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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
8 o/ E" a4 _4 c【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月1 c4 B# l# Y' Y$ W6 I8 m' ?- o
8 _+ w- [' l; v0 i& @
【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2" S1 r, ^* \3 W0 `5 j
【备注】讲稿
& n: A$ a9 Z4 u; N) f) R% \4 y# M6 e0 z. p" c. q o
【内容概要】, I- v& X3 G5 [) P. q! y, L8 V# P
0 N/ G( C1 F% [% d# B
0 N2 n. q3 F4 L& Y6 Y( _6 K9 c
第一章前言6 w! W8 @5 ~* d( L
一、材料的发展与人类社会的进步; p" c0 S- {0 H1 f5 D% L
二、复合材料的提出9 p! b& I- L x9 k- F( K/ H
三、复合材料的发展历史和意义
# b* ?$ ]! d) P四、 课程的重点和要求
* [+ ?1 h. L( T* U+ n2 i第二章 复合材料概述6 |% L) Y' P$ V9 g; V
一、复合材料的定义和特点; P' C Q2 N" ]
1、复合材料的定义
1 R! w" C3 r* x5 s1 [$ {7 _2、复合材料的特点
" |% @3 g; V4 A3、复合材料的基本结构模式
0 G2 ]3 g6 C# J; y3 u5 Y" q, E二、复合材料的分类9 i3 }. b1 V. A" J% B
三、复合材料的发展历史
6 g* n$ u% ?6 D& o四、复合材料的基本性能
- |- X4 E4 E8 q第三章复合材料界面/ ~7 s" h: ]7 J% r
一、复合材料的界面
" n1 x* q# Z% g- G二、复合材料的相容性
9 `, t7 L" v2 p" c# F1 n三、复合材料的界面理论
2 R1 ~# O! g. I四、界面结合强度的测定
& z+ E# w% d- v$ p; P1、界面结合强度的测定
0 Y5 P! N: {- g* e0 ~, D; w3 L1 m9 |2、界面结合强度的表征
! k6 ^* p u3 c0 c五、界面残余应力# p1 @9 T, a8 F5 v/ T. z
第四章复合材料的复合理论
3 O! l5 U; Q! V3 }/ x一、复合材料的增强机制& j! V' ]+ i5 d/ a! T7 p, y
1、颗粒增强复合材料的增强机制$ E Y: b! U+ d# h: T& n& z! F
2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制
i, z2 \1 ?& x4 ~3 j& V二、复合材料的复合法则 — 混合定律
4 Q# H8 d2 ~( T9 X; k) C# U( `1、混合定律
3 S. X" Z |$ E+ a4 \4 `2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
3 G* G1 x+ n; Y+ l4 \3、短纤维增强复合材料
# v9 D0 W! l0 o% `, s第五章复合材料力学和结构设计基础
6 E4 e- D* B6 i% z& g3 b1 p一、复合材料力学
; @: C1 A6 u- Q- Q1、单层复合材料
6 S/ ?5 L3 X) ^8 P& S8 D2、层合复合材料& j% x+ N8 ]# I8 `7 k' O
二、复合材料设计
/ H- v' u4 D0 n/ g& [; f- I" X1、单向层弹性常数预测公式
) y$ t3 }1 J0 H2、正交层的工程弹性常数预测公式
( Y7 W. f# O2 q3、单向板强度预测公式
5 ^6 c; q+ I0 X. @, i4、复合材料的强度准则' ~ C5 ~9 q+ _! y% O: I5 R
5、平面正交织物复合材料的强度
8 `" a: e0 M# R1 j8 Y# r* P' P6、应力的转换! @7 j5 k; f3 q+ H* W/ j* G
7、复合材料的其它性能5 W3 {8 q+ h2 |" N1 X- q
第六章复合材料基体% Q$ _, ^1 s* l
一、聚合物
