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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
) p# h5 r8 X- r3 F, \【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月
+ j( B1 @/ t6 R( F" L/ Q: o ]
# P* ^6 k! a: m1 p) X" d2 E/ D【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】28 V9 A% B& H9 K1 I6 W8 I$ o) n
【备注】讲稿
. @, {& b- z7 N8 A$ e+ J( W- G0 T p8 [7 ~
【内容概要】# L5 Y: `; O5 r# a
/ w7 a J- b: q' l% d
4 M( q4 [+ Q1 D% ^9 n第一章前言
* [' k2 L N6 p, F+ l一、材料的发展与人类社会的进步
& h8 @& l+ h- [: _二、复合材料的提出
( ^( T6 O4 z8 m( O! E) e三、复合材料的发展历史和意义7 H7 j V: J+ b
四、 课程的重点和要求
: {' i& A* N/ E2 ^" A5 m U第二章 复合材料概述
4 i! n. w& W+ U8 s2 c, \一、复合材料的定义和特点. u% w. D) F1 O9 G8 c) h
1、复合材料的定义
4 _7 n" C' ?& i, G3 V( X" J6 E+ ]5 S2、复合材料的特点
7 A. O/ r: k& ~2 A9 `3、复合材料的基本结构模式
0 x( M9 ?0 _, _" x; W二、复合材料的分类
/ L7 F+ V2 E; l, N' K三、复合材料的发展历史: V; B b( k7 D& `( k2 z X
四、复合材料的基本性能- w' Z, @3 [4 `4 l: `& k- {
第三章复合材料界面
* C8 J5 ^/ X9 s一、复合材料的界面( |2 N" x5 l" e( j; |1 ~ K
二、复合材料的相容性$ ~6 V/ j; a# B6 H
三、复合材料的界面理论
1 w/ ^) U0 E4 n7 G( O- Z% @四、界面结合强度的测定$ K0 Y9 l: X p [3 S8 r
1、界面结合强度的测定
" M) m" W& v+ Q0 Y1 s2、界面结合强度的表征5 t9 P( X9 }5 t9 z3 ^6 M* A
五、界面残余应力
' @) S. j7 @' n+ N3 y第四章复合材料的复合理论1 U0 t% ^1 s* Z# k$ z! T0 m
一、复合材料的增强机制
# X2 ~0 b8 g5 \* J1、颗粒增强复合材料的增强机制7 P$ H+ t9 Z$ T1 G5 P. l2 u$ ~; \3 b
2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制3 E N, E( a5 x' @6 W
二、复合材料的复合法则 — 混合定律
. R5 u" U# s; q4 N: K0 i! l1、混合定律5 J ?# w8 E1 d$ `3 S
2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
# r7 s$ @- ]7 W$ D3、短纤维增强复合材料 o) h: S- R, I7 s& w/ W& B; z3 S
第五章复合材料力学和结构设计基础9 f. g+ ^5 O# o/ j+ [
一、复合材料力学
" C* q( J/ k2 L" v5 B1、单层复合材料3 m* [2 b. |9 `% p G
2、层合复合材料$ n% S/ W- ]% Y2 c% D
二、复合材料设计 ; {$ |5 S5 ?" `0 B! w* W
1、单向层弹性常数预测公式
! m( e# f) \2 ~0 }6 w( w2 R- V2、正交层的工程弹性常数预测公式
% l7 }) U \( o( ~9 y9 W3、单向板强度预测公式+ w4 ?3 h2 S: ~$ L1 t. w
4、复合材料的强度准则5 \/ Z) p2 m# z) x g& K
5、平面正交织物复合材料的强度
' y; r) N" u3 Y* O* J5 E6、应力的转换
1 ^' G( b5 {5 n7、复合材料的其它性能
: G' |; Y! J: j! R! z第六章复合材料基体
- B! |- v1 H3 J" L一、聚合物
3 {7 a r- ?( ^ n5 p- G9 i1、热固性树脂
9 z3 i5 a# j$ k2、热塑性树脂
( z# ~/ b8 G; Q二、金属5 m0 a" B* Y @8 w- @4 ^5 r! _, |
