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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials ! I4 B8 \- j. Q1 w3 ~1 z
【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月: V" Q; n2 |. a, w$ k
o! y+ T. u; Q9 S" x4 o9 Q% m
【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2( O, G5 w. q4 i) M ^! |' [
【备注】讲稿
; K# k0 F0 E$ q0 d, r% K* B5 t
【内容概要】
/ }& w! a6 U% s% N+ ]& K5 s1 A( }- ^4 Q2 d+ z
* T" ~, X* G, `: ]/ d O第一章前言2 x1 F# ?6 f3 u5 L/ Q
一、材料的发展与人类社会的进步
" g; j+ Z* m& t/ w二、复合材料的提出2 @) J% f& F1 K- C- n
三、复合材料的发展历史和意义
8 y3 _" b4 P; g7 l* s* J# K; R/ Q8 |9 t四、 课程的重点和要求
4 j. K( e: b% o* ~; A0 E# w第二章 复合材料概述. P! A, M6 J' V: h
一、复合材料的定义和特点
+ X4 A m" D# {+ L1、复合材料的定义! x! ?+ ^1 r+ U6 l" h
2、复合材料的特点
; E$ J( \! d# [7 B6 f$ s3、复合材料的基本结构模式
1 B4 U2 E O. e( }6 p- G! a二、复合材料的分类
1 t2 U3 O0 T, q# E! B; h三、复合材料的发展历史
/ I: E- q, b9 y% r8 l" B9 @' H四、复合材料的基本性能
: X; Z" }: N( a6 q9 V2 R4 O第三章复合材料界面
, R# v9 Y; g' p% u3 m一、复合材料的界面; h) M/ }4 N: Z! g5 |! H
二、复合材料的相容性( K( k: M$ Q7 A# A, S5 B
三、复合材料的界面理论1 b2 M& j8 n6 B+ e8 W/ l
四、界面结合强度的测定
q) ~! H; v0 ], Q! I; _2 U1、界面结合强度的测定
: L6 C3 |# j) A" F2、界面结合强度的表征
6 W' \. `, b6 W6 P! W. W; z五、界面残余应力
/ A) V }9 G% {- R5 H, Q8 }4 u第四章复合材料的复合理论
4 r! J" |* O4 r/ S/ @" Y一、复合材料的增强机制
8 J) B+ g9 g8 K" ?- `' T; v1、颗粒增强复合材料的增强机制4 t5 P) S8 I9 x5 R( u
2、纤维(包括晶须、短纤维)增强复合材料的增强机制
) H# s1 t2 Q! C* K二、复合材料的复合法则 — 混合定律
6 i: ^; \& k; ^; a7 p& K1、混合定律" y2 r/ O1 @1 F4 V
2、连续纤维单向增强复合材料(单向板)1 C) s. B3 Y- b
3、短纤维增强复合材料) l9 c% l5 N* a# S& l& F" `& P L
第五章复合材料力学和结构设计基础4 G( M3 C" S* _. L$ C. }. S
一、复合材料力学
) U$ D5 k j. V& v1、单层复合材料
6 y5 E1 h9 o# I, r" Y" Q2、层合复合材料
: u) b1 W% C S二、复合材料设计
: e% n5 |: E* G$ U4 A$ \6 B1、单向层弹性常数预测公式# q( U% \6 l% v" e6 J2 J
2、正交层的工程弹性常数预测公式
9 u( z/ @8 m% D1 ?3、单向板强度预测公式
5 v2 |+ M6 T" k4、复合材料的强度准则
6 b: ]' v+ Z, y5 @% v- O, {/ e5、平面正交织物复合材料的强度% G$ d: ] k8 ~0 A
6、应力的转换
. W8 \& }! m9 S" X5 T7、复合材料的其它性能
3 B' @& y" b- L9 Q0 D第六章复合材料基体$ z9 N5 P' g5 o* \3 o
一、聚合物
- J) M4 W1 }& I4 P2 a1、热固性树脂
7 b4 X9 h/ S0 Q" O9 @2、热塑性树脂6 n2 X5 ]# _: P5 S
二、金属' w. e2 w- y- S6 b9 o, ]$ e& A8 k' f
1、用于450°C以下的轻金属基体(铝、镁及其合金)3 u \: E& a' V$ d9 S