' u6 c# m" @; w$ k( @* Z1 _3 A1、热固性树脂7 o. C8 J& ?* W5 u9 L4 }
2、热塑性树脂* v( X4 Z8 _* P n3 |4 x9 d
二、金属+ `8 p. X3 t0 T, j1 o+ N9 S
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）0 v+ @" f0 B/ D5 \
2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）
) {+ P0 i' t" s3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体0 E- p0 i) [' x+ \ o$ X
三、陶瓷" Y2 v* V' Z% M6 U1 Y
1、氧化物陶瓷1 ^9 A x2 i3 ~& z4 R4 y/ a
2、非氧化物陶瓷
! I8 ?1 M( h) f% j3、玻璃陶瓷" e9 i/ A' A6 s8 v6 ?. U, i& J4 V
四、碳（石墨）
( m# X% g9 C4 @; x7 u第七章复合材料增强剂 0 o& p, U2 s9 P
一、复合材料增强剂的特点
0 e) l( c1 \( g2 T- d: e5 B二、纤维5 D$ ~7 X K, N& r/ c
1、无机纤维
1 R% P) r# _0 v* F) K; M2、陶瓷纤维4 Y: D: N) d- c; E; V
3、有机纤维4 `4 P. z( S. w$ K* s" c8 v3 b
4、各种纤维性能的比较' O, S# c1 F6 L
三、晶须
% q1 ?1 `5 X$ m( x四、颗粒
. s" X" n: v. q, u* Y7 U第八章聚合物基复合材料（PMC）: G0 n2 u1 P; P: m$ t0 T. m
一、聚合物基复合材料的分类
1 { @8 O/ X i二、聚合物基复合材料的性能
' q6 z4 s- [' F- e3 b( A三、聚合物基复合材料的制备工艺7 g# j$ U, ^* X- \8 U
四、复合材料成型固化工艺
7 a, `$ Q( k( X0 Q( q1、工艺性( b8 a2 @% U3 v
2、复合材料的固化工艺过程
1 [8 U5 Q* d* u% q7 m. @五、PMC的界面% e* g+ M. d8 {
1、PMC的界面特点
8 i' n9 J, K3 D: p2、PMC的界面表征! F6 L7 y6 t5 v: Q6 e5 U
3、PMC的界面作用机理0 p# q/ b2 o4 W
4、PMC的界面设计( w6 [/ E ^2 O: A, x% ~7 V
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
- M6 ^. i9 s5 j) _/ ]: N# w9 L1、静态力学性能7 k7 {* u# o& A( b3 t
2、疲劳性能+ I9 {2 G# o* Z) A
3、冲击和韧性
/ q' u& y1 h. I/ q七、铺层设计
: h' p5 o1 ]: ^6 m. R, W) p1、层合板设计的一般原则 B* S+ {7 S) } ]1 \ A. v, F$ q
2、等代设计法
9 y* l& J0 g) _6 o$ p3 e& \* Z3、层合板排序设计法1 [' a; |+ |8 }4 D
4、层合板的层间问题7 v% |4 k5 G) C, H( g5 }, O
八、结构设计4 Z5 u' P0 r o
1、明确设计条件9 F4 W" V9 Q; H4 G, O# j0 `! W* b
2、材料设计. n0 p) m& C; B" ?1 K
3、结构设计0 Z; j7 v, ?$ _5 t; p4 d
第九章金属基复合材料（MMC）
; o6 }0 [& x+ U0 U( j9 H. {5 d一、金属基复合材料概述
2 s [% _5 p) Y1、金属基复合材料的分类1 }7 H% M2 M+ ^1 H+ C5 m. x
2、金属基复合材料的研究特点1 c* {. T3 j* n- e' \5 B+ L
二、金属基复合材料的制备工艺
' N8 ^9 ~5 j9 B. K$ z1、金属基复合材料的制备工艺概述
2 F: d1 v4 ]( R x1 _1 K4 k2、先驱（预制）丝（带、板）的制备# L9 t& z! d W% V3 @
3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
