复合材料概论习题

复合材料习题

第四章

一、判断题：判断以下各论点的正误。

1、基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。（?）

2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。（√）

3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。（√）

4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高。（?）

5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。（√）

6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。（?）

7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。（?）

8、纤维长度l

二、选择题：从A、B、C、D中选择出正确的答案。

1、复合材料界面的作用（B）

A、仅仅是把基体与增强体粘结起来。

B、将整体承受的载荷由基体传递到增强体。

C、总是使复合材料的性能得以改善。

D、总是降低复合材料的整体性能。

2、浸润性（A、D）

A、当γsl+γlv<γsv时，易发生浸润。

B、当γsl+γlv>γsv时，易发生浸润。

C、接触角θ=0?时，不发生浸润。

D、是液体在固体上的铺展。

3、增强材料与基体的作用是（A、D）

A、增强材料是承受载荷的主要组元。

B、基体是承受载荷的主要组元。

C、增强材料和基体都是承受载荷的主要组元。

D、基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用。

4、混合定律（A）

A、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。

B、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈曲性变化。

C、表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。

D、考虑了增强体的分布和取向。

5、剪切效应是指（A）

A、短纤维与基体界面剪应力的变化。

B、在纤维中部界面剪应力最大。

C 、在纤维末端界面剪应力最大。

D 、在纤维末端界面剪应力最小。

6、纤维体积分量相同时，短纤维的强化效果趋于连续纤维必须（C ）

A 、纤维长度l=5l c 。

B 、纤维长度l<5l c 。

C 、纤维长度l=5-10l c 。

D 、纤维长度l>10l c 。。

7、短纤维复合材料广泛应用的主要原因（A 、B ）

A 、短纤维比连续纤维便宜。

B 、连续纤维复合材料的制造方法灵活。

C 、短纤维复合材料总是各相同性。

D 、使短纤维定向排列比连续纤维容易。

8、当纤维长度l>l c 时，纤维上的平均应力（A 、C ）

A 、低于纤维断裂应力。

B 、高于纤维断裂应力。

C 、正比于纤维断裂应力。

D 、与l 无关。

六、简述复合材料增强体与基体之间形成良好界面的条件。

在复合过程中，基体对增强体润湿；增强体与基体之间不产生过量的化学反应；生成的界面相能承担传递载荷的功能。

复合材料的界面效应，取决于纤维或颗粒表面的物理和化学状态、基体本身的结构和性能、复合方式、复合工艺条件和环境条件。

七、根据下图，讨论为什么在相同体积含量下，SiC 晶须增强MMC 强度（抗拉与屈服强度）均高于颗粒增强MMC ，而这两者的弹性模量相差不大。

解答：从混合定律及

晶须与颗粒的强度

与模量考虑。

九、试述影响复合材料性能的因素。

基体和增强材料（增强体或功能体）的性能；复合材料的结构和成型技术；复合材料中增强材料与基体的结合状态（物理的和化学的）及由此产生的复合效应。

十、复合材料的界面具有怎样的特点？

界面相的化学组成、结构和物理性能与增强材料和基体的均不相同，对复合材料的整体性能产生重大影响。

界面具有一定的厚度（约几个纳米到几个微米），厚度不均匀。

材料特性在界面是不连续的，这种不连续性可能是陡变的，也可能是渐变的。材料特性包括元素的浓度、原子的配位、晶体结构、密度、弹性模量、热膨胀系数等。

十一、什么是浸润？如何描述浸润程度的大小？试讨论影响润湿角大小的因素。

浸润：固-气界面被固-液界面置换的过程，用于描

述液体在固体表面上自动铺展的程度。

固体表面的润湿程度可以用液体分子对其表面的

作用力大小来表征，具体来说就是接触角。

Y oung 公式讨论了液体对固体的润湿条件：

cos lv sv sl γθγγ?=-

降低液-固表面能和液-气表面能或者增大固-气表面能有助于润湿。

θ=0?（γlv =γsv -γsl ），完全浸润；0?<θ<90?（γlv >γsv -γsl >0），部分浸润；θ>90?（γsv <γsl ），完全不浸润。

影响接触角（润湿角）大小的因素：

固体表面的原始状态，例：吸附气体、氧化膜等均使接触角增大。

固体表面粗糙度增加将使接触角减小。

固相或液相的夹杂、相与相之间化学反应的产物都将影响润湿性。原因：夹杂或反应产物改变了固相的性质和固相的表面粗糙度。

十二、如何改善基体对增强材料的润湿性？

1、纤维表面处理：清除纤维表面的杂质、气泡、用化学方法去除纤维表面的氧化膜，或者表面涂层，这些操作都能增进液态基体对纤维的润湿性。

2、变更基体成分：对于金属基复合材料，合金化改善润湿性最方便、有效。 加入合金元素后，θ角的变化还与熔化时间有关。

3、改变温度：一般，提高制造温度可以增加润湿性，但是，过高的温度会产生一些不利影响：基体严重过热、氧化、基体与增强材料在高温下发生化学反应、增强材料损伤等。

4、增加液体压力：对于不润湿的情况，必须施加大于P c （()4/cos c lv f f P V d γθ=）的外压才能使液体渗入纤维束。

5、改变加工气氛：γsv 和γlv 值随气体性质的不同而变化，因此改变制造过程中的环境气氛可以控制液体与固体之间的润湿状况。固体或液体表面吸附某种气体，也可以改变γsv 或γlv 。

