《复合材料导论》讲稿

phoenix15

【资料名称】复合材料导论Introduction to Composite Materials
【作者】石南林 中国科学院金属研究所【发布时间】2004年2月
) d% R& j  E/ x6 [/ ]8 H
. t3 U) P' ]3 [( i; ~【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2
【备注】讲稿
- V9 C" k# H3 B" q& Q! p6 q0 g( m
【内容概要】
; x% A( W1 X9 F1 \$ Z4 F. _& `

第一章前言
一、材料的发展与人类社会的进步
二、复合材料的提出
三、复合材料的发展历史和意义
四、 课程的重点和要求
第二章      复合材料概述
一、复合材料的定义和特点
1、复合材料的定义
4 z3 z5 ]" j  c8 Q5 H* y2、复合材料的特点
3、复合材料的基本结构模式
二、复合材料的分类
三、复合材料的发展历史
四、复合材料的基本性能
第三章复合材料界面
* y! q7 v& Q& O: |, L一、复合材料的界面
' o7 ^' t9 G3 [5 U二、复合材料的相容性
三、复合材料的界面理论
四、界面结合强度的测定
1、界面结合强度的测定
2、界面结合强度的表征
五、界面残余应力
5 {( g" _: q! ~+ E7 ~. \5 a第四章复合材料的复合理论
一、复合材料的增强机制
1、颗粒增强复合材料的增强机制
2、纤维（包括晶须、短纤维）增强复合材料的增强机制
二、复合材料的复合法则 — 混合定律
1、混合定律
2、连续纤维单向增强复合材料（单向板）
3、短纤维增强复合材料
第五章复合材料力学和结构设计基础
9 T, V4 c3 R' k# M4 I$ y一、复合材料力学
1、单层复合材料
7 v+ e0 _) m, u6 R# m* R3 O' s2、层合复合材料
5 D3 V; [6 p, t7 l$ V1 K二、复合材料设计
1、单向层弹性常数预测公式
2、正交层的工程弹性常数预测公式
3、单向板强度预测公式
4、复合材料的强度准则
/ `9 w; Q' J* }" y' `5、平面正交织物复合材料的强度
6、应力的转换
# f) x" p9 B9 Z7、复合材料的其它性能
8 B/ G2 P! p' A3 ?' M  x第六章复合材料基体
5 c! \; e7 d$ M  u& k# @: V% q3 j一、聚合物
1、热固性树脂
2、热塑性树脂
二、金属
1、用于450°C以下的轻金属基体（铝、镁及其合金）
2、用于450~750°C复合材料的金属基体（钛及其合金）
8 a: t  y  r! x1 C& m7 }: O8 K3、用于750°C以上高温复合材料的金属基体
  B# I, l/ Q7 }三、陶瓷
0 G% h3 V( w1 h, \7 e! x8 A3 G3 [1、氧化物陶瓷
9 N( |9 V/ q& O- u6 s2、非氧化物陶瓷
3、玻璃陶瓷
四、碳（石墨）
# m% |' A! w' q第七章复合材料增强剂
一、复合材料增强剂的特点
1 f$ {) f; B% i, f' U+ v3 V二、纤维
7 n! a  G1 e$ x9 A  M* S1、无机纤维
2、陶瓷纤维
9 ?% J, ^/ o2 w9 g4 C0 z3、有机纤维
7 ~( g6 r/ h/ O  N& x4、各种纤维性能的比较
' @' j) h4 W: j6 N0 B% b三、晶须
四、颗粒
; M3 K- e. m! {% [% _1 z; z: w第八章聚合物基复合材料（PMC）
一、聚合物基复合材料的分类
二、聚合物基复合材料的性能
三、聚合物基复合材料的制备工艺
四、复合材料成型固化工艺
/ K$ Z. s+ l* H7 _8 T- x3 v1、工艺性
4 Q+ S2 I4 B1 U: B5 C& `! p# d- }2、复合材料的固化工艺过程
" m7 v, k+ ]+ v- U6 f五、PMC的界面
- a+ {( [8 T. k: N4 Q1、PMC的界面特点
8 R5 {" o& \2 k/ S5 D( Z& i" p2、PMC的界面表征
) v) Q, b, I, C3 Q% V8 l3 R3、PMC的界面作用机理
4、PMC的界面设计
