《材料化学导论》课程教学课件（讲稿）07 高性能复合材料

第7章高性能复合材料 1 复合材料的定义、分类和特点 2 复合材料复合理论 3 金属基复合材料(MMC) 4 陶瓷基复合材料 5 聚合物基复合材料

Logo 复合材料的定义、分类和特点 第7章 高性能复合材料 1 2 复合材料复合理论 3 金属基复合材料（MMC） 4 陶瓷基复合材料 5 聚合物基复合材料

7.1复合材料的定义、分类和特点>7.1.1复合材料定义>7.1.2复合材料的特点>7.1.3复合材料的结构与表示方法>7.1.4复合材料的分类>7.1.5复合材料与传统材料的主要区别>7.1.6复合材料的应用

Logo 7.1复合材料的定义、分类和特点  7.1.1 复合材料定义  7.1.2 复合材料的特点  7.1.3 复合材料的结构与表示方法  7.1.4 复合材料的分类  7.1.5 复合材料与传统材料的主要区别  7.1.6 复合材料的应用

87.1复合材料的定义、分类和特点7.1.1 复合材料定义国际标准化组织：由两种或两种以上在物理和化学性质上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。《材料科学技术百科全书》：复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等儿类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。它既保留原组成材料的重要特色，文通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能，与一般材料的简单混合有本质区别。材料科学与工程学院

 国际标准化组织：由两种或两种以上在物理和化学性质上 不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料。  《材料科学技术百科全书》 ：复合材料是由有机高分子、 无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成 的新型材料。它既保留原组成材料的重要特色，又通过复 合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使 各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性 能，与一般材料的简单混合有本质区别。 Logo 7.1.1 复合材料定义 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

37.1复合材料的定义、分类和特点《材料大词典》：复合材料是根据应用进行设计，把两种以上的有机聚合物材料或无机非金属材料或金属材料组合在一起，使其性能互补，从而制成的一类新型材料。复合材料的特点之一是不仅保持原组分的部分优点，而且产生原组分所不具备的新性能；特点之二是它的可设计性，通过对原材料的选择、各组分分布的设计和工艺条件的保证等，使原组分材料的优点互相补充，同时利用复合材料的复合效应使之出现新的性能，最大限度地发挥优势。材料科学与工程学院

 《材料大词典》：复合材料是根据应用进行设计，把两种以 上的有机聚合物材料或无机非金属材料或金属材料组合在一 起，使其性能互补，从而制成的一类新型材料。复合材料的 特点之一是不仅保持原组分的部分优点，而且产生原组分所 不具备的新性能；特点之二是它的可设计性，通过对原材料 的选择、各组分分布的设计和工艺条件的保证等，使原组分 材料的优点互相补充，同时利用复合材料的复合效应使之出 现新的性能，最大限度地发挥优势。 材料科学与工程学院Logo §7.1复合材料的定义、分类和特点

87.1复合材料的定义、分类和特点7.1.2复合材料的特点根据以上定义可知，复合材料应具有以下的特点：1复合材料是两种或两种以上不同性能的材料组元或相组成的混合物；复合材料的组元和相对含量是经人工选择和设计的：3组成复合材料的某些组元在复合后仍然保持其固有的物理和化学性质（区别于化合物和合金）；4复合材料中各组元不但保持各自的固有特性，而且可最大限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不具备的优良特殊性能复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。材料科学与工程学院

根据以上定义可知，复合材料应具有以下的特点： ① 复合材料是两种或两种以上不同性能的材料组元或相组成 的混合物； ② 复合材料的组元和相对含量是经人工选择和设计的； ③ 组成复合材料的某些组元在复合后仍然保持其固有的物理 和化学性质（区别于化合物和合金）； ④ 复合材料中各组元不但保持各自的固有特性，而且可最大 限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不 具备的优良特殊性能。 ⑤ 复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。 Logo 7.1.2 复合材料的特点 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