十三、简述玻璃纤维表面化学组成、结构及反应性的特点。

玻璃纤维整体化学组成包含Si、O、Al、Ca、Mg、B、F、Na等，但其表面只含有Si、O、Al。

玻璃纤维的结构与块状玻璃相似：由三维空间的不规则连续网络构成，阳离子位于多面体中心，被一定数目的O2-包围，在玻璃内部阳离子与阴离子的作用力处于平衡状态。玻璃表面的阳离子不能获得所需数量的O2-，因而产生一种表面力，此表面力与表面张力、表面吸湿性密切相关，有吸附外界物质的倾向。

玻璃纤维表面会吸附多层水分子膜，

表面吸附的水与玻璃组成的中的碱

金属或碱土金属作用，在玻璃表面形

成-OH基：

~Si-OD+H2O→~Si-OH+D++OH-（D：

碱金属或碱土金属）

玻璃纤维上所吸附的水具有明显的

碱性，将进一步与二氧化硅网络反

应：

~Si-O-Si~+OH-→~Si-OH+~Si-O-

反应中生成的~Si-O-将继续与水反应形成另外的OH-：~Si-O-+H2O→~Si-OH+OH-这样，表面的吸附水就破坏了玻璃纤维中的SiO2网络结构，玻璃纤维成分中含碱量愈高，吸附水对SiO2骨架的破坏愈大，纤维强度下降就愈大。

玻璃纤维表面的反应性主要是由表面明显的碱性和Si-OH基团所决定。Si-OH基团具有一般活性基团所具有的反应性质，这种性质是纤维表面改性、改善纤维与树脂基体界面粘结的有利条件。

十四、简述复合材料的界面结合类型及其特点。

1、机械结合：增强材料与基体之间仅依靠纯粹的粗糙表面相互嵌入（互锁）作用进行连接（摩擦力），没有化学作用。

影响机械结合的因素：增强材料与基体的性质、纤维表面的粗糙度、基体的收缩（正压力）有利于纤维箍紧。

2、溶解与浸润结合：在复合材料的制造过程中，由单纯的浸润和溶解作用，使增强材料和基体形成交错的溶解扩散界面，是一种次价键力的结合。（当基体的基团或分子与增强材料表面间距小于0.5nm时，次价键力就发生作用。次价键力包括诱导力、色散力、氢键等。）

形成溶解与浸润结合的基本条件：增强材料与基体间的接触角小于90?，增强材料与基体间有一定的溶解能力。

3、反应界面结合：基体与增强材料间发生化学反应，在界面上形成新的化合物、以主价键力相互结合。这是一种最复杂、最重要的结合方式。

反应结合受扩散控制，扩散包括反应物质在组分物质中的扩散（反应初期）和在反应产物中的扩散（反应后期）。要实现良好的反应结合，必须选择最佳的制造工艺参数（温度、压力、时间、气氛等）来控制界面反应的程度。

界面反应层是非常复杂的组成，有时发生多个反应，产生交换反应结合。界面的反应产物大多是脆性物质，达到一定厚度时，界面上的残余应力可使其发生破坏，因此，界面结合先随反应程度提高而增加结合强度，但反应达到一定程度后，界面结合有所减弱。

