復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)ppt課件.ppt

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1、復(fù)合材料基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)本次教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)部分：第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第二部分復(fù)合材料制造與維修的相關(guān)知識(shí)第三部分復(fù)合材料的維修第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第一章復(fù)合材料的定義一、復(fù)合材料的定義定義：將兩種或兩種以上組織結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，自然地或人為地構(gòu)成性質(zhì)不同的另一種多相材料稱之為復(fù)合材料。二、常見(jiàn)復(fù)合材料舉例自然形成的復(fù)合材料：第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)——木材（各種樹干）、竹子、各種植物的莖等人為加工的復(fù)合材料：——泥巴墻：將泥土涂在蘆葦編織的網(wǎng)格上——混凝

2、土：石子、水泥、(鋼筋)現(xiàn)代工業(yè)常用的先進(jìn)的復(fù)合材料：——玻璃鋼：玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂——芳綸纖維、硼纖維、碳纖維等增強(qiáng)樹脂第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)第二章復(fù)合材料的分類與簡(jiǎn)介復(fù)合材料主要由兩部分組成：增強(qiáng)體+基體；其分類方法較多，其中最常用的是按基體和增強(qiáng)體類型分，如：－■顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料；■夾層增強(qiáng)復(fù)合材料；■纖維（連續(xù)纖維和短纖維）增強(qiáng)復(fù)合材料；第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)－■樹脂基復(fù)合材料，■金屬基復(fù)合材料，■陶瓷基復(fù)合材料，還有比較特殊的先進(jìn)碳基復(fù)合材料：－■碳基復(fù)合材

3、料，表示方法為：C/C；第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)一、顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料將各種形狀的增強(qiáng)顆粒嵌鑲在基體中構(gòu)成的多相材料。二、夾層復(fù)合材料1.夾層板復(fù)合材料，如三合板等。2.夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料由兩部分組成：面板+芯材面板：樹脂基復(fù)合材料板、鋁合金板、不銹鋼板、鈦合金板及高溫合金板等。芯材：泡沫、波紋板、蜂窩芯等。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)△蜂窩結(jié)構(gòu)的作用蜂窩結(jié)構(gòu)其作用主要是減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)的抗彎剛度?！鞣涓C夾芯的材質(zhì)及類型蜂窩夾芯是夾層復(fù)合材料中最常用的夾芯結(jié)構(gòu)

4、，形狀有六角形、菱形、矩形等。按制造材料不同，有鋁蜂窩、芳綸紙蜂窩和玻璃布蜂窩等。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)三、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料所用纖維有玻璃纖維、碳纖維（石墨纖維）、芳綸纖維、硼纖維等。1.纖維增強(qiáng)原理■物質(zhì)強(qiáng)度理論認(rèn)為：材料的強(qiáng)度取決于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的完整性（雜質(zhì)、位錯(cuò)、其它缺陷等）。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)2．纖維的種類與性能簡(jiǎn)介■碳纖維20世紀(jì)60年代,英國(guó)首先研制成功碳纖維，繼而日本又以聚丙烯腈（PAN）為基礎(chǔ)研制出PAN基碳纖維。飛機(jī)結(jié)構(gòu)上主要采

5、用聚丙烯腈基碳纖維，此類碳纖維從性能上可分為高強(qiáng)度型、超高強(qiáng)度型、高模量型等。下表給出了典型碳纖維的品種與性能。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)表1-1—幾種典型碳纖維性能數(shù)據(jù)纖維類型纖維性能高強(qiáng)度Ⅰ型高彈性模量Ⅱ高彈性模量Ⅲ高應(yīng)變Ⅰ型密度（Kg/m3）1700~18001800~19001900~21001700~1800纖維直徑(μm)7~87~88~95~8拉伸彈性模量(GPa)220~250340~380520~550240~270抗拉強(qiáng)度(Gpa)2.5~3.52.2~2.41.8~1.

6、94.0~4.7斷裂延伸率(%)1.2~1.40.6~0.70.3~0.41.7~1.8電阻率(μΩ/m)15~189~106~7線脹系數(shù)(×10-6/℃)—0.5—0.7—0.6—0.5第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)▲碳纖維的性能目前飛機(jī)上使用的復(fù)合材料以碳纖維/環(huán)氧樹脂為代表，它具有比較高的比強(qiáng)度和比模量，可使飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量大幅度下降。■芳綸纖維（Aramid）該纖維是美國(guó)杜邦（DUPONT）化學(xué)公司1968年推出的一種高強(qiáng)度、高模量和低密度的有機(jī)纖維。主要品種有：KevLar29、Kev

7、Lar129、KevLar49、KevLar149。（凱夫拉爾）前兩種主要用作輪胎簾子線，后兩種可用在飛機(jī)上。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)▲芳綸纖維的應(yīng)用由于芳綸纖維的一系列優(yōu)點(diǎn)，自70年代以來(lái)，很多機(jī)種的玻璃纖維復(fù)合材料已由芳綸纖維復(fù)合材料所取代，尤其是芳綸纖維與碳纖維混雜后，可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使芳綸纖維的抗壓強(qiáng)度提高一倍，碳纖維的沖擊韌性提高一倍。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)■玻璃纖維玻璃纖維是應(yīng)用最早最廣的一種纖維，早在二十世紀(jì)30年代就在復(fù)合材料中獲得應(yīng)用。玻璃纖維通常有兩種形

8、式，即長(zhǎng)纖維和短纖維。這兩種形式的纖維都可以用同一種方法制作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，其生產(chǎn)過(guò)程是將硅砂、石英、硼酸和其它成分（粘士、氟石等）干混后，經(jīng)高溫爐熔融，熔化后的液態(tài)玻璃通過(guò)漏絲板即形成玻璃纖維。第一部分復(fù)合材料的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)▲玻璃纖維的性質(zhì)玻璃纖維彈性模量比較低，價(jià)格低廉。玻璃纖維最常用的有“E”型和“S”型，前者主要用于“電子儀表板”，后者主要用于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。S—玻纖比E—玻纖相比，其抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，彈性模量略高，密度降低，更耐強(qiáng)酸，但成本較