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【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
1 Y4 j9 o1 S3 y9 Z4 J【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月6 z* R" k9 @8 V/ r+ z& p
8 f7 p8 o/ M. d! ?【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2" \+ l$ K: {3 f' j8 }
【备注】讲稿% d4 U7 y _6 ? _' C
4 Y6 `! J+ P+ ~7 s7 D7 b【内容概要】& j$ e3 H! l5 [0 k( V2 Z. W
2 M- g5 U h; w: {8 j
/ e$ y- J% ?5 o% e4 ?% R* e
第一章前言 ~: U3 @. t6 F$ W% U
一、材料的发展与人类社会的进步' F3 i4 Z2 r. m7 @" V" K% h3 d
二、复合材料的提出: i7 N4 M2 M1 {/ O& \( r/ P
三、复合材料的发展历史和意义+ v. T, z1 M; g! E+ I! I
四、 课程的重点和要求6 S6 Y; S; u& ^! }/ R0 D
第二章 复合材料概述
y0 i S& }- [5 j) ^+ \ W一、复合材料的定义和特点
/ [2 F' k3 ^) A5 S1、复合材料的定义8 \# f5 f4 v Z2 V5 M! c: _
2、复合材料的特点1 W8 [) V. c z! ]. M
3、复合材料的基本结构模式$ l! A1 P: U2 k# y) {3 d* X/ \
二、复合材料的分类: [; @+ K* P% h- e8 }
三、复合材料的发展历史, ], j) F1 ~9 _ d5 p, p$ q9 t
四、复合材料的基本性能" G. [" l6 E1 u$ I4 ^, L( Y
第三章复合材料界面: M3 l' @* {# G/ @
一、复合材料的界面
% N- K8 c% p8 o3 d/ f( W3 d二、复合材料的相容性( S c- ]. K h& I
三、复合材料的界面理论
; E q3 g0 y- C; w四、界面结合强度的测定
+ B0 U6 h' R0 o4 Z8 b7 O1、界面结合强度的测定
# p# S4 L% |7 O8 |2、界面结合强度的表征) \' {4 J, q" c; ^& g
五、界面残余应力% y# r4 N- z; a a" G$ }) i
第四章复合材料的复合理论0 J/ g# c! ^$ R+ d
一、复合材料的增强机制0 f# [1 o# `+ Z3 ~1 C+ |4 Y
1、颗粒增强复合材料的增强机制
; Q# \% L/ S5 B, h X _: s8 n3 d+ V2、纤维(包括晶须、短纤维)增强复合材料的增强机制
! T# u W0 B c9 {0 d( ~二、复合材料的复合法则 — 混合定律+ A. u8 L7 j: g0 h7 x4 t: A# C" ]4 k
1、混合定律
- j9 y$ I* ^# }2、连续纤维单向增强复合材料(单向板)