4、混合结合：上述界面结合方式的混合，实际情况中发生的重要的界面结合形式。

十五、简述影响增强材料与基体粘结性能的因素。

固-液复合过程中，固体表面与液体的浸润性。

不同组分的分子或原子彼此相互接近时的状态，形成化学结合时相互作用的强弱。

化学结合的形式（主价键结合：共价键、离子键、金属键等；次价键作用：静电作用、诱导力、色散力、氢键、分子间的扩散等）。

十六、试讨论碳纤维/环氧树脂复合材料的界面反应。

碳纤维表面含有氧原子，以羟基、羰基、羧基、内酯基形式存在，这些基团可以与树脂基体中的胺基、环氧基等基团形成氢键。

但是，碳纤维表面的这些含氧基团的浓度很低，反应的活性点很稀少，需要通过表面改性以减小碳纤维表面晶棱尺寸、增加表面积以及增加碳纤维表面含氧基团。

例：碳纤维的氧化处理：

氧含量

显著增

加，氧

化过程分别产生羟基、羰基、羧基，并可能以环状官能团形式存在。

胺固化的环

氧树脂中的

胺基能与碳

纤维表面的

羧基形成氢

键，环氧基也

能与羟基和

羧基形成氢

键，在过量单

体和较高温度时，这些氢键就转变成共价键。

十七、试讨论玻璃纤维增强混凝土中玻璃受到侵蚀的类型及其防护方法。

中碱、无碱玻璃纤维在硅酸盐水泥水化物中受到侵蚀，导致玻璃纤维增强混凝土的抗拉强度大幅度下降，甚至丧失殆尽。

①化学侵蚀：水泥水化生成的Ca(OH)2与玻璃纤维的硅氧骨架之间发生化学反应生成水化硅酸钙，当水泥液相中有NaOH、KOH存在时会加速反应。

②应力侵蚀：由于玻璃纤维表面存在缺陷，水泥水化生成的晶体可进入这些缺陷中，在缺陷端部造成应力集中并使缺陷扩展。

防止水泥水化物对玻璃纤维侵蚀的措施：

①改变玻璃纤维的化学组分。例：加入较多量的ZrO2可提高玻璃纤维的抗碱性。

②对玻璃纤维表面进行被覆处理，以隔绝水泥水化物对纤维的侵蚀。例：可用锆、钛、锌、铝等金属的水溶性盐对玻璃纤维进行处理；也可用抗碱性好的树脂（环氧树脂、呋喃）对玻璃纤维进行浸渍处理而后使之固化。

③使用水化物碱度低的水泥以减缓或防止对玻璃纤维的侵蚀。例：采用水化产物中Ca(OH)2含量低的甚至无Ca(OH)2的水泥（高铝水泥、硫铝酸盐水泥）。

十八、试讨论硼纤维-铝基复合体系的界面反应及其防护。

B在高温下，除Ag、Cu、Sn、Be外，可以与其它金属发生反应生成不规则的结构，形成脆性的反应层。

硼纤维和铝的界面反应由于渗入氧生成氧化物而发生破坏，即B2O3层的破坏。当铝的纯度较高时，在纤维上生成AlB2：

Al+2B→AlB2

2B+3O→B2O3

碳化硅涂层能使硼纤维具有突出的抗氧化性。因为硼接触不到铝，硼化物的形成完全被抑制。铝与硅不形成化合物，而铝与碳的反应在碳化硅存在的情况下，在热力学上是非常困难的。硼或铝穿过碳化硅移动的扩散系数在800K时非常小，2.5μm的碳化硅层已足以阻挡扩散。

十九、什么是增强材料的表面处理？简述偶联剂的化学结构及作用。

表面处理是在增强材料的表面涂覆上表面处理剂（包括浸润剂、偶联剂、助剂等物质），它有利于增强材料与基体间形成良好的粘结界面，从而达到提高复合材料各种性能的目的。

偶联剂的化学结构：分子两端含有性质不同的基团，一端的基团与增强材料表面发生化学作用或物理作用，另一端的基团则能和基体发生化学作用或物理作用，从而使增强材料与基体很好地偶联起来，获得良好的界面粘结，改善了多方面的性能，并有效地抵抗水的侵蚀。

二十、试讨论玻璃纤维的表面处理中偶联剂用量的确定及影响表面处理效果的因素。

偶联剂的用量会影响最后处理效果，在实际应用中起偶联作用的是偶联剂单分子层。过多地使用偶联剂是不必要和有害的。每种偶联剂的实际最佳用量，多数要从实验中确定。偶联剂用量也可采用计算法求得：100g给定被处理的增强材料的表面积，被1g硅烷偶联剂的最小涂覆面积除，即得该硅烷偶联剂在100g此种被处理材料上涂覆一单分子层时所需要的量。偶联剂在被处理材料表面上的涂覆并非只是单分子层，被处理材料单丝之间的间隙中往往比表面上含有更多的偶联剂，也不能保证偶联剂分子全部涂覆在被处理材料的表面上，所以，偶联剂的实际用量应高于上述计算值。

影响处理效果的因素：

处理方法的影响：不同的处理方法会影响处理效果。一般来说，前处理法的效果最为明显。

烘焙温度的选择：温度过低不起反应，达不到应有的偶联效果；温度过高会引起偶联剂分解和自聚等不良后果，以致严重影响偶联效果。

烘焙时间的选择：烘焙时间应选择在一定烘焙温度下偶联剂与玻璃纤维表面的偶联反应能充分进行。随着烘焙时间的延长，被处理玻璃纤维的憎水性有所提高，但是处理时间过长生产效率就低。一般采用高温短时间的烘焙制度。