2、用于450~750°C复合材料的金属基体(钛及其合金): z/ P. @; r S0 d
3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
. Q' e, x: e8 K0 Z$ K$ N) a4 c三、陶瓷
[# N5 h3 ~) n; r* Z; Y5 V1、氧化物陶瓷$ \6 |$ h* j5 K. }3 i& c
2、非氧化物陶瓷
3 h- W3 b& R+ V5 _* W& k5 E3、玻璃陶瓷
, @# f1 l5 ?5 P6 T( S U四、碳(石墨)
# M: o2 ]$ i0 M1 J: k. @' H5 `# M# _第七章复合材料增强剂 ' Y; \. O/ `8 H6 b( g. ?3 n: J
一、复合材料增强剂的特点+ U+ D9 I* S; m1 V& h. _6 G
二、纤维
8 ]* a' p' q- U1、无机纤维
1 Y/ P6 m" U+ _5 u. w9 [& i2、陶瓷纤维. ?7 y5 P1 B& l, F! v& n+ z" R
3、有机纤维7 E. G; P; ?' i
4、各种纤维性能的比较/ w9 S, i+ m) m, {. J8 c$ e
三、晶须
8 ?# a: [ Q- l$ g5 F1 |6 P四、颗粒8 b+ d3 e$ ?" X5 @ }' _
第八章聚合物基复合材料(PMC)
6 C& C; O3 S8 k4 W3 T+ |一、聚合物基复合材料的分类
s6 L% N2 H) L/ e: Q# O1 l# x1 |* C! {二、聚合物基复合材料的性能
5 `. b4 l7 w! W" u0 w$ _2 i三、聚合物基复合材料的制备工艺6 H, E- l2 L* X1 p! ^
四、复合材料成型固化工艺
. D1 O8 D" ^- P8 r1 ?; \7 |/ M- _1、工艺性
1 Z- @1 m( ] c! Z; O7 U2、复合材料的固化工艺过程
. t7 D; z( S" R! K: W- ^4 p五、PMC的界面
: D0 _: r( |) n1、PMC的界面特点
! Y+ [& E5 {: W* E2 [' ?4 s2、PMC的界面表征
" ?7 }9 O. j' M4 v1 O& u$ X- l3、PMC的界面作用机理
) V+ l) f- R5 X- W0 k/ _0 l ?( Y2 x4、PMC的界面设计
% g# S* _% ]& d; S, X! ~, K( P6 ]六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
+ \ P7 R4 A$ p1、静态力学性能7 G$ t! G! A" d+ ~0 t' j
2、疲劳性能
" M4 d- k% k7 c- E3、冲击和韧性* _; k; Q" B2 B) @+ [5 o
七、铺层设计
/ |. n7 y/ U# v9 q1、层合板设计的一般原则
/ H+ j. U5 @. S2、等代设计法0 R& |" X9 P5 C
3、层合板排序设计法8 |) P5 i- o4 E. N6 o
4、层合板的层间问题% W% @% F, y: S" H3 k- [
八、结构设计9 D2 N$ m: ?! m5 [ e6 M) ~
1、明确设计条件
. a9 {/ d2 p! T2、材料设计
7 W1 u* Q+ ]2 h( I; K3、结构设计
) j8 o4 b, m7 b3 }( |第九章金属基复合材料(MMC)" L5 F* q% r/ }) X4 [
一、金属基复合材料概述
7 x2 ^0 W/ x% k1、金属基复合材料的分类2 k' T; W% H5 d) P1 m9 R, |! J
2、金属基复合材料的研究特点- O, c* e2 `3 y
二、金属基复合材料的制备工艺: x+ \% x. @9 W3 L2 j' w
1、金属基复合材料的制备工艺概述# {& s0 ~% ]1 |0 W7 [! A3 W6 f8 h
2、先驱(预制)丝(带、板)的制备( G, b( `9 {) K7 Z) @; H* i; _
3、固态法(连续增强相金属基复合材料的制备工艺)
( h2 a1 f: A- w9 J4、液态法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)
5 e* U: q, v: U9 B' t# {5、粉末冶金法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)
" H0 V& m( q7 O+ R6、原位(in situ)生长(复合法)1 ?& ^4 p7 a/ a9 `0 P% |
三、金属基复合材料的界面和界面设计4 q: o, o C8 p. l
1、金属基复合材料的界面9 X& ^6 N: ~. O7 M- m; D
2、金属基复合材料的界面结合