87.1复合材料的定义、分类和特点7.1.3复合材料的结构与表示方法复合材料由三种相组成：增强相、基体相和界面相。。增强相：在复合材料中主要承受外加载荷。通常具有较高的强度、模量、硬度和脆性。在复合材料中呈分散形式，被基体相隔离包围。也称分散相。基体相：也叫连续相。在复合材料中主要起支撑和保护增强相的作用。在复合材料承受外加载荷时，基体相以剪切变形的方式向增强相分配和传递载荷的作用。）界面相：增强相与基体相之间的界面区域因其特殊的结构和组成被称为界面相。材料科学与工程学院

复合材料由三种相组成：增强相、基体相和界面相。  增强相：在复合材料中主要承受外加载荷。通常具有较高的 强度、模量、硬度和脆性。在复合材料中呈分散形式，被基 体相隔离包围。也称分散相。  基体相：也叫连续相。在复合材料中主要起支撑和保护增强 相的作用。在复合材料承受外加载荷时，基体相以剪切变形 的方式向增强相分配和传递载荷的作用。  界面相：增强相与基体相之间的界面区域因其特殊的结构和 组成被称为界面相。 Logo 7.1.3 复合材料的结构与表示方法 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

87.1复合材料的定义、分类和特点复合材料表示方法：口增强相（名称、化学符号、专用代号）/基体相（名称、化学符号、专用代号）口如：碳纤维增强铝复合材料，碳/铝或CIAI材料科学与工程学院

 增强相（名称、化学符号、专用代号）/基体相（名称、化学 符号、专用代号）  如：碳纤维增强铝复合材料，碳/铝 或 Cf /Al 复合材料表示方法： 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

87.1复合材料的定义、分类和特点7.1.4复合材料的分类按照使用功能分：（1）结构复合材料主要用于受力构件：（2）功能复合材料具备各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、摩擦、屏蔽等）。按照基体材料分类（1）聚合物基复合材料：以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等）为基体；（2）金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体；（3）无机非金属基复合材料：以陶瓷材料为基体。材料科学与工程学院

 按照使用功能分： （1）结构复合材料主要用于受力构件； （2）功能复合材料具备各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、摩擦、 屏蔽等）。  按照基体材料分类 （1）聚合物基复合材料:以有机聚合物（热固性树脂、热塑性树脂及橡胶 等）为基体； （2）金属基复合材料：以金属（铝、镁、钛等）为基体； （3）无机非金属基复合材料：以陶瓷材料为基体。 Logo 7.1.4 复合材料的分类 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

37.1复合材料的定义、分类和特点按照增强体几何形态分：（1）纤维增强复合材料：a.连续纤维复合材料：作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的边界处；b.非连续纤维复合材料：短纤维、晶须无规则地分散在基体材料中：(2)颗粒增强复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中：（3）板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。其他增强体：层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体材料科学与工程学院

 按照增强体几何形态分： （1）纤维增强复合材料： a.连续纤维复合材料：作为分散相的长纤维的两个端点都位于复合材料的 边界处； b.非连续纤维复合材料：短纤维、晶须无规则地分散在基体材料中； （2）颗粒增强复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中； （3）板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与 基体复合而成。  其他增强体：层叠、骨架、涂层、片状、天然增强体 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点

87.1复合材料的定义、分类和特点7.1.5复合材料与传统材料的主要区别复合材料的性能具有可设计性a)材料与构件制造的一致性b)叠加效应C)依靠增强体与基体性能的叠加（或互补）使复合材料获得一种新的、独特而优于各单元组分的简单混合物的性能，这就是叠加效应。材料科学与工程学院

a) 复合材料的性能具有可设计性 b) 材料与构件制造的一致性 c) 叠加效应 依靠增强体与基体性能的叠加（或互补）使复合材料获得 一种新的、独特而优于各单元组分的简单混合物的性能， 这就是叠加效应。 Logo 7.1.5 复合材料与传统材料的主要区别 材料科学与工程学院 §7.1复合材料的定义、分类和特点