处理液的配制及使用：直接影响处理效果，应该严格控制处理液的pH值，以抑制水解产物的自行缩合。在整个处理过程中，对处理液的pH值应不断调节。

二十一、试述碳纤维的表面处理方法及作用效果：

1、表面浸涂有机化合物：采用类似纺织中的浆纱工艺，在碳纤维表面涂覆含有反应性端基的树脂（羟端基的丁二烯/丙烯酸共聚物等），以改善碳纤维的界面粘结性。

2、表面涂覆无机化合物：

①表面上沉积无定形碳：在高模量结晶型碳纤维表面加涂一层低模量无定形碳，无定形碳活性大，易与树脂浸润，提高界面粘结力，能显著提高碳纤维复合材料的层间剪切强度。

②加涂碳化物：用化学气相沉积（CVD）的方法加涂碳化物。

3、表面化学处理：

①臭氧氧化法：臭氧极易分解成一个氧分子和一个新生态活泼氧原子，氧化碳纤维表面的不饱和碳原子，生成含氧官能团。

②阳极电解氧化法：靠电解产生的新生态氧对碳纤维表面进行氧化和腐蚀，碳纤维表面被氧化腐蚀，使比表面积增大、化学基团增加。

③盐溶液处理：先浸涂甲酸、乙酸、硝酸等的铜、铅、钴等盐类溶液，然后在空气或氧气中于200-600℃下氧化，使碳纤维表面粗糙而达到改善效果。

复合材料概论考试B.doc

U ! | + 309 2010-2011学年第一学期考试试卷（B ） 课程名称：有机化工工艺学 共］页 考试时间：120 分钟总分：100分 考试方式： 闭卷 适用专业（班级）： 应化0801、0802 班级 姓名 学号 一、 填空题（每小题1分，共30分） 1、 有机化工工艺学的定义是- 2、 石油组成非常复杂，其?中所含炷类有、和 三种。 3、 天然气中甲烷的化工利用主要有三个途径：（1） ; （2 ） ； （3 ） - 4、 煤的气化是指 o 5、 K SF 是指,能较合理地反映裂解进程的程度。 6、 管式裂解炉主要由 和 两大部分组成。 7、 炷类热裂解装置中的五大关键设备分别是管式裂解炉、、、 、和 3 8、 深冷分离方法实质是 的过程。 9、 目前工业上分离对、间二甲苯方法主要有、 和。 10、 费-托合成是指。 11、 低压合成甲醇工艺流程的四个工序是、、、 和 3 12、 用于低压合成甲醇:工艺采用 和 两种反应器，其中 反应器是直接冷却的。 13、 乙烯轮盐络合催化氧化一段法生产乙醛的工艺流程由三部分组成，分别是、 和 O 14、 在乙醛液相催化日氧化生产醋酸的工艺流程中，采用的反应器是具有外循环冷 却器的 ____ 反应器。 1 5、甲醇低压洗化制醋酸所用的催化剂是由 和 两部分组成。 16、乙烯氧氯化制取1, 2-二氯乙烷，工业上普遍采用的催化剂是 o 二、 简答题（每小题5分，共20分） 1、 烯炷液相环氧化是使烯烷直接转化为环氧化合物的重要方法，工业上此合成方法通称哈康 （Halcon ）法，请用化学反应式表示哈康法的生产原理。 2、 乙烯与氯液相加成合成1, 2-二氯乙烷的工艺有低温氛化法和高温氯化法两种，简述高温 氯化法采用的反应器结构特点，以及采用这种型式反应器进行高温氯化的优点。 3、 乙烯杷盐络合催化氧化可得到乙醛，请简述这一转化过程包括的三个基本反应。 4、 低级烷炷的取代氯化以甲烷氯化最为重要，常用的方法是热疑化法，反应在气相中进行。以 甲烷热氯化为举例，写出其反应机理。 + 3H 2O

复合材料论文碳纤维复合材料的成型工艺与应用现状

复合材料概论 课程论文 碳纤维复合材料的成型工艺与应用现状院、部：材料与化学工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间：2020/11/3

摘要 本文简述了碳纤维复合材料的性能、特点、成型工艺及应用领域现状、碳纤维复合材料的主流加工工艺，阐述了碳纤维复合材料在航空航天、汽车、风电、体育休闲等领域的应用现状，研究了该产业的发展趋势，并且提出了相关建议。 关键字：碳纤维；复合材料；成型工艺；应用；趋势 Abstract In this paper, the performance, characteristics, molding technology and application field status of carbon fiber composite materials, the mainstream processing technology of carbon fiber composite materials are briefly described. The application of carbon fiber composite materials in aerospace, automobile, wind power, sports and leisure fields is described. The development trend of the industry is studied, and relevant suggestions are put forward. Keywords:carbon fiber;composite material;molding process;applicaton; tren 1

复合材料总思考题及参考答案

复合材料概论总思考题 一．复合材料总论 1.什么是复合材料？复合材料的主要特点是什么？ ①复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。 ②1）组元之间存在着明显的界面；2）优良特殊性能；3）可设计性；4)材料和结构的统一 2.复合材料的基本性能（优点）是什么？——请简答6个要点 （1）比强度，比模量高（2）良好的高温性能（3）良好的尺寸稳定性（4）良好的化学稳定性（5）良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性（6）良好的功能性能 3.复合材料是如何命名的？如何表述？举例说明。4种命名途径 ①根据增强材料和基体材料的名称来命名，如碳纤维环氧树脂复合材料 ②(1) 强调基体：酚醛树脂基复合材料（2）强调增强体：碳纤维复合材料 （3）基体与增强体并用：碳纤维增强环氧树脂复合材料（4）俗称：玻璃钢 5.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类，各表示什么？在结构设计过程中的设计层次如何，各包括哪些内容？ 3个层次 答：1、一次结构：由集体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分材料的力学性能、相几何和界面区的性能； 二次结构：由单层材料层复合而成的层合体，其力学性能决定于单层材料的力学性能和铺层几何三次结构：指通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。 2、①单层材料设计：包括正确选择增强材料、基体材料及其配比，该层次决定单层板的性能； ②铺层设计：包括对铺层材料的铺层方案作出合理安排，该层次决定层合板的性能； ③结构设计：最后确定产品结构的形状和尺寸。 6.试分析复合材料的应用及发展。 答：①20世纪40年代，玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后，纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料。至60年代，在技术上臻于成熟，在许多领域开始取代金属材料。 ②随着航空航天技术发展，对结构材料要求比强度、比模量、韧性、耐热、抗环境能力和加工性能都好。针对不同需求，出现了高性能树脂基先进复合材料，标志在性能上区别于一般低性能的常用树脂基复合材料。以后又陆续出现金属基和陶瓷基先进复合材料。 ③经过60年代末期使用，树脂基高性能复合材料已用于制造军用飞机的承力结构，今年来又逐步进入其他工业领域。