2 l, S5 K( w9 e3、短纤维增强复合材料; ]# P0 N Z D6 d$ x( Y, P' s
第五章复合材料力学和结构设计基础
+ A4 y/ o4 |9 K4 U, J$ `: {一、复合材料力学3 d( [3 R3 u; W& o
1、单层复合材料
( A9 a( Q( @8 l# O2、层合复合材料8 `3 c# F- Z1 c
二、复合材料设计 ; |- z& n+ u- k. T( @
1、单向层弹性常数预测公式
/ F" n* Y0 k8 G3 S: p$ M& d2、正交层的工程弹性常数预测公式
) v1 d. a1 ?: x. o3、单向板强度预测公式
, f3 b! M. U& @: x' o' a- M4、复合材料的强度准则: E( m# `% }# i0 {5 D& X: _
5、平面正交织物复合材料的强度) L' M f2 O2 t& j M. ?. ~
6、应力的转换
5 R- n4 j* T9 E: x7、复合材料的其它性能
) \, @/ n! y: p* \, y3 Z1 {3 j第六章复合材料基体
* u" e i' o5 l5 o) O一、聚合物, Q1 @( u" }7 e/ O+ M" s
1、热固性树脂$ I4 D6 Q" G/ d) L9 {
2、热塑性树脂
8 O. m6 \! ]( j二、金属" r0 R. O0 }! a; P( ?
1、用于450°C以下的轻金属基体(铝、镁及其合金)
) ?/ ^% }* n0 w2、用于450~750°C复合材料的金属基体(钛及其合金): ~2 Y. Q$ \3 T V L
3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
7 G6 |& _6 H; v" c0 ^# w- c) A三、陶瓷
, ~! J4 b7 y; A( D$ A1、氧化物陶瓷9 F7 f1 @0 q5 _ V6 {. M! N
2、非氧化物陶瓷6 t, J1 c8 Y7 }' ~8 q
3、玻璃陶瓷
3 P( e7 u5 i" |3 D1 D5 B四、碳(石墨)
, u& \) M0 Y m8 N- @8 T第七章复合材料增强剂 @- m% q5 v: t
一、复合材料增强剂的特点
. N `. E7 c% x( H二、纤维; j/ g- w; ? ]( ?1 M8 \
1、无机纤维
7 f* Q- r+ L" C5 q. g6 W2、陶瓷纤维
; J. |3 U0 T' X+ c. K8 g& i7 e3、有机纤维
8 g" ^) z+ @" f& U" L4、各种纤维性能的比较
& q; X z: S, j/ y4 @三、晶须 h3 P0 V) N, G
四、颗粒
8 C' a! r( U# p: K第八章聚合物基复合材料(PMC)
9 g/ L* H' s: h一、聚合物基复合材料的分类1 \( i/ Z! ^* c' q
二、聚合物基复合材料的性能( R$ T" H- c8 n2 Y: T: i" d
三、聚合物基复合材料的制备工艺, H5 J9 \# H5 i: ?: b
四、复合材料成型固化工艺5 P6 a8 x2 r. G# j4 }/ n
1、工艺性+ a: ]/ h8 p( G" U
2、复合材料的固化工艺过程
2 i# I' Z% ~8 s+ Z$ E; _8 }五、PMC的界面
l8 u- P, ^' \+ d* m1、PMC的界面特点8 t3 l+ t* [" g: v8 Z
2、PMC的界面表征
4 D9 o a, N2 U6 A3、PMC的界面作用机理% S/ z U7 Z$ C a( U5 v& Y/ R' ~
4、PMC的界面设计% d5 ?6 z5 J/ {7 J- ~) C# N
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能! m, {( c6 T6 y7 _( g* u7 y
1、静态力学性能
3 `1 A! |0 k5 G, M8 I2、疲劳性能
8 k( y% t4 B( v) c) S3、冲击和韧性, |2 Y: a; r+ C5 a, w& ]& e0 T
七、铺层设计5 H' ^# c! {4 `$ S* c8 F( X7 j/ c
1、层合板设计的一般原则- E, L6 x5 [2 O9 `4 y9 w
2、等代设计法
; e# G" Z1 v4 H+ p; [. l3、层合板排序设计法
( R/ Z) b; y Z8 W4、层合板的层间问题
6 ]7 y1 L3 c2 L4 d8 l八、结构设计
( W/ E' X9 f/ Z2 \6 ]1、明确设计条件
. l0 i. e, x* h0 M3 k2、材料设计8 Q4 N. o5 C& r
3、结构设计5 z7 j+ H) s5 U2 c
第九章金属基复合材料(MMC)2 Q$ S) E' M* t: l
一、金属基复合材料概述6 ?1 ?& \2 ]' _4 J) Y
1、金属基复合材料的分类) P0 ?- \1 @ V6 c A8 V
2、金属基复合材料的研究特点, w! B5 i+ ]7 @" @! f R2 D
二、金属基复合材料的制备工艺
5 k) ?0 H; ^/ G4 ?, w- Y1、金属基复合材料的制备工艺概述3 }3 T( A S2 O E3 V0 i
