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复合材料是什么











复合材料:由两个或两个以上的独立物理相,包含基体材料和增强材料所组成的一种固体产物。复合材料分三类:天然复合材料,如木材、骨骼、肌肉等;细观复合材料,如合金、增强塑料等;宏观复合材料,如钢筋混凝土等。适合于工程结构的复合材料有下列三个特点:

(1) 含两种或两种以上物理性质不同并可用机械方法分离的材料;

(2) 可人为控制将一种材料分布到其它材料中,以达最佳性能;

(3) 性能优于单独组分材料,并具独特性能。

工程上生产与应用的复合材料内含两类材料:增强材料与基体材料。如复合材料玻璃钢,其所用的树脂为基体材料,是分散介质;增强材料为玻璃纤维,是分散相;另外在增强材料与基体树脂之间还有第三相,即它们的界面。这三个单元的有机组合,使所制成的玻璃钢复合材料具有单独组分所不可能具备的优异性能。这也是复合材料得到飞速发展的主要原因之一。

增强材料:提供强度与刚度。 形态:多为纤维状。 材质:玻璃纤维、碳纤维、芳伦(Kevlar)纤维、硼纤维、碳化硅纤维等。

基体材料:将增强材料粘接成固态整体,保护增强材料,传递荷载,阻止裂纹扩展。

材质:合成树脂(分为热固性树脂与热塑性树脂);金属;陶瓷;水泥等。

根据基体的不同复合材料又可细分为:

聚合物基复合材料,又称纤维增强塑料。分为纤维增强热固性塑料FRP与纤维增强热塑性塑料FRTP。应用最广的为玻璃纤维增强塑料GRP(Glass Reforced Plastics);

金属基复合材料:如连续或非连续硼纤维、碳纤维增强铝镁、钛、镍等金属基体;

陶瓷基复合材料:如碳纤维、碳化硅(SiC)晶须增强陶瓷,极大提高了陶瓷的韧性(提高断裂韧性最高可达9倍以上);

水泥基复合材料:如碳纤维、玻璃纤维、植物纤维增强水泥等;碳纤维增强碳基体称为C/C复合材料。

上述各种复合材料,目前全世界产量最大应用最广的是聚合物基复合材料。

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