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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials : v+ U8 F$ r9 Z6 h2 G
【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月2 R+ b4 F" |5 P( w( a" b' |' `
% E$ |! J+ z. c【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2
3 Q4 n4 X+ V$ p6 A% I【备注】讲稿2 D/ l% W" A8 l/ N5 Y: F
3 z# I! z. a1 G5 A4 c
【内容概要】6 m; W! u. R5 [6 N6 O
* o4 i1 f1 ?, a8 S/ K4 ?7 c5 ?" U
& e& Z+ s% O; o" A* ?5 w% N0 b
第一章前言: B7 x! k, R9 g8 g# s) j
一、材料的发展与人类社会的进步
' T( ^7 n" J' h; P; }; E二、复合材料的提出7 c+ O5 j- N2 ?- J
三、复合材料的发展历史和意义7 s" H! ]0 K. ]7 A5 A* m
四、 课程的重点和要求& G- v0 i6 d% H0 M) y- F1 M9 s2 g
第二章 复合材料概述' [2 ^& }) v0 c! h" |
一、复合材料的定义和特点9 n: `* m) c" \' h1 a
1、复合材料的定义
9 P: [; a+ E* h2、复合材料的特点8 V; D5 D3 f/ B. H& W U. o
3、复合材料的基本结构模式) O7 K' h# y$ p) A$ Z I$ c% h9 j* N
二、复合材料的分类
' |* e" a( g( b- a5 l. O6 q三、复合材料的发展历史& N$ ^# y( f. ]% D5 n: B
四、复合材料的基本性能
; B, g4 T, F& n( u E; H8 J) |第三章复合材料界面
0 K0 Y) h3 t, [. t) f一、复合材料的界面: O9 u: i5 \& L! L/ |
二、复合材料的相容性
z' q% p0 |; I! r三、复合材料的界面理论
6 q* T! Z# ], C- H8 r$ B/ m: ]四、界面结合强度的测定4 _" |3 z9 c" x4 v
1、界面结合强度的测定- g2 O& ~! E3 o
2、界面结合强度的表征5 ?7 j8 ?3 S X
五、界面残余应力
4 u4 c" F, T( @ ] [3 d8 c+ ~1 S第四章复合材料的复合理论 \( p% G; I! L& f0 h& S
一、复合材料的增强机制2 x' S* Y' K; A u) Q0 @. Q
1、颗粒增强复合材料的增强机制
2 c/ v% d3 g4 k( r2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制
, M3 D' V; \/ J% V, _2 @! y二、复合材料的复合法则 — 混合定律" {; P6 c2 y( [7 h* s. L
1、混合定律9 H8 o9 X0 Z) z/ K e
2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
8 r# A! ]' O$ M7 A% P! y X1 v3 ?3、短纤维增强复合材料% \2 G: _% p8 K7 H
第五章复合材料力学和结构设计基础& [8 P& k3 C& Z
一、复合材料力学
- v& h/ |+ q* c; E: ?; V1、单层复合材料
& k. W2 _9 F: t; Q3 e8 I5 z9 F4 i0 v, i2 ^2、层合复合材料! O. }; p$ [& K+ j. H! X. J- x
二、复合材料设计 3 L0 V' e1 R/ d* `6 D$ k8 a
1、单向层弹性常数预测公式
6 Q/ r% p8 x% s- e2 S2、正交层的工程弹性常数预测公式
% C1 R% U3 I) [5 ]% n/ z3、单向板强度预测公式/ U" W7 r2 R& p9 k4 k7 c, v! I3 z
4、复合材料的强度准则
0 A/ g; J& g9 |8 {# s* d) p5、平面正交织物复合材料的强度
0 ^# F1 O N4 N* @" N* \# b8 L6、应力的转换, Z* O1 z3 ?3 s& J, K
7、复合材料的其它性能/ O% ^2 S& \5 B7 n7 |' ^* q
第六章复合材料基体
: _1 r/ u2 V) n# r一、聚合物7 z: G9 d% M4 g( x# H
1、热固性树脂
1 H2 ~& w* R! U5 P2、热塑性树脂