2、先驱(预制)丝(带、板)的制备" ?2 n4 u. d6 b; F
3、固态法(连续增强相金属基复合材料的制备工艺)7 L: g' D' y) K
4、液态法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)* l. S' D0 N1 ? d& s
5、粉末冶金法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)
# a' x# T t; k6、原位(in situ)生长(复合法)
6 g0 p Y0 P* L# V4 ` E2 F三、金属基复合材料的界面和界面设计
2 g$ e* B/ J7 L9 [: s1 ]1、金属基复合材料的界面
, @/ ^0 X# d' P( G3 j0 O( ~2、金属基复合材料的界面结合7 H& l# L2 z d# P1 J6 o5 a
3、金属基复合材料的界面残余应力
: |0 a# H( p4 O四、金属基复合材料的的性能
& j5 r. x- z0 V/ Q* i" F2 {1、金属基复合材料的的一般性能特点
( b' U" L1 `: `0 x- n# D2、纤维增强金属基复合材料的的性能7 l& ?+ z& B# ?+ b1 d
3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
1 T6 z! ~2 U! [( u/ Z第十章陶瓷基复合材料(CMC)
. E; ~' @5 f2 H; h1 a一、陶瓷基复合材料概述
( ~4 k3 \4 k# x+ [8 I0 _二、陶瓷基复合材料的制备工艺
6 {: i/ U( ?( c1、粉末冶金法
( L F+ S6 P& d8 U1 k2、浆体法8 y0 ?. S0 r& U3 F$ F& |8 z
3、反应烧结法
6 T$ B+ L3 J; f& I8 C" @2 s4、液态浸渍法
+ f/ t+ |- j+ C' z) T. b: d' ^3 Q5、直接氧化法' g! B& V. e; V0 Y
6、胶-凝胶(Sol-Gel)法1 P5 ]9 D* R) b8 d
7、化学气相浸渍
n$ S: Q" W* n6 U$ r( b. l4 M8、其它方法0 ? O- I; H7 b# h. i4 K
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
6 K" I6 X) n7 w; \. O2 Q1、界面的粘结形式" o }' x# L9 ]7 }& H
2、界面的作用
$ Z# E. S, ?5 }3、界面的改善
/ E2 Y8 z; L- G, Q2 U3 h; T! F, O四、陶瓷基复合材料的的性能
" F& G% A' d9 @2 B/ ]1 C \' C1、室温力学性能
% r& J7 H I! Y' N4 ?( `2、高温力学性能
4 C- K& Z3 X+ G5 S7 ]" u# e1 m8 p五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
+ O- Q- ^( D- B$ Y1、颗粒增韧
6 |0 Y* Q9 e$ {$ M" N2、纤维、晶须增韧) E! {4 V$ r6 G% M
第十一章碳碳复合材料(C/C)
# [# r$ D. p* }) P* o6 T一、碳碳复合材料概述! x3 B5 K. w+ H5 q. O% I+ j
二、碳碳复合材料的制备工艺) g* f3 M! r9 |& _ U m( a9 k }
1、碳碳复合材料的预成型和基体碳
( r& W0 D3 E, j, \/ Y2、碳碳复合材料的制备工艺% ]9 ~! `9 s. a% ^, T! [
三、碳碳复合材料的界面, ]! E+ f+ t. n$ @- v
1、碳碳复合材料的界面和结构
! c% i9 Q/ h7 V6 l j0 H- j2、碳碳复合材料的显微组织: |6 R9 q0 L1 \- @8 s. Z) W. B+ J
四、碳碳复合材料的抗氧化
+ x# R- v$ ^; R1、碳碳复合材料的氧化
$ p! }1 z8 p* V' Q# P2、碳碳复合材料的氧化保护原理: e1 P; F# A7 T4 F! `7 a2 G1 L1 \
3、碳碳复合材料的抗氧化保护
* x& _0 l1 A0 ^! P/ m$ I第十二章水泥复合材料
8 B2 J+ V- S+ t/ ?: x, S一、水泥 5 b4 K0 S( s2 X; E5 n/ o
1、水泥的定义和分类9 w* |# b4 c# C. x/ ]2 X5 c3 o8 f u
2、水泥的制造方法和主要成分
! r9 I8 r+ F1 b3、水泥的强度和硬化
" | G8 @5 O' P% l- [9 w% u5 P0 _二、水泥复合材料
- h1 d' f; {7 W) L" g2 b1、混凝土
) M: \- B+ _& K! h" p& X( C2、纤维增强水泥复合材料
?/ j1 B! C! D6 i3、聚合物改性混凝土; k; I8 p4 L( T V' d
三、水泥复合材料的成型工艺