' W3 Z6 p8 ^0 U- _/ V3、金属基复合材料的界面残余应力
, G9 w( l- x# n( d四、金属基复合材料的的性能! s4 V& w Q" l. m. G, K G' ^2 p
1、金属基复合材料的的一般性能特点( S4 x! i2 [* s4 a) c
2、纤维增强金属基复合材料的的性能
- @' M9 U: o* [3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
/ g( _* M+ t5 p) I第十章陶瓷基复合材料(CMC)+ m3 R4 A( |% Z/ X1 b7 u
一、陶瓷基复合材料概述8 M& e. w0 X0 j0 U, Y9 o' y0 Q
二、陶瓷基复合材料的制备工艺
/ K: D4 p) m5 v, }7 M7 J% P% ?1、粉末冶金法
# `* q4 }6 h: `) h2、浆体法0 C2 a% ~$ [3 _% _. M
3、反应烧结法0 i! f8 o8 ?% p; h; ?! C
4、液态浸渍法9 ~# z+ n% D J# L
5、直接氧化法
' N c" a, p) `6、胶-凝胶(Sol-Gel)法3 d! x2 u0 i# N# c" P
7、化学气相浸渍
; F" }. N' C$ A8 a9 F: f2 ?8、其它方法2 Q7 P& n! p* p" m y. Y z
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计! g2 ?. B2 D2 C; s/ h' G& P. c
1、界面的粘结形式
" e7 A. i: M' v" r2、界面的作用* J& @9 i$ H! ~7 q! o
3、界面的改善$ T5 e4 @, k1 Z& ]' X8 {& U8 ~
四、陶瓷基复合材料的的性能' d' [$ h- @2 F z, ]# i+ P! p& \
1、室温力学性能
+ l/ F& x0 f p" P6 s+ r! g2、高温力学性能
" M3 I3 z* \3 m, J+ h五、陶瓷基复合材料的的增韧机制- m; |6 B$ x) i# ^5 z. E8 F9 N, {
1、颗粒增韧! l( o( t4 P0 Q1 D
2、纤维、晶须增韧
- j6 ?5 T: S& Y; `+ t& R# S5 L第十一章碳碳复合材料(C/C)0 [8 l: n6 y' ]" {
一、碳碳复合材料概述
+ o% f; Z( J, Q4 R& L二、碳碳复合材料的制备工艺
' R2 n3 o/ _4 _( k" V1、碳碳复合材料的预成型和基体碳' z/ o# c" G% g
2、碳碳复合材料的制备工艺
" r' m2 n. ?8 E% w1 G" y$ t三、碳碳复合材料的界面6 L- E7 q! B) ? S
1、碳碳复合材料的界面和结构
: q7 d6 E; j1 K0 R1 m& l/ r2、碳碳复合材料的显微组织
1 U( A& N; X) T: x7 P Q5 _9 ~/ x四、碳碳复合材料的抗氧化* t% v+ ?1 Y# `, ?0 L4 c+ Z
1、碳碳复合材料的氧化
3 {+ [& g3 X$ I2、碳碳复合材料的氧化保护原理, x7 O" T# Z( ]; L. K J
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
3 n2 c. c* a; l第十二章水泥复合材料. R4 m0 `* D6 S: _; h! q
一、水泥
$ G% n$ S! I0 Z+ U3 Z- U- ]! V" f1、水泥的定义和分类
* D! [, Q: f0 J9 Q, P: b2、水泥的制造方法和主要成分, k6 n2 u8 _+ Y m; F6 k8 l7 V, `/ \
3、水泥的强度和硬化
0 Z0 Z9 c/ U4 t5 S2 u- J4 V( A2 V5 [二、水泥复合材料
% n0 }" q1 {0 [( e0 o& k5 V1、混凝土
; K! }2 X+ T! [! d* d2、纤维增强水泥复合材料3 ]+ F- J Y5 }: t. [2 N. y
3、聚合物改性混凝土
: J0 [' }$ c; W G: w, G6 v5 @三、水泥复合材料的成型工艺1 S* ?" a. D: F, n
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制
, G2 f7 G9 z, L" d5 M2、钢筋混凝土的成型工艺
4 g) Y$ m T3 g" r9 @3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺7 v8 ~# c/ a" N: Q+ V
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