) r& R" [- W7 e. U8 R9 g二、金属1 Q; O& R( f# S/ D' x/ p7 O' i% M
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
7 C9 D) u6 _- {, d2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）1 |0 N$ q/ [ a) R. k
3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体8 i' s( r9 L; a/ G6 K
三、陶瓷5 \7 ]4 c; p$ r7 R8 ]
1、氧化物陶瓷9 W1 f6 c5 z; J
2、非氧化物陶瓷 u' `! p. L! d5 d1 b
3、玻璃陶瓷
; W$ V( V* ~# J3 \2 ^# C6 e3 Y+ B四、碳（石墨）6 D$ j* P* t) N9 `# _
第七章复合材料增强剂 ^4 ]# r9 R4 ^$ o( ?8 n
一、复合材料增强剂的特点
. M) D" r) A& N. I" l! ]! ?二、纤维
/ h7 j3 N$ c1 G! X0 ]- C1、无机纤维- O, a6 }) Q8 q; r# ^1 s& j
2、陶瓷纤维7 F* c2 x! n. D0 ^& G
3、有机纤维
. B/ `% z- M. G4、各种纤维性能的比较
5 \. u A; f' x! j6 z三、晶须8 s+ J% O" [# w. J$ ~* R
四、颗粒
# G: y3 ~. d* ?第八章聚合物基复合材料（PMC）
, _% ~, n9 c. l0 j0 k# o; t一、聚合物基复合材料的分类# G& O; r9 m2 a4 E. @
二、聚合物基复合材料的性能, I4 T4 r/ k+ P$ o' J9 S( F
三、聚合物基复合材料的制备工艺+ `6 l3 j5 Q d% x. ?( E
四、复合材料成型固化工艺
# {* \+ [; q8 d3 m1、工艺性4 j: A/ ?& E5 Q: W
2、复合材料的固化工艺过程
0 H4 F# G, p! A, `" E/ H" o5 z7 I5 S五、PMC的界面" a; E" w& X* w3 H8 |" R
1、PMC的界面特点% N' A4 A( `" o+ t! g
2、PMC的界面表征
; [+ {6 @0 R6 d3、PMC的界面作用机理5 ^. I! e+ s% B
4、PMC的界面设计& j: m$ p$ k, d, |
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能$ r8 S0 B1 e6 J3 P+ H- y! B
1、静态力学性能1 b7 z) v, E! i; M3 H8 \
2、疲劳性能7 \) m$ {/ Y! _: x9 R) L' W
3、冲击和韧性
. A$ v1 V6 g% h: e+ q9 n七、铺层设计) b4 H. `. u- ?: Q4 c- j6 Q
1、层合板设计的一般原则- b2 l" [" R, ~/ J3 V, h
2、等代设计法' ]& `* j/ d; M4 Q$ {' s
3、层合板排序设计法' l3 O6 W# o- `( H$ F0 u2 I q
4、层合板的层间问题
3 N; P. ^$ D. o% z% u八、结构设计: S: d5 [# ?: r3 ?$ b6 t& g' j) L
1、明确设计条件
' `# R0 s' X6 G8 j' X2、材料设计
' v" ~# h( t; C- p* Y3、结构设计& ^7 h7 \7 U8 b; |" C. E
第九章金属基复合材料（MMC）
$ @8 o9 F# T7 q+ Q; z% e& x一、金属基复合材料概述% X1 w" L2 O% G4 `
1、金属基复合材料的分类9 G& H& y' l g0 q5 o; H
2、金属基复合材料的研究特点! }+ r: c. Y* O
二、金属基复合材料的制备工艺
: F) l6 Q4 t/ W1、金属基复合材料的制备工艺概述0 _# I/ Z6 R, s Q1 o! L
2、先驱（预制）丝（带、板）的制备
8 L6 P$ e; j6 C* J$ V/ `! t3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
/ \1 Z7 O4 |- G! K# x8 P @4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）: z* @3 I& l+ Q9 r' A" z* C& x
5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）; C; t5 I9 y7 i! a2 J: i
6、原位（in situ）生长（复合法）
( n. B% b' P1 _3 h三、金属基复合材料的界面和界面设计
