5 X( b, y4 E; A
1、层合板设计的一般原则3 [) A D$ H% X
2、等代设计法
2 _2 H9 k3 s& A/ ~# k2 H) x n3、层合板排序设计法4 C/ o5 b- t7 Q% c* s$ a
4、层合板的层间问题" w; `/ O( k5 u* T! G3 I7 o/ w
八、结构设计 f$ m2 c; o8 N
1、明确设计条件
: x8 U1 ]4 { l0 Q2、材料设计
" k- q, Y' h5 W! I, y3、结构设计
. p) Z6 a9 k5 q u' ^, n' ]3 |第九章金属基复合材料（MMC）
% C1 V/ H! z$ k# t8 ~& X/ n一、金属基复合材料概述, Y' i1 y$ \1 ^# J
1、金属基复合材料的分类+ T }2 |! m n+ B0 m4 s" t* Q
2、金属基复合材料的研究特点
; X' J6 u# K5 s8 L c* o二、金属基复合材料的制备工艺0 ]8 H% m- M/ q; N7 s$ _$ F
1、金属基复合材料的制备工艺概述
- Q# D' J+ [( X0 `% |1 y5 n2、先驱（预制）丝（带、板）的制备
2 ^$ \ X# E! S( ^# Y! h- Q8 g- i3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
* e4 Y6 y# P: T4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
( I- x- c9 B7 ^8 F( _7 y5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）( M( `" j9 |3 _' j9 b8 I
6、原位（in situ）生长（复合法）
! ~: X% C3 F! ]三、金属基复合材料的界面和界面设计
* k- y$ R! d3 V% K1、金属基复合材料的界面! l( J6 E4 E8 T, }' X* N' I5 U
2、金属基复合材料的界面结合
' ?% D) a L% |7 u9 o3、金属基复合材料的界面残余应力* E1 F. _5 K k, l2 s: S
四、金属基复合材料的的性能
0 o# w; t* Y7 q) [1、金属基复合材料的的一般性能特点
5 L" H6 R( D5 Q) z2、纤维增强金属基复合材料的的性能0 N, \6 K+ h: L
3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
# {3 k& ?& N! c4 `第十章陶瓷基复合材料（CMC）
5 \3 G7 O- B. U5 _" _7 [/ c一、陶瓷基复合材料概述
0 R) |1 ]5 O2 S二、陶瓷基复合材料的制备工艺
! {+ C: O" V+ P, S' B1、粉末冶金法3 s' Y9 I" @8 |( a# Y
2、浆体法3 I2 e( _) H6 k9 v; Q8 n
3、反应烧结法
( _8 q! g) K/ ~8 ~+ o( z! U! X4、液态浸渍法0 U& M$ J. U/ a M& Z
5、直接氧化法
: o L9 z# Z! R1 p- w/ S1 t6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
* ^' ^4 Q# q5 a! E; F4 c `( d! H7、化学气相浸渍
& i' Z9 y% u+ e4 w( \8、其它方法
- n9 c4 B7 N4 u: w三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计& o, m9 X! ]6 a9 \* c- y+ T
1、界面的粘结形式
# Z+ I1 a- T B2 U, S) M2、界面的作用) X1 e- P/ O% C/ S* t R+ L
3、界面的改善
! B d: c& q7 i9 ]9 V4 h四、陶瓷基复合材料的的性能
% e- |, ^$ n- S1、室温力学性能
7 L! q1 u7 H6 I; u; o6 F7 t2、高温力学性能
. D& {" X! S" y. w! G* p4 t3 {五、陶瓷基复合材料的的增韧机制2 G1 {$ T( j5 j' Z, _, y
1、颗粒增韧# C1 k( U) P. Q5 n& @. {5 V- R7 j
2、纤维、晶须增韧
/ U2 _$ g, ]- @: e, S第十一章碳碳复合材料（C/C）% i8 h0 l8 j. C# M" Q3 ~
一、碳碳复合材料概述
6 m' n% b+ I. v- H I5 B二、碳碳复合材料的制备工艺' x3 w2 \. y, i, N
1、碳碳复合材料的预成型和基体碳 r" S2 ` y/ l, \9 `2 \6 D
2、碳碳复合材料的制备工艺
2 V9 F0 g& ^6 k! u. f- S# x三、碳碳复合材料的界面4 ~/ a# w6 v2 L
1、碳碳复合材料的界面和结构6 N6 p: x; ?: |. W& w, e
2、碳碳复合材料的显微组织 L" O9 R. l$ ^ }. Y5 ]
四、碳碳复合材料的抗氧化
& X) B3 R- a# R; }- Y1、碳碳复合材料的氧化3 P. y }$ C& F7 S" P6 g* [( D; z
2、碳碳复合材料的氧化保护原理: s- I6 Y! v+ e+ K
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
( w) f! m3 g! V# h) | Q0 P0 w/ u第十二章水泥复合材料
4 A# P& z% t( Y4 B# U8 N8 h5 ?一、水泥
- _% ]1 N5 K; b* {! I# `1、水泥的定义和分类5 y1 m$ l( L) N9 ~
2、水泥的制造方法和主要成分