( U- o( U5 q/ M% t% k# Q1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制4 U$ `# J7 D# S- l3 T* }6 q
2、钢筋混凝土的成型工艺
- T1 w8 J+ O J3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺
6 E& q7 `. | Y0 ?- e4、聚合物改性混凝土的成型工艺
, M% k& V; O$ L; |9 a: J/ ^# w2 N四、(钢筋混凝土)纤维/基体的界面
3 Q. S3 _4 L, F第十三章混杂复合材料) z! l4 x; y L
一、混杂复合材料概述
$ _( T% U: }: v/ r8 P二、混杂复合材料混杂方式
2 D) ~1 f, e- Z: p9 V1、单向混杂纤维复合材料
6 w$ j1 \+ I9 w: C; D) n/ j2、单向预浸料角度铺层混杂% `/ x: N) U4 W1 c% l
3、混杂织物混杂: ?1 f& l+ q4 D! u7 |% W# `
4、超级混杂复合材料5 |, |8 T1 Z* F
5、向编织物混浊* Z- j- b9 `3 k. h b( F: C
6、复合夹层结构
! m2 X' j' c; K三、混杂复合材料的几个概念
/ c* {5 A- l9 L8 U1、混杂效应+ H7 T( \; D" L! h. ~7 K4 W
2、混杂复合材料的界面和界面数
H) G+ R8 C+ I3、混杂比
, M; l% E0 {# ?( k. F8 B4、分数度6 s9 ?- T; V: f! ~' c w
5、铺层形式
! N( d. [: \0 ^( l7 x6、临界含量
& d# N" s; o/ v2 u; E5 v$ w四、混杂复合材料的力学性能) R4 _6 b* S' W, M: Q* f
1、弹性模量' {0 A4 d/ U- H# h: V/ e' I
2、横向弹性模量
5 g; Y2 F1 b2 e( K5 N3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
( m6 B4 o2 a8 F4、纤维的临界含量
. D n u) _- ~) i. V第十四章纳米及分子复合材料
( E; w5 g# v0 b8 T9 x( N& f1 B一、纳米粉体的合成- ^. z3 ^( r9 G3 V
1、纳米粉体的物理制备方法
+ Z# G( \) ?4 E* c2、纳米粉体的的化学制备方法
4 |# ?5 C# O) J @2 s; S, Z二、先进纳米增强剂的制备
* Y3 w0 o' l f& p9 J1、碳化硅纳米晶须
8 ~$ x; K6 j4 N9 m- |& \. M% S, X, a% i2、碳纳米管
6 E: l# p+ t5 b; J% ]3 [3、纳米碳纤维. E& n2 u7 S/ j S
三、陶瓷基纳米复合材料的制备
0 _9 ]6 N0 [8 p8 ]- l# {4 O& D( h1、纳米-纳米复合材料
/ a O5 {; x1 I4 g6 ~6 k2、纳米-微米复合材料3 }* z, m. V& ]: J: s
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法
& O6 Z' n. w1 u4 U8 D0 \$ s1、溶胶-凝胶(Sol-Gel)法
7 \+ t8 l1 q& _8 c7 P2、层间插入法
5 R: O# K) _6 k N) s! ^2 l3、共混法
- w# T" s1 Y5 Q! f f" e4、原位聚合法$ u/ g( J$ T5 h" J% M% U) V( \
5、分子的自组装和组装& Q# b6 j+ T3 B; Q
6、辐射合成法4 j6 W; |! ]( J0 Y0 {
五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状
6 j; }; h! @2 | r# i4 j' x' R六、应用前景展望
" z+ M, I! Z$ I9 W0 }第十五章复合材料的应用和发展2 |& a) `0 Z A& b. c4 l
一、复合材料的应用
1 c( B0 g- K- S' C1、聚合物基复合材料的应用- b, j7 A* d* w: s; V
2、金属基复合材料的应用8 z7 K2 ^' G5 R- O
3、陶瓷基复合材料的应用
; E. o3 ~* T6 Z! y2 C2 L, M/ S, {- m# A4、碳碳复合材料
" S" e5 p8 _3 O/ R! O# U% G二、复合材料的发展
4 f, l. @" M- X* q6 O1、复合材料的性能对比' c# S; c! a8 ]8 g: N5 j
2、复合材料的发展趋势
9 l/ r' n( s) q8 z- M0 y3 m; S7 h$ \- t& D
3 R) M4 K. Q- y# j+ x# Y( C* H. f
" b1 x# {) K( g$ `
. ?- h0 \5 ~ g[ 本帖最后由 云动风清 于 2009-11-11 12:00 编辑 ] |
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