H3 r& S7 F$ W1、金属基复合材料的界面( w" ~$ {0 b# M
2、金属基复合材料的界面结合- G4 | ?& Y0 v$ l+ D4 g5 I$ J. C8 n
3、金属基复合材料的界面残余应力
' R3 n/ q5 x* O" c+ H" s1 z四、金属基复合材料的的性能( o! j1 k$ _4 f8 n& s
1、金属基复合材料的的一般性能特点: A% A/ n6 m# P& {
2、纤维增强金属基复合材料的的性能: @8 q8 ~- d7 s( `) {
3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
4 `7 U/ ?& {: h第十章陶瓷基复合材料（CMC）5 P, j" s4 r M" P* E, |
一、陶瓷基复合材料概述: ?# p1 T7 v# p4 C4 _
二、陶瓷基复合材料的制备工艺* H! f* j. r+ k B) O, ~; P6 L
1、粉末冶金法+ _2 x: ?2 Z l6 _0 T2 o* @
2、浆体法. q8 ]) C9 w# `& ~6 p Y
3、反应烧结法
% M7 V( ]7 J9 y9 R" W4、液态浸渍法
# U3 U7 Q% G1 C* A0 z+ t5、直接氧化法+ h2 p' _3 q: c3 a. B& B
6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
+ h- y4 a; x0 p& ^; J, v/ Q. a9 u$ b7 T7、化学气相浸渍" M% S* I k3 `/ z! ]& m/ T
8、其它方法, g; |2 X) R- i4 n
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计8 L# q1 c3 {5 ?7 {. S. g) I
1、界面的粘结形式
4 M: M8 b9 A- ~6 ~& `+ M2、界面的作用
5 b. _; x# n5 O1 C+ u( x' U g% U& @3、界面的改善1 A' S0 @9 r9 ^
四、陶瓷基复合材料的的性能
j& p/ I! c9 K, H" b1、室温力学性能: B, P k% I+ p- d
2、高温力学性能# P# b- P. F% X- ]9 r9 x. l7 T6 c
五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
$ K' j" Q/ Y9 e* r1、颗粒增韧
0 S0 H: _* F- G8 i% V2、纤维、晶须增韧2 g6 v3 ? W0 A' B$ r$ E
第十一章碳碳复合材料（C/C）1 n% ?( X4 w& Y
一、碳碳复合材料概述
" P; _: s5 z, n0 X$ `7 p& r二、碳碳复合材料的制备工艺$ N4 V7 E. ^& z1 |# Z
1、碳碳复合材料的预成型和基体碳
( g* C4 } R- o( {' [ x2、碳碳复合材料的制备工艺
& M) J/ S2 [2 r; P7 o5 H三、碳碳复合材料的界面 O+ V# w% n9 ` P
1、碳碳复合材料的界面和结构0 F1 w( |" `" Q. [" V
2、碳碳复合材料的显微组织2 Q* u: V' W% c
四、碳碳复合材料的抗氧化
% I3 A( o7 d3 n8 G; x1、碳碳复合材料的氧化
" z$ [ T% D8 `# a* ?6 a2、碳碳复合材料的氧化保护原理3 W1 b8 x* f2 b! i
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
0 ?$ a' l4 A2 u/ Z$ Z l第十二章水泥复合材料
# g- \, b( u. E* T" ^2 c一、水泥 ' N) @" k M' ^: B
1、水泥的定义和分类
9 k" A) z$ ^3 @ q& V, @2、水泥的制造方法和主要成分1 U9 }% X7 f; H! {/ A4 c( f
3、水泥的强度和硬化
+ S9 ?& }( n5 s二、水泥复合材料
& j! r$ u0 Y8 _( \4 N4 W1、混凝土
, ^8 F7 i% Z* R) r. z6 Z2、纤维增强水泥复合材料. q5 n# f4 H% E5 \# N! W4 K
3、聚合物改性混凝土
: N% ^# m& _+ b$ I( S7 B7 b1 B; p' N三、水泥复合材料的成型工艺; N# }( r- \, o* y$ m$ z
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制- c* x" C7 H8 ^' j. o" y
2、钢筋混凝土的成型工艺! ~5 K$ @, Q3 i' f
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺