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
9 T8 @) z# C/ J4 f! o( H& u- F( S2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）
; _$ t- f9 D. S5 K, z) e7 |3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
! F/ `2 C, p# K/ s" v) U三、陶瓷; y2 Q- T8 `9 w7 D
1、氧化物陶瓷9 L2 M5 c0 T5 |' n8 V
2、非氧化物陶瓷
& }6 H) ^* p$ g: e1 c: |3、玻璃陶瓷/ g: I: D% k; A+ n1 C0 d. k
四、碳（石墨）, n, D+ b: M6 M. G
第七章复合材料增强剂 % Z2 I$ m9 L0 `1 r. z8 V
一、复合材料增强剂的特点
: ?. i( ~5 q; \5 _9 S1 g二、纤维4 L) g+ c* V, G' m
1、无机纤维
* B0 C- X# {4 @! V2、陶瓷纤维) h9 l2 @) ~, s8 L
3、有机纤维" Z8 b! y0 A0 x N' C
4、各种纤维性能的比较7 [9 S2 J4 I; Q! l" \; {+ V7 g+ F+ N
三、晶须
) E2 t o( [& L四、颗粒
( R, O& D% r2 ]& v% J0 V0 E第八章聚合物基复合材料（PMC）
$ ]7 M+ n0 R7 W- y5 [! j一、聚合物基复合材料的分类 G! q' ^9 ~5 q
二、聚合物基复合材料的性能" t2 @& z. t7 E' k$ f
三、聚合物基复合材料的制备工艺2 I! H: I: }4 t# U
四、复合材料成型固化工艺
# B) P4 |6 `* j6 B4 Z3 M* k1、工艺性
' Y) B3 T4 G9 U2、复合材料的固化工艺过程
1 M9 A& d. w5 {! o3 |3 A$ b五、PMC的界面( u) \7 y6 g: p5 K2 Z, _% N
1、PMC的界面特点
) l" B' ?2 o: O1 {, S9 E* Q3 N2、PMC的界面表征
; l* k% u6 y: y' r7 M9 @3、PMC的界面作用机理
8 U c% S. s3 b5 g3 z4、PMC的界面设计# k8 a& L! r* M |$ Q) X
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能0 f9 {- F j) N8 d
1、静态力学性能
/ Z" t) c- i! Z' N+ g2、疲劳性能 {- m& O! ]- j K# O( P- \ X
3、冲击和韧性
. C6 J& u' \1 I七、铺层设计
) a' ^) a' w- S7 x5 O9 C1、层合板设计的一般原则5 D7 z- Y7 Z! D1 r. e, x
2、等代设计法
7 `, z- F) X' p9 O3、层合板排序设计法, e1 u5 m- A7 Y: G
4、层合板的层间问题
8 B. X) f& r# B% G" ]' t八、结构设计
+ M8 e$ r& G+ r1、明确设计条件, H/ R, X' y/ \1 \8 R; T
2、材料设计9 e0 j+ M$ w+ _6 p ]8 O( A
3、结构设计+ i9 A5 r! X% L3 g, I
第九章金属基复合材料（MMC）
/ a+ ?$ f" e& S* B, _3 u一、金属基复合材料概述
1 n- z6 g$ \$ ~0 j% M! G- p6 |" k' H9 |1、金属基复合材料的分类
+ f; c! i5 v3 `+ R9 N+ d2、金属基复合材料的研究特点
7 w, s5 k5 Z L& Q% n$ K二、金属基复合材料的制备工艺
# }" X1 @! r+ i( s' F1 a2 ^1、金属基复合材料的制备工艺概述
; f L; ]5 x( a2、先驱（预制）丝（带、板）的制备/ d1 P& G7 p7 N u+ z" ^: C, ~# C, N
3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）0 d: U0 @( @4 {- E# E% d1 D/ [
4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）! i: P1 J: x/ |+ i$ F, L, C q
5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
7 z- t+ ?! G6 W' s% u6、原位（in situ）生长（复合法）
$ q7 b+ Z1 D [# d# I- J三、金属基复合材料的界面和界面设计