, ^% [- E1 i1 c- I4 j/ S六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
1、静态力学性能
) r9 G9 q* N: e  z2、疲劳性能
1 n  }8 O5 Z, J( w1 M6 p. {9 a3、冲击和韧性
' P7 U6 j. d4 O9 B/ c, E七、铺层设计
1、层合板设计的一般原则
2、等代设计法
3、层合板排序设计法
+ e/ r' ^3 }1 l3 m/ j4、层合板的层间问题
" `* l0 B7 q( v) n9 ^+ i( E八、结构设计
" u. V. c0 |- q1、明确设计条件
& |$ d* O6 m* }2、材料设计
; s! h1 Y  _/ k$ r+ e! L3、结构设计
* I* A2 G8 C2 v3 g& E1 S第九章金属基复合材料（MMC）
一、金属基复合材料概述
. a, _1 z2 W) ]0 @  V1、金属基复合材料的分类
( q& L6 P1 z" x8 C( G2、金属基复合材料的研究特点
二、金属基复合材料的制备工艺
1、金属基复合材料的制备工艺概述
2、先驱（预制）丝（带、板）的制备
# ?% W! M& l# ?3 M. ~/ E" ~3、固态法（连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
4、液态法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
+ ~, r" b1 P" r5、粉末冶金法（非连续增强相金属基复合材料的制备工艺）
+ W  c* e* i- h1 ^$ N, S6、原位（in situ）生长（复合法）
0 y- [' ~7 x( k9 ?$ E* T  t7 D三、金属基复合材料的界面和界面设计
% n5 _2 y6 z8 a5 C+ [1、金属基复合材料的界面
% k& H# J6 q' b( N2、金属基复合材料的界面结合
4 Z4 O, B: U7 p7 J. h9 r! q5 }3、金属基复合材料的界面残余应力
% `  Y+ U, E3 T. q/ V: `四、金属基复合材料的的性能
1、金属基复合材料的的一般性能特点
2、纤维增强金属基复合材料的的性能
( s" V9 g' c# r0 A2 J3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能
& g! H; o4 m3 v' q3 N; Q第十章陶瓷基复合材料（CMC）
一、陶瓷基复合材料概述
% l+ I* T4 s2 g' `9 h& y% q6 X- D二、陶瓷基复合材料的制备工艺
, M; N5 H0 q' d5 W% u+ Q1、粉末冶金法
2、浆体法
3、反应烧结法
4、液态浸渍法
5、直接氧化法
6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
" D5 V7 H9 f: c1 X7、化学气相浸渍
8、其它方法
三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计
1、界面的粘结形式
, A7 d/ x6 o  B# [4 l2、界面的作用
3、界面的改善
四、陶瓷基复合材料的的性能
7 F9 J" _; A7 t* g5 B" `1、室温力学性能
2、高温力学性能
五、陶瓷基复合材料的的增韧机制
1、颗粒增韧
2、纤维、晶须增韧
9 F$ \& i8 J1 Z" B7 V第十一章碳碳复合材料（C/C）
0 Q' a; ^0 ?9 B% f/ |1 I7 V' b一、碳碳复合材料概述
8 z4 ?- e7 g, m( Z& \二、碳碳复合材料的制备工艺
" n2 R7 J4 B4 Z: T; j8 {6 B1、碳碳复合材料的预成型和基体碳
2、碳碳复合材料的制备工艺
1 V9 D6 q5 s: L6 g8 u三、碳碳复合材料的界面
1、碳碳复合材料的界面和结构
; Q, \0 a# c& S8 j( Z2、碳碳复合材料的显微组织
四、碳碳复合材料的抗氧化
1、碳碳复合材料的氧化
7 S, C: I* u0 @2 u( T" u. I2、碳碳复合材料的氧化保护原理
/ I- [* R& A0 d! Y+ {; x3、碳碳复合材料的抗氧化保护
/ _5 V; x+ ?7 V5 {/ g: Z第十二章水泥复合材料