0 M+ ]) j% v+ q9 M0 R8 t四、(钢筋混凝土)纤维/基体的界面
" j$ C/ K+ U. t* n1 B8 n5 g第十三章混杂复合材料: c5 K* n0 H6 e
一、混杂复合材料概述5 [* D4 e9 H" z9 i* C8 a# o
二、混杂复合材料混杂方式5 C1 g0 [" d/ x" c( C
1、单向混杂纤维复合材料 I$ J5 B4 ~( U8 K# X. y
2、单向预浸料角度铺层混杂
# g9 j: r, }6 T. y3 @6 C2 ?3、混杂织物混杂% P/ t" H+ a/ a
4、超级混杂复合材料; }/ v2 o9 z. r% ^1 x8 E
5、向编织物混浊
( q! A r: |8 d0 D! a5 T9 A6、复合夹层结构
3 `3 V& {0 ~2 ^' X三、混杂复合材料的几个概念1 k3 M# A: L* V+ a; k8 o: u F8 g
1、混杂效应' Q: Q2 F1 n0 }& J. i
2、混杂复合材料的界面和界面数
0 y5 Z: P; |' Z# Z9 d3、混杂比
! s3 D4 K0 R& c% W4、分数度
- {. ~- O& t; M5、铺层形式
/ ]( q4 @. q- \7 e( M p+ p2 v6、临界含量9 R: E* J$ D! k4 |, E
四、混杂复合材料的力学性能
4 R- r r( K0 A6 p2 f1、弹性模量
8 ~, H6 \ J& i( N7 H: Q4 [2、横向弹性模量9 c$ I# l" b# O+ P
3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
% V' Z# r& V% [4、纤维的临界含量- p# g- S" r) m I$ }2 j: W1 v# i% y
第十四章纳米及分子复合材料
+ P; Z8 g, C2 \! ^$ e% L一、纳米粉体的合成
* l. b5 x$ F4 T; ^% c; i; u1、纳米粉体的物理制备方法
$ r# h: M. l2 J& S9 K2、纳米粉体的的化学制备方法
* E5 b% j, R Y# e5 ^二、先进纳米增强剂的制备
. w K& S: g: z( V V1、碳化硅纳米晶须
# k: n$ o% w6 _$ g6 s% M( a. H2、碳纳米管& L# x/ E" j% y2 O1 e" }
3、纳米碳纤维
" p/ E; J, i% E9 C) C9 b三、陶瓷基纳米复合材料的制备, D* P$ R, ~9 P& |9 H9 _; V
1、纳米-纳米复合材料- Y U5 J9 h+ C1 X
2、纳米-微米复合材料
r, U7 T/ h% l4 B$ `四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法- l$ k' j" A' k3 h
1、溶胶-凝胶(Sol-Gel)法
; u* G, [; b7 H$ Z$ B( ^2、层间插入法
; M5 z5 ]# r& b* r& k$ T- i3、共混法4 D: {! v6 G- G
4、原位聚合法
" s; ?, K2 N9 t( C5、分子的自组装和组装$ G7 [7 w+ |) Y3 U' `
6、辐射合成法# r) t, T$ x( Y0 U" r R
五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状+ A" ^. u3 V) y1 l. @
六、应用前景展望
( n) H6 I2 B3 v) D' A第十五章复合材料的应用和发展: z, h- Z# O1 C* O6 _! ~
一、复合材料的应用9 C( x# m% J! T$ |; c3 E% k8 [
1、聚合物基复合材料的应用! q3 `% N e& C; Y
2、金属基复合材料的应用" ~7 Q: U0 P5 g9 I9 M8 a
3、陶瓷基复合材料的应用
, {1 c. U, c; f# J9 L+ R4 ~' D& O4、碳碳复合材料& O, m4 F; r6 T1 W/ x- T
二、复合材料的发展 @/ f& U+ Z+ Y+ q2 h+ B* H
1、复合材料的性能对比/ B h) e2 }7 F: r y
2、复合材料的发展趋势
5 M) y9 _8 F; `& b0 b/ w7 e- L3 v, q0 M7 x- H8 w7 {- p U
! c" i/ ]% J- n' i; }- h. b; `& b4 k/ v1 P: M, Y
1 [9 e, R3 V2 n2 `& ^' x2 _, y[ 本帖最后由 云动风清 于 2009-11-11 12:00 编辑 ] |
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