4 |! {4 [5 i" h) v/ Y8 i$ j1、金属基复合材料的界面, X5 R+ [# R" V K
2、金属基复合材料的界面结合3 F1 X: e8 {/ g o( O$ }
3、金属基复合材料的界面残余应力
6 N) P' G9 ? w6 Z/ U7 p0 S四、金属基复合材料的的性能6 v' p& }, o `+ T+ a: \
1、金属基复合材料的的一般性能特点- X9 L: n' h( o7 L
2、纤维增强金属基复合材料的的性能
8 S- J0 L$ G* ?! e3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能, [! j0 n; h5 z: Q& c
第十章陶瓷基复合材料（CMC）
. a* E5 m1 N8 g一、陶瓷基复合材料概述
7 j5 W3 e) L# F; t8 F" A3 m二、陶瓷基复合材料的制备工艺0 ^/ P' A! N* w( e6 \2 E/ W/ ]
1、粉末冶金法4 N3 Z* o$ j2 Y! r9 `5 f
2、浆体法
0 Z) a5 |& z* f+ N3、反应烧结法
5 p3 m% g8 M% J6 }6 Y4、液态浸渍法
0 m( t1 f( F3 C- t5、直接氧化法
" `& D; I5 I+ u& A# k6、胶-凝胶（Sol-Gel）法3 n" P! D9 ?$ y- N8 M1 W* M6 l: P
7、化学气相浸渍5 q: \8 _* h( d+ G/ k
8、其它方法- U& A' ~2 D l+ z) B4 Q' ]: P
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
! I4 s; H# a ~1 U1、界面的粘结形式
' j4 D r3 k( u: J/ R6 Z* [" V& W7 o2、界面的作用
1 q P3 A$ E5 v) O' J0 y2 ]3、界面的改善
. N5 U# W1 p: n! S2 ?8 l四、陶瓷基复合材料的的性能0 D7 b1 ]+ w8 l& u6 R { U. e
1、室温力学性能
0 @- P! Z& u& S* F2、高温力学性能( Q# v2 K2 ?' ~
五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
" i% H$ V4 H( d, _8 E3 X; u$ G1、颗粒增韧
4 r. ~8 U& C8 x" }7 e/ J2、纤维、晶须增韧
) ~8 J0 ?# A: ]0 O8 ]8 a3 C第十一章碳碳复合材料（C/C）/ l2 z. ?! e* ]6 H5 ^
一、碳碳复合材料概述
( V* i5 G H5 c' _* Y' H二、碳碳复合材料的制备工艺
. I9 J+ R( i$ c4 N- n; Q1、碳碳复合材料的预成型和基体碳& t* E9 \1 _ P( @
2、碳碳复合材料的制备工艺
: }, M# i5 W+ Z$ \% a) V( P1 {三、碳碳复合材料的界面1 W) q) {! M8 d6 S( l6 [
1、碳碳复合材料的界面和结构
9 d( a) {; X( Z8 D1 b: R& p2、碳碳复合材料的显微组织5 ]8 q* S! D& e, X5 p
四、碳碳复合材料的抗氧化/ N. `8 j2 J. X$ T
1、碳碳复合材料的氧化* {! l# D5 N% g( Q6 u: [& D0 q1 b
2、碳碳复合材料的氧化保护原理5 S/ M1 O9 q, i9 @5 v
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
9 b0 V" T! n' B7 Z4 ~第十二章水泥复合材料
% F' U& H8 M; i/ u$ z一、水泥
$ M7 B% \1 m$ B9 V$ R, Z V1、水泥的定义和分类$ F% N: ?! E* D! M
2、水泥的制造方法和主要成分/ E4 x/ x) A0 E1 ^% P: S+ y, p
3、水泥的强度和硬化
% w% z6 v* R @' H$ S% h二、水泥复合材料
7 K. g& d S( B1 G0 B) Y1、混凝土
5 e1 x0 w [8 R: p( U, X: P2、纤维增强水泥复合材料
, o6 U! [$ l, v3、聚合物改性混凝土
9 A s- J6 L$ L5 `三、水泥复合材料的成型工艺& w( d+ x- W" n0 |3 P; c3 k% p0 I
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制1 P @+ P! w+ B3 J
2、钢筋混凝土的成型工艺
3 \4 C; o# H* k- C3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺
; y- C* y- z5 f5 u/ h, R" ~5 n4、聚合物改性混凝土的成型工艺
+ S4 {2 ~+ \' y四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
8 G" W# I5 t! d: R2 J+ u第十三章混杂复合材料3 z7 A7 E( g0 A; L$ D/ j! T
一、混杂复合材料概述% }3 M2 U. j5 Z `9 B+ r; t
二、混杂复合材料混杂方式! G. u6 w, a/ G9 z
1、单向混杂纤维复合材料" g' }' A! U" z, |- T' }
2、单向预浸料角度铺层混杂: t/ H$ c2 @1 c) C" p, F D7 i' F
3、混杂织物混杂
% G% V. b( }( ?% @: p4、超级混杂复合材料
2 s: q# r# _% J8 m% |* u5、向编织物混浊. J7 G1 n* F+ |" P: V
6、复合夹层结构2 Y& a" m& y$ n# D4 Z
三、混杂复合材料的几个概念
9 C- C! i. k* O1、混杂效应$ ]5 o1 |7 J5 \ y& k# ] K+ T
2、混杂复合材料的界面和界面数5 E; Q* P! A8 ~9 j* S1 Q! Z% P( h! ^
3、混杂比
[% `2 k7 e) C5 G4、分数度
7 D# c% Q5 }7 t+ h1 [2 f( `5、铺层形式! D1 K, z9 ]: T$ z1 ]; F% J7 d
6、临界含量8 g5 z9 u5 j+ {0 c: N* o
四、混杂复合材料的力学性能* [" `8 m1 C# i0 W$ q! j
1、弹性模量+ W z6 ?+ [+ R) [! _3 c/ r
2、横向弹性模量
6 Y# [6 `2 h$ @' X& |9 ?3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
% g4 a2 Q; b& F' m+ u4 \4、纤维的临界含量" }* o) [3 p) s, d# B. `
第十四章纳米及分子复合材料
6 C, q$ X- ]2 I) _一、纳米粉体的合成3 I2 J9 }# y. _6 g# {
1、纳米粉体的物理制备方法6 H& J3 Z% Z* H% J8 s
2、纳米粉体的的化学制备方法
9 s% m) p+ d6 p7 f$ K二、先进纳米增强剂的制备( q1 |9 w+ I) ~2 G
1、碳化硅纳米晶须
( j3 G( i0 X: O. d+ O- h' p2、碳纳米管
$ E3 h" H5 K+ P5 h2 |3、纳米碳纤维
0 D7 c3 M" d5 d7 |三、陶瓷基纳米复合材料的制备. R, b5 G E' D
1、纳米-纳米复合材料1 o* f/ o' {8 r- R1 ^
2、纳米-微米复合材料. P2 k8 |4 n' V
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法4 O0 u4 e2 q% G4 I3 K1 h
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
* ]8 ?5 @. X' n2、层间插入法( U) W, p7 Y3 ~
3、共混法
( U( G u8 I# [4、原位聚合法: c2 u) A& X& z3 m$ ~
5、分子的自组装和组装3 F/ _) W2 n: j
6、辐射合成法
% D# J6 ]) K/ R: n# D五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状# x9 j( l1 B/ l1 k
六、应用前景展望
$ Y2 b- R! `8 m: _第十五章复合材料的应用和发展2 v+ M" S6 D. J7 t( z$ K
一、复合材料的应用
4 t$ ?- E* d. ?5 B J3 z1、聚合物基复合材料的应用
9 K7 |% P9 ^# {9 S2、金属基复合材料的应用
3 ^$ {3 j |# s2 [9 \2 j3、陶瓷基复合材料的应用
1 }( h8 M d$ M+ U( q) b- `' D, D4、碳碳复合材料1 h5 h3 K# l! l- e5 x2 B( m& x* @
二、复合材料的发展
1 J2 A0 Y$ Z2 q1、复合材料的性能对比# V% b, Z/ A4 M
2、复合材料的发展趋势
+ P8 v$ R) Y# B! |" E' `* l' Q: J+ ]3 [/ c
+ W0 z7 O7 b/ |# w- \. N/ Q
1 h- G T* z7 Y( ~1 `; `; ^1 b
7 E% S/ h) @) Z% n" Q[ 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