# F: A$ I# j* s. {! S# S% ]一、水泥
+ s* I4 g' v5 _2 J3 w- R" P1、水泥的定义和分类
2、水泥的制造方法和主要成分
; }' p8 I7 O% Y2 ?' `' r8 v3、水泥的强度和硬化
7 M  F$ P# q6 k0 i二、水泥复合材料
1、混凝土
2、纤维增强水泥复合材料
4 I1 d0 a/ U- T7 T9 s0 s3、聚合物改性混凝土
" o) Q5 ]0 Q4 T: Z三、水泥复合材料的成型工艺
1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制
2 x# B: a) m4 \% \. \2、钢筋混凝土的成型工艺
3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺
4、聚合物改性混凝土的成型工艺
4 L% d; |1 h1 z' K四、（钢筋混凝土）纤维/基体的界面
第十三章混杂复合材料
一、混杂复合材料概述
二、混杂复合材料混杂方式
1、单向混杂纤维复合材料
2、单向预浸料角度铺层混杂
3、混杂织物混杂
4、超级混杂复合材料
& v; M6 k5 ?! h2 f/ [5、向编织物混浊
: t% [$ K3 E7 R8 ~6、复合夹层结构
0 D3 m! a; C9 `9 t三、混杂复合材料的几个概念
$ V9 K: q1 Z8 `9 g1 W9 r8 ?- V1、混杂效应
) H2 }6 h" ~. `# x7 d! f2、混杂复合材料的界面和界面数
3、混杂比
; |7 x! E2 f8 W3 K4、分数度
5、铺层形式
' e  _# G, {+ L5 F0 k8 s6、临界含量
四、混杂复合材料的力学性能
: }0 ?% p; M, W" @, c( N1 Y5 H1、弹性模量
2、横向弹性模量
3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度
4、纤维的临界含量
6 e4 W  K' p% p7 K1 a" S4 K8 u第十四章纳米及分子复合材料
一、纳米粉体的合成
1、纳米粉体的物理制备方法
7 i% X8 x. x6 p+ g2、纳米粉体的的化学制备方法
二、先进纳米增强剂的制备
1、碳化硅纳米晶须
2、碳纳米管
1 u$ o$ E. C2 D5 J3、纳米碳纤维
& v+ S; k( W2 T3 @三、陶瓷基纳米复合材料的制备
( Z+ \* i5 |) X5 h5 [: Z1、纳米-纳米复合材料
. [2 G1 H6 D1 `- W/ f2、纳米-微米复合材料
四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法
( H- M0 P2 I) I  H# L& j1、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
( u8 w/ u' D8 }3 x2、层间插入法
3、共混法
3 G$ ~2 R, N3 s( n: b+ a0 d4、原位聚合法
& }0 f. i1 c% A; {; W* `0 y5、分子的自组装和组装
% F3 `. l4 c7 ^+ u9 g6、辐射合成法
五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状
六、应用前景展望
" w3 Z+ S0 \' P; u第十五章复合材料的应用和发展
. p1 a1 l# H/ ^, s一、复合材料的应用
. H+ s( V6 X6 q; k8 r. t) Z( |4 [1、聚合物基复合材料的应用
& F+ h- ]2 B2 q6 ]7 Q2、金属基复合材料的应用
# ?% e- `$ j9 m, ?& ~8 K3、陶瓷基复合材料的应用
' Q8 C# M, v  U, Y4、碳碳复合材料
二、复合材料的发展
1、复合材料的性能对比
2、复合材料的发展趋势



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1 [" w( }, F% A* [8 B[ 本帖最后由 云动风清 于 2009-11-11 12:00 编辑 ]

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