复合材料

《复合材料概论》课程论文 论文题目：玻璃纤维增强材料 姓名：郑显波 学院：材料科学与工程学院 班级：材料121班 学号：2012141010

玻璃纤维增强材料 郑显波 （齐齐哈尔大学材料科学与工程学院） 摘要：本文从玻璃纤维增强材料的特点用途开篇，通过介绍玻璃纤维国内外的发展现状，与玻璃纤维增强材料生产中所体现出的问题，进而对玻璃纤维增强材料的发展前景做出预测。 Glass fiber reinforced materials Xianbo Zheng (Qiqihar University of Science and Technolog) Abstract:this article from the characteristics of glass fiber reinforced materials use, through the introduction of the current situation of the development of glass fiber at home and abroad, and in the production of glass fiber reinforced materials reflects the problems, and make prediction on the development of glass fiber reinforced materials 关键词：玻璃纤维增强材料发展现状发展前景特点 引言：玻璃纤维增强材料简称（GFRP）俗名玻璃钢。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起．组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力．不能承受弯曲、剪切和压应力，还不做成固定的几何形状．是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起，就可以做成各种具有固定形状的坚硬制品．既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。根据合成树脂的不同玻璃钢主要有环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、聚酯玻璃钢。 1.玻璃纤维增强材料的特点、用途 玻璃纤维增强复合材料强度高、质量轻,具有减震性、抗疲劳性、耐化学品腐蚀性等优点,并且具有优异的抗弹、降噪性能,而且是价格低廉[1]。在汽车中应用玻璃纤维增强材料,可以提高汽车用材料的力学性能,降低汽车零部件的制造成本,加快汽车的装配速度,减轻汽车的重量,节省燃料. 随着汽车工业的迅速发展,对玻璃纤维及其复合材料的市场需求量将与日俱增,因此对玻璃纤维增强材料研究有很大的现实意义。 2.玻璃纤维增强材料成型工艺 喷射成型技术是手糊成型的改进，半机械化程度。喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大，如美国占9.1%，西欧占11.3%，日本占21%。目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。

复合材料概论

复合材料概论 王荣国武卫莉谷万里主编 复习 第一章总论 复合材料定义：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料；在复合材料中通常有一个相为连续相，称为基体，另一相为分散相，陈伟增强材料。 生产量较大，适用面广，性能相对较低的为常用复合材料，高精尖的为先进复合材料。 复合材料的命名：玻璃纤维环氧树脂复合材料、玻璃/环氧复合材料，玻璃纤维复合材料，环氧树脂复合材料，玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。 常用的分类方法： 1．按增强材料形态分类（连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合） 2．按增强材料纤维种类分类（玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合）3．按基体材料分类（聚合物基、金属基、无机非金属基） 4．按材料作用分类（结构复合材料、功能复合材料） 复合材料的共同特点： 1．可综合发挥各组成材料的优点 2．可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造（最大特点！！） 3．可制成所需的任意形状的产品 聚合物基复合材料的主要性能： 1．比强度、比模量大 2．耐疲劳性能好

3．减震性能好 4．过载时安全性能好 5．具有多种功能性 6．良好的加工工艺性 金属基复合材料的主要性能 1．高比强度、比模量 2．导热导电性能优良 3．热膨胀系数小、尺寸稳定 4．良好的高温性能 5．耐磨性好 6．良好的疲劳性能 7．不吸潮、不老化、气密性好 陶瓷基复合材料的主要性能：强度高、硬度大、耐高温、抗氧化、高温下抗磨损性能好、耐化学腐蚀性优良、热膨胀系数和相对密度较小；断裂韧性低，限制其为结构材料使用。 复合材料力学性能取决于增强材料的性能、含量和分布，取决于基体材料的性能和含量 第二章复合材料的基体材料 1 基体材料是金属基复合材料的主要组成，起着固结增强物、传递和承受各种载荷（力热电）的作用。 2 金属基：铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等 3 在连续纤维增强金属基复合材料中基体的主要作用是以充分发挥增强纤维的性能为主，基体本身应与纤维有良好的相容性和塑性，而并不要求基体本身有很高的强度。

碳纤维的发展与现状

人员分工情况 资料收集：蔡煜简江婷婷宋爽韵周晓楠张领中英文摘要：蔡煜张领周晓楠 内容编写：发展部分简江婷婷宋爽韵 现状与差距部分蔡煜张领周晓楠排版校对：简江婷婷宋爽韵 宋爽韵 20110815023 简江婷婷 20110815036 蔡煜 20110815045 周晓楠 20110815047 张领 20110815050