- [" g4 V) }" w3、水泥的强度和硬化
8 G v# P+ d3 O# F* L二、水泥复合材料 " |6 s7 N. i. m+ }
1、混凝土
5 H3 q. C7 \& ~; M' {1 I+ m2、纤维增强水泥复合材料9 C+ C* m- J0 A2 c
3、聚合物改性混凝土' V! o5 [: R" { ~' E8 w; ^/ _
三、水泥复合材料的成型工艺4 w& ]# D/ H1 d2 |$ M# |
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制, ]! P( G/ v& n/ G" A' x4 v
2、钢筋混凝土的成型工艺8 f+ B: F7 S/ G; a+ s, | c! {+ N
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺& ^( L; @7 ]% p! X
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
' @" ?$ C I) s9 }4 b) W5 O四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
i& x+ @ H+ [6 {" j第十三章混杂复合材料
! z: R. N& f8 z* W一、混杂复合材料概述
3 H2 N) i1 ^1 D4 w# A二、混杂复合材料混杂方式. _# M7 ~( d* g
1、单向混杂纤维复合材料5 c' q! u3 }1 ~: v! H$ |/ W: a) e
2、单向预浸料角度铺层混杂
' j' X) h0 G' x3、混杂织物混杂9 y: T. f1 f! K% j% y7 f' }9 r
4、超级混杂复合材料" Z! I$ F; ~; }/ G, f+ b8 b
5、向编织物混浊! V `* |# r) {6 L
6、复合夹层结构
& G- H) E; D# G三、混杂复合材料的几个概念
! D7 S0 l$ U& p1 i) A3 e# Q1 E1、混杂效应* i! \$ D3 ]! T, e
2、混杂复合材料的界面和界面数) P, u& ^0 `3 _, \ B7 W" ^8 v
3、混杂比0 C* H) D& Z! ~0 V6 ~- t2 n2 ?
4、分数度
5 H5 b; a% n; n1 b( X8 ]5、铺层形式7 B' h2 s% ]# e4 W
6、临界含量7 P4 r* | C1 V# P$ |% i9 j G1 d
四、混杂复合材料的力学性能
7 X) J* M4 x7 \/ F6 }8 x+ l1 J$ i: Q1、弹性模量
9 J+ @; i. W, O$ u& @: T2、横向弹性模量
8 F K% \: U8 |- K. f3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
/ W9 P* J7 J8 r0 X8 k4、纤维的临界含量" b% C+ J" I0 \% _
第十四章纳米及分子复合材料 W! \. ?1 @* ^/ y& E& a
一、纳米粉体的合成
" Z# l' t, w. O1、纳米粉体的物理制备方法9 A& ~! k% m& s% g/ w8 N
2、纳米粉体的的化学制备方法
6 ?3 H7 x5 p' m9 G二、先进纳米增强剂的制备
; P0 o: I r0 E& |/ x1 ?1、碳化硅纳米晶须
0 a5 W5 z, I* z# f. a( Y' R1 M2、碳纳米管
' n3 D! c3 @; \8 t- |3、纳米碳纤维
/ r7 [0 r1 G/ m三、陶瓷基纳米复合材料的制备) M1 D$ F" t0 Z2 w* F! I& Z5 |$ ^) P
1、纳米-纳米复合材料
8 G; U; F' o* A( M" Q2、纳米-微米复合材料- n5 X9 ^; [0 a
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法2 J( u# S9 `4 {5 K- Z+ J/ n
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
6 H% a( J# F1 ^: \! a; V6 k5 a! H2、层间插入法
3 F- |0 k* c" q% B3、共混法0 J4 b: e5 @, c4 q3 b
4、原位聚合法
3 _/ B) g6 ~% K/ D4 q) N1 N5、分子的自组装和组装' L! L P* G3 j4 V9 F! Y
6、辐射合成法: g( U& e+ |4 u: X
五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状4 P/ W8 @3 X7 Q4 X
六、应用前景展望
5 `, { g. {4 P第十五章复合材料的应用和发展. g5 D9 O4 x; I3 E
一、复合材料的应用
6 J# `* r: I: P2 D1、聚合物基复合材料的应用
: r6 T4 A9 ]; X2、金属基复合材料的应用
+ J: {0 h: O. k( a( F4 ?4 D' `3、陶瓷基复合材料的应用# j" r$ R \. E0 A' N
4、碳碳复合材料) n% c6 J" B/ G! ^9 D) u
二、复合材料的发展
. Y; o. b: I6 R1 o1、复合材料的性能对比$ @& s" d! ?9 R7 x! ~1 |" u& z: a
2、复合材料的发展趋势
( X% f" i6 v" z
( U+ }; N$ U; \+ d% z( u0 ^) m/ _8 n; ?7 m8 L2 |7 M
! W1 {5 i1 M0 ]3 P+ V, C2 K) _
( f M' p7 [+ b( f+ b[ 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
