《复合材料导论》讲稿

phoenix15

【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

8 f7 p8 o/ M. d! ?【页数】199【格式】WORD【大小】2.3M【附件数量】2
【备注】讲稿

4 Y6 `! J+ P+ ~7 s7 D7 b【内容概要】


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
  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
2、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
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
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
五、界面残余应力
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
; 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
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
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
1、单层复合材料
( A9 a( Q( @8 l# O2、层合复合材料
二、复合材料设计
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
5、平面正交织物复合材料的强度
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
1、热固性树脂
2、热塑性树脂
8 O. m6 \! ]( j二、金属
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）
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
2、非氧化物陶瓷
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
一、复合材料增强剂的特点
. N  `. E7 c% x( H二、纤维
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
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
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
1、工艺性
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
2、PMC的界面表征
4 D9 o  a, N2 U6 A3、PMC的界面作用机理
4、PMC的界面设计
六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能
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
七、铺层设计
1、层合板设计的一般原则
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
3、结构设计
第九章金属基复合材料（MMC）
一、金属基复合材料概述
1、金属基复合材料的分类
2、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
5 k) ?0 H; ^/ G4 ?, w- Y1、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
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）
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
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
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
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
6、胶-凝胶（Sol-Gel）法
7、化学气相浸渍
  n$ S: Q" W* n6 U$ r( b. l4 M8、其它方法
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
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
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
二、碳碳复合材料的制备工艺
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
三、碳碳复合材料的界面
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
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
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
1、水泥的定义和分类
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
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
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
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
3、混杂织物混杂
4、超级混杂复合材料
5、向编织物混浊
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
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
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
1、弹性模量
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
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
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
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
5、分子的自组装和组装
6、辐射合成法
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
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
2、金属基复合材料的应用
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
2、复合材料的发展趋势
9 l/ r' n( s) q8 z- M



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