碳纤维的发展与现状 学生：蔡煜简江婷婷宋爽韵周晓楠张领指导老师：秦文峰 摘要:简要介绍了碳纤维的性能、发展历史以及在航空航天领域中的应用，同时分析了国内外碳纤维的发展差距，给出了对我国碳纤维发展的建议。 关键词：碳纤维;碳纤维复合材料;应用领域;发展差距;发展建议 Abstract：The brief introduction of the performance and development history and application in the aviation&aerospace field of carbon fiber ,the analysis of the development gap of carbon fiber between home and abroad ,the advises of carbon fiber’s development to our country are given in this paper. Key words：carbon fiber;carbon fiber composites;application territory; development gap;development advises

材料科学与工程专业培养计划(080401)

材料科学与工程专业培养计划（） （） 一、培养目标 按照“厚基础、宽口径、复合型、高素质”的人才培养模式，培养德、智、体、美全面发展，了解现代材料学 科发展，适应社会经济和科学技术发展要求，具有坚实的自然科学基础、材料科学与工程专业基础和人文社会科 学基础，具有较强的工程意识、工程素质、实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神、国际视野、 沟通和组织管理能力的高素质专门人才。材料类专业毕业的学生，既可从事材料科学与工程基础理论研究，新材 料、新工艺和新技术研发，生产技术开发和过程控制、材料应用等材料科学与工程领域的科技工作，也可承担相 关专业的教案、科技管理和经营工作。 本科生毕业后经过年左右的实际工作，能够达成如下目标： 培养目标：能够运用数理、材料专业基础知识和理论，对复杂的材料科学问题进行有效探索和系统性分析， 并提供解决方案； 培养目标：熟悉材料工程技术的发展现状及相关领域的发展动态，具备一定的工程创新意识与能力，能够运 用现代工具及材料专业知识，从事本领域相关工艺技术及产品的设计、研发与生产管理； 培养目标：具备卓越工程师的职业道德规范、强烈的爱国敬业精神和社会责任感，综合考虑法律、环境与可 持续发展等因素影响，在工程实践中能坚持公众利益优先； 培养目标：具备健康的身心和良好的人文科学素养，拥有团队精神、有效的沟通表达能力和工程项目管理能 力； 培养目标：拥有职业发展中的终生学习与自我完善能力，具有一定的全球化意识和国际视野，能够积极主动适应不断变化的自然环境和社会环境，持续提高专业素养和自身素质。 二、毕业要求 本专业的毕业要求如下： .工程知识：掌握工程领域所需的数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程学科专业知识，并能够用于 解决材料工程领域复杂工程问题。 掌握相关数学知识，并能运用于实际工程问题进行数学建模、求解与数据处理； 掌握相关自然科学的基础原理和思维方法，并能将其应用于解决工程科学和技术问题； 掌握相关工程知识，能将其用于解决工程装备设计等工程问题； 掌握材料科学与工程专业基础知识，并能用于解决热处理、材料组织性能分析及控制等材料科学和工程技术

国内做高分子复合材料比较好的课题组

国内做高分子(树脂基）复合材料比较好的课题组作者：扈艳红 最近登录的一个学生学术网站，有篇帖子讨论了国内的做复合材料比较好的课题组，整理了一下，希望对我的小朋友们有点用处。大家若有更多信息，可以跟帖哦。 詹茂盛：北京航空航天大学教授、博士生导师；高分子复合材料系 研究方向：1.磁场环境功能复合材料； 2.聚合物基复合材料； 3.塑料合金与加工关键技术。 简介： 2004年-2005年兼任东京都立大学客座教授。中国复合材料学会聚合物基复合材料分会副主任，中国塑料加工协会专家，日本高分子学会正会员，《塑料》编委，北京塑料工业协会理事。承担了各类基金科研项目，以及其他重要项目。译著3部，合著3部，申请发明专利12项，部级2等奖和3等奖共4项，5项研究成果实现了产业化。 张佐光：北京航空航天大学博士，教授 研究方向：先进树脂基复合材料功能复合材料与高分子材料（防弹、电磁波、摩擦） 简介：兼任中国复合材料学会常务理事兼副秘书长，中国塑料加工协会理事，全国纤维增强塑料标准化委员会委员，《复合材料学报》副主编，《工程塑料应用》、《新型碳材料》编委等学术职务。发表学术论文120余篇，合作编著书2部，获得部级科技进步奖6项，国家专利5项。 川大的傅强教授，研究聚烯烃复合材料的加工成型方向； 中大的章明秋教授，以前做聚丙烯，现在做环氧树脂，学术水平很高， 北化的张立群教授，主要是橡胶复合材料，年轻有为，人也很好； 如果不限压力大就去化学所或应化所了。 北理工 刘吉平教授，博导，学科带头人，2009年中科院院士北理工唯一申报者，现在手下只有一两个博士，急缺人！ 这是个好机会啊~ 北理工 杨荣杰教授博导副院长国内含能材料权威 对学生特别好，还给介绍工作~ 中科院长春应化所殷敬华 天津工业大学李嘉禄正在申请院士主要研究三维纺织复合材料 化学所杨士勇