0 j' V1 E& L% a2 S% k' r( b9 e4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）$ {. U3 ^& ~7 d5 c4 @
5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
- B! W C% W8 E( u6、原位（in situ）生长（复合法）
9 A2 I& D6 K; t三、金属基复合材料的界面和界面设计- u e0 t9 o3 ]0 g
1、金属基复合材料的界面* r( w E6 l4 V& b' i
2、金属基复合材料的界面结合
: `% A, d ?- q3、金属基复合材料的界面残余应力2 @; r& v) P6 g# Z
四、金属基复合材料的的性能) S, s: e3 w) r; E9 o+ |
1、金属基复合材料的的一般性能特点/ g" J0 w( P8 R5 s( b& g
2、纤维增强金属基复合材料的的性能% L8 J; I9 p- Q
3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能6 w" x, s: ~9 c6 i6 w5 c
第十章陶瓷基复合材料（CMC）* b* w: x+ ^- g. T
一、陶瓷基复合材料概述
: @. O8 g3 b9 x二、陶瓷基复合材料的制备工艺3 M' u% J0 R2 A& [8 J0 z D: R+ } N
1、粉末冶金法
) L* S7 ~/ u1 {4 M+ Y2、浆体法
! R# N- e& |1 x. Y& j6 D! c3、反应烧结法( W5 H* L4 ~9 c( J2 Y" `0 S
4、液态浸渍法& b2 l: L: p$ {; R
5、直接氧化法
0 `+ N/ K( B$ Y! X; N6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
; D) S" L' W0 h0 v% i+ `3 J7、化学气相浸渍
; o1 ~9 N3 I" E9 R4 c2 h% x8、其它方法# a9 \3 w* \# v u) }7 E
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
y( V% t. h y; B; l+ u1、界面的粘结形式2 R& Q/ w* p! s! v' U8 P/ d
2、界面的作用) n8 J' y/ N: O2 s: C/ m E
3、界面的改善% r+ b& j6 a2 N! o0 w Y3 [
四、陶瓷基复合材料的的性能
& e7 R$ I5 p( t3 T6 L' B1、室温力学性能. s) z- `- D) i% R
2、高温力学性能
: N3 K6 k% C( T2 r! R五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
0 _8 E+ o5 T# h* G( A1、颗粒增韧% y5 n' q. z( v
2、纤维、晶须增韧
! E7 S" Q6 v7 }9 d第十一章碳碳复合材料（C/C）3 S. a+ } B; U _" T: q
一、碳碳复合材料概述1 o! }/ h2 c* E
二、碳碳复合材料的制备工艺
5 {4 ]! C5 q( ^1、碳碳复合材料的预成型和基体碳# c) K# j/ Z5 F2 a; V0 t9 m
2、碳碳复合材料的制备工艺/ M& d( U' d. G* E0 W' b
三、碳碳复合材料的界面0 o' \9 Z% \% ?8 h! x
1、碳碳复合材料的界面和结构6 U( a4 u. t! p3 [% M4 l- \
2、碳碳复合材料的显微组织: w! ~0 u1 r4 d6 L/ E
四、碳碳复合材料的抗氧化5 z4 `; X$ U* A- I1 f
1、碳碳复合材料的氧化! g' p a2 L! M% w3 g6 C$ R
2、碳碳复合材料的氧化保护原理
0 l; o0 F- M- q) M' u ]3、碳碳复合材料的抗氧化保护
/ {, z) H+ ?# E$ _( r第十二章水泥复合材料# Z+ h: v- I2 U% N9 D
一、水泥
; g* I5 @ T& s1 |0 y* x v/ ^1、水泥的定义和分类+ S/ e/ M9 c8 F
2、水泥的制造方法和主要成分* i) j" q5 C0 i8 x- K! \5 l
3、水泥的强度和硬化( k1 [$ h7 S3 ]- y" X3 U: O8 l& \- u
二、水泥复合材料
! `! h5 u' o* H3 A. [1、混凝土0 v' G! Y6 A S' f$ \6 i5 y! ?
