《机械制造基础》课程PPT教学课件（机械工程材料）第十一章 复合材料

第十一章复合材料骼体用了品强复合材料仪重复合材料是由两5220公斤，航进高达每小时44.5公里种或两种以上化学性质或组织结复合材料船体构不同的材料组合而成的材料

第十一章 复合材料 ⚫ 复合材料是由两 种或两种以上化 学性质或组织结 构不同的材料组 合而成的材料。 复 合 材 料 船 体

复合材料是多相材料，主要包括基体相和增强相基体相是一种连续相，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用。增强相起承受应力（结构复合材料)和显示功能（功能复合材料）纤维增强高分子复合材料的作用

⚫ 复合材料是多相材料，主要包括基体相和增强相。 ⚫ 基体相是一种连续相，它把改善性能的增强相材料固 ⚫ 结成一体，并起 传递应力的作用。 ⚫ 增强相起承受应 力（结构复合材 料）和显示功能 (功能复合材料) 的作用。 纤维增强高分子复合材料

概述第一节复合材料的分类1、按基体材料分类，可分为聚合物基、F陶瓷基和金属基复合材料SiC颗粒30μm增强相三种类型2、按增强相形状分类，可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材Al,0,片5um料和层状复合材料。3、按复合材料的性能分类，可分为结构复合材料和功能复合材料20mAO纤维

第一节 概述 ⚫ 一、复合材料的分类 ⚫ 1、按基体材料分类，可分为聚合 物基、陶瓷基和金属基复合材料。 ⚫ 2、按增强相形状分类，可分为纤 维增强复合材料、粒子增强复合材 料和层状复合材料。 ⚫ 3、按复合材料的性能分类，可分 为结构复合材料和功能复合材料。 SiC颗粒 Al2O3片 Al2O3纤维 增 强 相 三 种 类 型

复合材料的特点(01xu)05其中纤1、比强度和比模量高维增强复合材料的最高。o'S07tolxu2、碳纤维增强比强度比较抗疲劳性能好20材料.,可达b的70~80%。因纤维对疲劳裂纹扩展有阻碍作用3、1复合材料中减振性能良好炭碳灯硼钛钢铝玻纤维\树脂纤维\树脂璃纤维\树脂的大量界面对振动有反射吸收作用，不易产生共振。4高温性能好

⚫ 二、复合材料的特点 ⚫ 1、比强度和比模量高 其中纤 维增强复合材料的最高。 ⚫ 2、抗疲劳性能好 碳纤维增强 材料  - 1可达  b 的70~80% 。因纤 维对疲劳裂纹扩展有阻碍作用 。 ⚫ 3、减振性能良好 复合材料中 的大量界面对振动有反射吸收 作用，不易产生共振。 ⚫ 4、高温性能好。 比强度比较 碳纤维\ 树脂 硼纤维\ 树脂 玻璃纤维\ 树脂 钛 钢 铝

第二节粒子与层状增强复合材料粒子增强复合材料一、粒子增强复合材料是将粒子高度弥散地分布在基体中，使其阻碍导致塑性变形的位错运动（金属基体）和分子链运动（聚合物基体）。卫星用颗粒增强铝这种复合材料是各向同性的基复合材料零件

第二节 粒子与层状增强复合材料 ⚫ 一、粒子增强复合材料 ⚫ 粒子增强复合材料是将粒子 高度弥散地分布在基体中， 使其阻碍导致塑性变形的位 错运动(金属基体)和分子链 运动(聚合物基体)。 ⚫ 这种复合材料是各向同性的。 卫星用颗粒增强铝 基复合材料零件

聚合物基粒子复合材料如酚醛树脂中掺入木粉的电木、碳酸钙粒子改性热塑性塑料的钙塑材料（合成木材）等。粒子增强SiC陶瓷基复合材料陶瓷基粒子复合材料如氧化增韧陶瓷等。颗粒增强铝基泡沫复合材料碳黑增强橡胶

⚫ 聚合物基粒子复合材料如酚 醛树脂中掺入木粉的电木、 碳酸钙粒子改性热塑性塑料 的钙塑材料(合成木材)等。 ⚫ 陶瓷基粒子复合材料如氧化 锆增韧陶瓷等。 粒子增强SiC陶瓷基复合材料 颗粒增强铝基泡沫复合材料 碳黑增强橡胶

金属基粒子复合材料文称镍、金属陶瓷，是由钛、钻、铬等金属与碳化物、硼化物氧化物、氮化物、等组成的非均质材料硬质合金组织（Co+WC)硬质合金刀碳化物金属陶瓷作为工具材料已被广泛应用，称作硬质合金。硬质合金通常以Co、Ni作为粘结剂，WC、TiC等作为强化相

⚫ 金属基粒子复合材料又称 金属陶瓷，是由钛、镍、 钴、铬等金属与碳化物、 氮化物、氧化物、硼化物 等组成的非均质材料。 ⚫ 碳化物金属陶瓷作为工具 材料已被广泛应用，称作 硬质合金。硬质合金通常 以Co、Ni作为粘结剂， WC、TiC等作为强化相。 硬质合金组织(Co+WC) 硬质合金铣刀

硬质合金主要有钨钻硬质合金模具(YG)和钨钻钛(YT)两类。牌号中，YG后的数字为含Co量，YT后的数字为碳化硬质合金轴承刀具钛含量。硬质合金硬度极高且热硬性、而耐磨性好，一般做成刀片，镶在刀体上使用

⚫ 硬质合金主要有钨钴 (YG)和钨钴钛(YT) 两类。牌号中，YG 后的数字为含Co量， YT后的数字为碳化 钛含量。 ⚫ 硬质合金硬度极高， 且热硬性、耐磨性好， 一般做成刀片，镶在 刀体上使用。 硬质合金模具 硬质合金轴承刀具

层状复合材料层状复合材料是指在基体中含有多重层片状高强高模量增强物层状陶瓷复合材料断口形貌的复合材料HMRR这种材料是各向Face shee:三明治复合异性的（层内两Honeycomb如碳维同性)。Adresive化硼片增强钛、胶合板等。FabricatedsancwichFacesheetpanel

⚫ 二、层状复合材料 ⚫ 层状复合材料是指在 基体中含有多重层片 状高强高模量增强物 的复合材料。 ⚫ 这种材料是各向 异性的(层内两 维同性)。如碳 化硼片增强钛、 胶合板等。 层状陶瓷复合材料断口形貌 三明治复合

双金属、表面涂层等也是层状复合材料。结构层状材料根据材质不同，分别用于飞机制造运输及包装等蒙皮有TiN涂层的高尔夫球头粘结层蜂窝结构有TiN薄层的Ti板铝合金蜂窝夹层板层状复合制成的蜂家121780582

⚫ 双金属、表面涂层等也是层状复合材料。 ⚫ 结构层状材料根据材质不同，分别用于飞机制造、 运输及包装等。 有TiN涂层的 高尔夫球头 层 状 复 合 铝 合 金 蜂 窝 夹 层 板