复合材料概论习题

复合材料习题 第四章 一、判断题：判断以下各论点的正误。 1基体与增强体的界面在高温使用过程中不发生变化。（：） 2、比强度和比模量是材料的强度和模量与其密度之比。（：） 3、浸润性是基体与增强体间粘结的必要条件，但非充分条件。（：） 4、基体与增强体间界面的模量比增强体和基体高，则复合材料的弹性模量也越高。（：） 5、界面间粘结过强的复合材料易发生脆性断裂。（：） 6、脱粘是指纤维与基体完全发生分离的现象。（：） 7、混合法则可用于任何复合材料的性能估算。（：） 8纤维长度1<1 c时，纤维上的拉应力达不到纤维的断裂应力。（：） 二、选择题：从A、B、C、D中选择出正确的答案。 1复合材料界面的作用（B） A、仅仅是把基体与增强体粘结起来。 B将整体承受的载荷由基体传递到增强体。 C总是使复合材料的性能得以改善。 D总是降低复合材料的整体性能。 2、浸润性（A D） A、当:sl + Jv< :sv时，易发生浸润。 B当:sl + Jv > :sv时，易发生浸润。 C接触角=0 :时，不发生浸润。 D是液体在固体上的铺展。 3、增强材料与基体的作用是（A、D） A、增强材料是承受载荷的主要组元。 B基体是承受载荷的主要组元。 C增强材料和基体都是承受载荷的主要组元。 D基体起粘结作用并起传递应力和增韧作用。 4、混合定律（A） A、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。 B表示复合材料性能随组元材料体积含量呈曲性变化。 C表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。 D考虑了增强体的分布和取向。 5、剪切效应是指（A） A、短纤维与基体界面剪应力的变化。

碳素纤维简介

碳素纤维又称碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）。在国际上被誉为“黑色黄金”，它继石器和钢铁等金属后，被国际上称之为“第三代材料”，因为用碳纤维制成的复合材料具有极高的强度，且超轻、耐高温高压。 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。 1880年美国爱迪生首先将竹子纤维碳化丝，作为电灯泡内之发光灯丝，开启了碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）之纪元。碳纤维用在结构材料，首先问世者，则以美国Union Carbide公司（U.C.C.）为代表，并于1959年将嫘萦纤维为原料，经过数千百度之高温碳化后，得到弹性率约40GPa，强度约为0.7GPa之碳纤维；尔后，1965年该公司又用相同原料于3000℃高温下延伸，开发出丝状高弹性率石墨化纤维，弹性率约500GPa，强度约为2.8GPa。 另外，于日本大阪工业技术试验所之进藤博士，则以Polyacrylonitrile（简称PAN）聚丙烯腈为原料，经过氧化与数千度之碳化工程后，得到弹性率为160GPa，强度为0.7GPa之碳纤维。1962年日本碳化公司（Nippon Carbon Co.）则用PAN为原料，制得低弹性系数（L.M.）之碳纤维。东丽公司亦以PAN纤维为原料，开发了高强度之CF，弹性率约为230GPa，强度约为2.8GPa，并于1966年起有每月量产1吨之规模；同时亦开发了碳化温度2000℃以上之高弹性率CF，弹性率约400GPa，强度约为2.0GPa。于1965年，群马大学大谷教授，利用加热氯乙烯（Vinyl Chloride）得到之沥青（Pitch），经过熔融纺丝、不融化与碳化工程处理后，得到普通级碳纤维；大谷教授亦可利用木质素（Lignin）为原料制作碳纤维。 碳纤维之需求量虽逐渐扩大，但1991年以后冷战结束后，军事用途之使用量萎缩，复因泡沫经济与景气萧条，供需失去平衡，产业受到冲击。然而，美国波音公司新锐机型B777之生产，加上土木、建筑、汽车与复合材料之扩大应用，碳纤维产业逐渐缓步成长中。 2.碳纤维之种类 经高温处理后，其含碳量超过90％以上之纤维材料，称之为碳纤维。碳纤维之种类分类有许多方法，可依原料、特性、处理温度与形状来分类。若依原料可分为纤维素纤维系之嫘萦（Rayon）系与木质（Lignin）系；聚丙烯腈（Polyacrylonitrile）系；沥青（Pitch）系； 酚树脂系与 气相碳纤系等六种。若依特性则分为普通碳纤维；高强度高模数碳纤维与活性碳纤维等三种。普通碳纤维之强力在120㎏/㎜2以下，杨氏模数（Young掇Modulus）在10000㎏/㎜2以下者称之；高强度高模数者，则强力在150㎏/㎜2以上，模数在17000㎏/㎜2以上时称之。 若依加工处理温度分类时，则可分为耐炎质；碳素质与石墨质等三种。耐炎质碳纤之处理加热温度为200～350℃，可供作电气绝缘体；碳素质碳纤之处理加热温度为500～1500℃，可供电气传导性材料用；石墨质碳纤之处理加热温度在2000℃以上，除耐热性与电气传导性提高外，亦具自我润滑性。 若按碳纤维制品之形状分类时，可分为棉状短纤维；长丝状连续纤维；纤维束（Tow）； 织物； 毡毯与 编制长形物等。 3.碳纤维之研制 3.1 嫘萦系碳纤维 嫘萦纤维素纤维加热处理时不会熔融，若在无氧状态下的不活性气体（Inert Gas）中加热处理，则极易取得碳纤维。3.2 聚丙烯腈系碳纤维 聚丙烯腈（PAN）系碳纤维之制造工程大致可分为聚丙烯腈纤维之制备；安定化工程（耐炎化）；碳化工程； 表面处理与上浆工程； 石墨化工程等五个程序。 3.3 沥青系碳纤维 原油经900℃以上之高温提炼后的残渣中，约含有95wt％之碳质，若以电解法去除其中之硫酸，再经水洗后可得纯度极佳之沥青（Pitch）。 3.4 气相成长碳纤维

