復合材料增強體定義和分類

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1、1.1增強體的概念增強體的概念：復合材料中能明顯提高基體材料某一性能的組元物質(zhì)增強體的特征：（1）具有能明顯提高基體某種所需的特殊性能；（2）增強體應(yīng)具有穩(wěn)定的化學性質(zhì)；（3）與基體有良好的潤濕性1.2增強體的分類（1）顆粒類增強體（零維）性能特點：高強度、高模量、耐熱、耐磨、耐腐蝕實例：碳化硅、氧化鋁、氮化硅、碳化硼、石墨、碳化鈦、滑石、碳酸鈣等無機非金屬顆粒復合材料性能特點：具有各向同性（2）纖維類增強體（一維）連續(xù)長纖維：長　　度：連續(xù)長度一般超過數(shù)百米；性能特點：沿軸向有很高的強度和彈性模量分　　類：分為單絲和束絲兩種。應(yīng)用：成本高、性能高，只用于高性能復合材料復合材料性能特點

2、：具有各向異性連續(xù)長纖維實例單絲：硼纖維、CVD法制備的碳化硅纖維（直徑約為95-140微米）束絲：碳纖維、氧化鋁纖維、氮化硅纖維燒結(jié)法制備的碳化硅纖維等（含500-12000根單絲，單絲直徑5.6-14微米）短纖維：長度：連續(xù)長度一般幾十毫米性能特點：沿軸向有方向性，但性能一般比長纖維低應(yīng)用：成本比較低，應(yīng)用廣實例：硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維碳纖維、氮化硼纖維等復合材料特點：無明顯方向性(制造時排列無序短纖維：長度：連續(xù)長度一般幾十毫米性能特點：沿軸向有方向性，但性能一般比長纖維低應(yīng)用：成本比較低，應(yīng)用廣實例：硅酸鋁纖維、氧化鋁纖維碳纖維、氮化硼纖維等復合材料特點：無明顯方向性(制造時排

3、列無序)（3）晶須類增強體（一維）外形尺寸：直徑0.2-1微米，長約為幾十微米性能特點：有很高的強度和模量（結(jié)構(gòu)細小、缺陷少）應(yīng)用：陶瓷增韌（成本比顆粒高得多）實例：碳化硅、氧化鋁、氮化硅等復合材料性能特點：各向同性。（4）金屬絲增強體（一維）不銹鋼絲、鎢絲等（W/Al、W/Ni、不銹鋼絲/Al）（5）片狀物增強體（二維）陶瓷薄片：SiC/C、SiC/ZrO2、Si3N4/BN等。（6）纖維編織類增強體（三維）纖維編織成的三維結(jié)構(gòu)1.3纖維類增強體具有高強度的原因（1）固體材料的理論強度：σth=(Eγ/a0)1/2纖維類增強體：Be、B、C、Al、Si以及它們與N、O的化合物（常溫下

4、原子半徑小、化學性質(zhì)穩(wěn)定）纖維類增強體理論強度高纖維材料所包含的缺陷的形狀、位置、取向和數(shù)目都有別與同質(zhì)地的塊狀材料內(nèi)部徑向最大裂紋尺寸：非常?。ɡw維類增強材料）一般（同質(zhì)地塊狀材料）內(nèi)部軸向最大裂紋尺寸：一般（纖維類增強材料）一般（同質(zhì)地塊狀材料）纖維中軸向的最大裂紋尺寸雖然可與塊體材料中的相比，但對軸向性能的影響則很?。ɡw維主要承受軸向拉伸載荷）