北京科技大学：《复合材料》课程教学资源（PPT课件讲稿，主讲：沈卫平）

复合材料 材料学院 沈卫平 13693054652 shenwp(@mater.ustb.edu.cn http.://ww.sciencenet.cn/blog/沈卫平htm

复合材料 材料学院 沈卫平 13693054652 shenwp@mater.ustb.edu.cn http://www.sciencenet.cn/blog/沈卫平.htm

>人类为了谋求生存和发展,企求用理想材料制 成新工具的愿望总是随着历史的发展不断探索不 断前进。因此,人类发展的历史就和材料的发展 的历史息息相关 研究人类历史的人们都可以清楚地知道,人类历 史上各方面的进步是与新材料的发现、制造和应 用分不开的 >历史学家把人类发展史划分为: 石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代 其后人类又发明了高分子材料、先进复合材料 和智能材料

引言 ➢ 人类为了谋求生存和发展，企求用理想材料制 成新工具的愿望总是随着历史的发展不断探索不 断前进。因此，人类发展的历史就和材料的发展 的历史息息相关。 ➢ 研究人类历史的人们都可以清楚地知道，人类历 史上各方面的进步是与新材料的发现、制造和应 用分不开的。 ➢ 历史学家把人类发展史划分为： 石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代。 其后人类又发明了高分子材料、先进复合材料 和智能材料

人类从天然物质中选择提炼出人类生活所必 要的物质而加以利用 制造这些物质有两种方法: 种是利用了化学反应的物质合成 >另一种是通过组合两种以上的物质,制成具 有更高性能的材料。用后一种方法制造出的 物质称之为复合材料

人类从天然物质中选择提炼出人类生活所必 要的物质而加以利用。 制造这些物质有两种方法： ➢ 一种是利用了化学反应的物质合成； ➢ 另一种是通过组合两种以上的物质，制成具 有更高性能的材料。用后一种方法制造出的 物质称之为复合材料

The Materials Science Tetrahedron 材料科学四面体 Structure结构 固有特性 characterization Properties测定性能 制作方法 Processing Performance使用性能 性能价格比cost( price) performance

The Materials Science Tetrahedron 材料科学四面体 结构 固有特性 制作方法 测定性能 使用性能 性能价格比Cost(price)performance

复合材料按基体材料分类 复合材料 树脂基金属基 陶瓷基 热固性热塑性 碳基 玻璃基水泥基

复合材料按基体材料分类 热固性 热塑性 树脂基 金属基 碳 基 玻璃基 水泥基 陶瓷基 复合材料

复合材料按功能分类 复合材料 结构复合材料 功能复合材料 电、磁、光、热、放射性 耐腐蚀、耐烧蚀、生物相容性、隐身等

复合材料按功能分类 力 结构复合材料 电、磁、光、热、放射性 耐腐蚀、耐烧蚀、生物相容性、隐身等 功能复合材料 复合材料

先进复合材料的发展史 40年代,玻璃纤维增强塑料(GFRP)复合 材料发展的第一代 >60~80年代,先进复合材料 复合材料发展的第二代 80~年,先进复合材料充分发展 复合材料发展的第三代

先进复合材料的发展史 ➢ 40年代，玻璃纤维增强塑料（GFRP）复合 材料发展的第一代 ➢ 6080年代，先进复合材料 复合材料发展的第二代 ➢ 80 年，先进复合材料充分发展 复合材料发展的第三代

复合材料的定义 复合材料是由两种或两种以上的固相组 分,以微观或宏观的形式组成的材料;它 具有与其组成物质不同的新的性能

复合材料的定义 复合材料是由两种或两种以上的固相组 分，以微观或宏观的形式组成的材料；它 具有与其组成物质不同的新的性能

复合材料的性能特点 比强度、比刚度(比模量)大;性能可设计 易制成结构件;各向异性、非均匀性 以聚合物基复合材料为例: 1.比强度、比刚度(比模量)大 2.耐疲劳性能好 3.减震性好 4.过载时安全性好 5.具有多种功能性 6.有很好的加工工艺性

复合材料的性能特点 比强度、比刚度（比模量）大；性能可设计、 易制成结构件；各向异性、非均匀性 以聚合物基复合材料为例： 1. 比强度、比刚度（比模量）大 2. 耐疲劳性能好 3. 减震性好 4. 过载时安全性好 5. 具有多种功能性 6. 有很好的加工工艺性

全复合材料的组成 复合材料的组成 增强相 界面相 基体相 维:长纤维、短纤维和晶须 陶瓷基 维:碎片纳米材料 金属基 维:粒子 高聚物基

复合材料的组成 一维：长纤维、短纤维和晶须 二维：碎片纳米材料 三维：粒子 增强相 界面相 陶瓷基 金属基 高聚物基 基体相 复合材料的组成