2、纤维增强水泥复合材料
: _; }3 n% V: M& ~, Y3、聚合物改性混凝土8 B1 }# |$ l) C; P* Y a) c
三、水泥复合材料的成型工艺# C1 h* {9 T2 d+ V F
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制4 `1 T; M! h6 X* n3 k; o9 j
2、钢筋混凝土的成型工艺6 T9 e9 C- f) J' n9 m# c L
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺( L- b0 j7 e% a# S2 P8 A
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
* P t8 l5 z" o/ M B; [四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
6 x4 @2 Z7 i0 E6 j* S第十三章混杂复合材料
7 ~2 q2 U; U C' {' u9 e7 y. ^% t一、混杂复合材料概述1 B$ L# q" [$ @
二、混杂复合材料混杂方式
+ {# {5 c& q/ a9 a- p4 x6 J1、单向混杂纤维复合材料
, v4 h1 M9 i, ~ p2、单向预浸料角度铺层混杂$ u0 O- M1 \; a4 x, U) V
3、混杂织物混杂
# n7 ?; a" p8 c {5 [4、超级混杂复合材料
T- v2 ~2 w( B" w* k. W. B5、向编织物混浊6 ^& r5 R- g+ k$ X) L( }
6、复合夹层结构
8 ?7 ?9 g' C; f5 u5 w三、混杂复合材料的几个概念/ G( h4 r* y- R
1、混杂效应7 c# {0 N1 s/ A- i; e+ b5 i
2、混杂复合材料的界面和界面数
9 {1 Y' p. H( N0 k" C3、混杂比
: V' D7 H z5 i4、分数度
5 {! t2 Q( \ G' t5、铺层形式1 k: p2 }: f( }) ^: n- x
6、临界含量
, l* ~! @9 c* O6 d- _3 k1 E四、混杂复合材料的力学性能
8 p p/ |! U, c" n* r' ?# [3 Y p1、弹性模量$ D) n: {' K" b" [
2、横向弹性模量
0 ~6 x l; _) j; d2 b0 d3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
" t* {7 G3 q4 A) o1 A' S2 P5 V4、纤维的临界含量. W6 j# g/ J- B
第十四章纳米及分子复合材料
, Y) K4 V# z1 B& M一、纳米粉体的合成; {; m2 O Q S4 S7 x6 [. i$ C; b2 I
1、纳米粉体的物理制备方法
+ E$ O, F% G7 `4 `; _& V; ^4 {. E2、纳米粉体的的化学制备方法* B% {$ ~1 ]. l
二、先进纳米增强剂的制备0 q! Q: o8 h6 u1 J x" z
1、碳化硅纳米晶须0 y, `- T4 U3 y/ \! j* I! B
2、碳纳米管
1 X9 I, W9 B" w4 Q% N# h3、纳米碳纤维
4 |" \$ \) q5 F) w三、陶瓷基纳米复合材料的制备6 y4 {0 ?1 s6 C) J" ~) q
1、纳米-纳米复合材料- [- u' T" t8 A8 N3 i1 a3 `3 {/ l1 M
2、纳米-微米复合材料) r/ c* R3 {! l. G6 G: [2 N3 V! x
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法" _7 s" U2 c- `7 j0 @/ b
1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
( z4 }4 J; _- Q c, ~! w/ A1 G2、层间插入法
4 H+ Q9 w1 S9 z l/ N- y3、共混法
3 A& _! x& x9 g8 {1 @4、原位聚合法
& m3 W, W+ [- t5 D9 H1 s5 z7 [5、分子的自组装和组装
1 C2 _1 C( ?* Z( t6、辐射合成法
6 @- |* ^! r: [7 u8 l8 C五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状
[/ a5 A% U& h7 D p+ }六、应用前景展望
5 L2 n; H% A) V. w& I% p第十五章复合材料的应用和发展
2 Q8 x2 a h8 t& q一、复合材料的应用7 Z+ q0 ^ Z# _
1、聚合物基复合材料的应用- I& o0 u' D: y7 k Z3 C
2、金属基复合材料的应用
! o: s' p2 ]' _8 c2 o! P3、陶瓷基复合材料的应用
* G& E9 @+ X: p8 a2 g4、碳碳复合材料 ^: z) S+ z; {) [ N
二、复合材料的发展/ e' v( H5 b6 C' J" q
1、复合材料的性能对比& W( W( N8 o& i9 i; ?% n
2、复合材料的发展趋势
}/ L; C: `. K1 o9 j4 O, R6 `* m% K, G# z
' p: h7 @/ |2 l5 B8 K6 h5 l& @
! {& j& h1 j; k
2 D8 r5 h5 p5 U: O/ Y9 e[ 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