5 |" m6 q! q8 {2 b) F% j3 C4、聚合物改性混凝土的成型工艺 D/ H% c# C. d$ \8 c/ y
四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
! E2 R5 ~# B5 G; r/ g6 H第十三章混杂复合材料5 k/ x! C: X$ w% G. x
一、混杂复合材料概述
, x9 \. d1 I! G二、混杂复合材料混杂方式* q! S- i; ?0 T: \1 P
1、单向混杂纤维复合材料
- ~) Q, u; C& r4 v. X4 }( u2、单向预浸料角度铺层混杂 M3 R* U/ a0 j. K- t1 k
3、混杂织物混杂2 j. d# f1 B' `: p
4、超级混杂复合材料! x: l" l4 B- W
5、向编织物混浊6 C& R% q# W5 N8 a1 z( ^% v% i" N0 `
6、复合夹层结构' v. a' }, b% S3 i5 Q
三、混杂复合材料的几个概念' B; p7 T: ^# Z" ~* \2 H! ~# a
1、混杂效应
: u! o3 W/ F6 G8 i0 P) r2、混杂复合材料的界面和界面数
( @$ |! }( f9 F3、混杂比# T$ e1 N {0 J( O% C
4、分数度
! G% ]9 s8 S/ w1 n( s, f5、铺层形式
( s3 L& m" }- j, A8 ^6、临界含量9 W, u6 X- M) R4 r
四、混杂复合材料的力学性能0 X8 k0 C4 _# W9 c
1、弹性模量
5 N8 ?' d" ~" O" e5 G2、横向弹性模量: l) h" [# R H1 \
3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度9 U+ t1 ]& I+ m
4、纤维的临界含量3 f0 W! m& b, Y' E0 d! I3 Q( [2 o
第十四章纳米及分子复合材料: y. ~$ y- P+ v* @6 q- W
一、纳米粉体的合成! D& ~0 B1 y7 A: N6 J4 o
1、纳米粉体的物理制备方法
5 C2 w9 N( \2 d" K& i2、纳米粉体的的化学制备方法" l. ?5 [7 W2 ~
二、先进纳米增强剂的制备
: ?. v' Z7 x$ h) a1、碳化硅纳米晶须" x8 h; B0 }8 ^# |" X1 r5 j! U7 @
2、碳纳米管; Y! p6 l" g8 [" y S/ A( o4 r7 k
3、纳米碳纤维9 ~ B$ Y, j2 V+ d6 \- a8 a$ I
三、陶瓷基纳米复合材料的制备3 q. l/ G; }4 z7 D) _
1、纳米-纳米复合材料- ]; B2 }8 |+ m$ P- T, C
2、纳米-微米复合材料
. v+ m" ?2 _& i4 w四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法% @9 y: F* W8 l. I' G0 {$ w
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法* f5 t0 s4 [. a0 D# N- G
2、层间插入法$ i2 \5 I- s3 b7 ]' x
3、共混法) O$ W/ Y' V( w3 V6 N# N1 c
4、原位聚合法
& i3 d) H7 T* m1 w2 [/ W. }5、分子的自组装和组装
9 M& Q9 Y+ @8 o" g& L6 C% C6、辐射合成法
4 U* B8 e8 }! {, ~1 {五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状% z$ q2 D# `1 {
六、应用前景展望4 r# f! ?% w# t' [
第十五章复合材料的应用和发展% @" l( R, I. ^3 }
一、复合材料的应用 R+ m" n9 ~3 K0 m$ I
1、聚合物基复合材料的应用
; y3 }) ?# M, `, V* D( O2、金属基复合材料的应用
# @- ]0 |) U) @1 s* j; W( m2 F3、陶瓷基复合材料的应用4 o( F, f5 D: q6 I* _8 L7 T2 n/ ^
4、碳碳复合材料$ \! n; [9 Z" k p! M& [# V& U
二、复合材料的发展
) {" v( V) Z2 M1、复合材料的性能对比 d/ i% Q7 Q2 \1 \
2、复合材料的发展趋势
7 q# g( m. g* B% c) r
, A9 Y6 ~4 q) v0 o2 p1 v# B9 Z2 c! X/ E( h+ B
5 t- u; n! i' Z' _- s9 \+ p! Z, p) d4 T8 v8 p" M( a
[ 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