《复合材料概论》课程论文格式要求

《复合材料概论》课程论文 玻璃钢复合材料埋地管结构设计研究 院、部：材料与化学工程学院学生姓名：张永煊 扌旨导教师：____ 朱莉云 _________ 专业：无机非金属材料工程 班级：材本1103班 完成时间：2013年5月31日

摘要 玻璃钢复合材料管比强度高、重量轻、运输安装方便、摩擦阻力小、输运能力高、热应力小、耐磨性好、防腐蚀、可设计性强、维修方便、生产效率高、成本低, 适用于石油输送管。为玻璃钢复合材料石油输送管的使用安全，同时节约施工开支，本文根据玻璃钢复合材料石油输送管的性能，以及地面压力对埋地下管子的角扩散理论，对受卡车的载荷的埋在地下的玻璃钢石油输送管, 进行了不同铺层层数建模，并进行了强度计算，设计出了合理的管壁厚度，有效的减轻了玻璃钢复合材料埋地管的重量。 关键词：输送管；地面压力；角扩散理论；层数建模；重量

ABSTRACT Glass fiber reinforced plastic composite pipe is high strength, light weight, easy to transport installation, small frictional resistance, high transport capacity, the thermal stress is small, good abrasion resistance, corrosion resistance, can design sex is strong, easy maintenance, high efficiency, low cost, suitable for oil delivery pipe. For glass fiber reinforced plastic composite material the use of oil pipeline safety, saving construction costs at the same time, in this paper, according to the performance of the oil delivery pipe, glass fiber reinforced plastic composites, and the ground stress of underground pipe Angle of diffusion theory, for the truck load of buried FRP oil pipeline, the different shop number modeling, and the strength calculation and design a reasonable wall thickness, effectively reduce the weight of the glass fiber reinforced plastic composite materials of buried pipe. Key words: Duct; Ground pressure; Angle of diffusion theory; The layer number of modeling; The weight

高分子基复合材料

高分子基复合材料 Polymer Matrix Composite Materials 课程编号：07370380 学分：2 学时：30 (其中：讲课学时：30 实验学时：0 上机学时：0) 先修课程：材料科学导论、高分子化学、大学物理 适用专业：高分子材料与工程、复合材料与工程 教材：《聚合物复合材料》黄丽主编，中国轻工业出版社，2012.01 第二版开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务 高分子基复合材料是建立在数学、物理学、化学等课程知识的基础上，为材料科学与工程专业学生开设的一门专业方向课，其性质为选修。 通过本课程的学习，旨在让学生获得复合材料的有关基本理论和基本知识，为拓宽学科方向和今后从事相关研究和工作奠定必要的基础。其主要任务是使学生具备下列知识和能力： 1.熟悉复合材料的常用基体材料和常用增强材料结构与性能； 2.初步掌握聚合物基、碳基、纤维增强复合材料的种类和基本性能； 3.能够根据实际要求合理设计材料，从微观或亚微观水平上选定合适的基体和 增强体或功能体； 4.依靠复合材料设计知识，确定合适的表面处理技术和成型工艺； 5.了解先进复合材料的发展概况。 二、课程的基本内容及要求 第1章绪论 1. 教学内容 （1）.复合材料的发展史 （2）.复合材料的定义、命名及分类 （3）.复合材料的特性 （4）.对高性能复合材料的期望及开发现状 2. 学习要求 （1）.了解复合材料的发展简史 （2）.掌握复合材料的概念、分类及命名规则 （3）.理解复合材料的特性及发展趋势 3. 重难点 掌握复合材料的定义及特性既是本章的重点，也是难点

第2章基体材料 1. 教学内容 （1）.概述 （2）.聚合物基体 （3）.金属基体 （4）.陶瓷基体 （5）.碳基体 2. 学习要求 （1）.理解基体的概念 （2）.掌握基体在复合材料材料中的作用及对复合材料性能的影响（3）.了解复合材料中常用的基体类型 （4）.掌握聚合物基体的特性 3. 重难点 （1）.重点是熟悉复合材料中基体的类型及各类基体的特性（2）.难点是掌握几种常用聚合物基体的制备原理和工艺 第3章复合材料的增强材料 1. 教学内容 （1）.玻璃纤维 （2）.碳纤维 （3）.有机高分子纤维 （4）.陶瓷纤维 （5）.金属纤维 （6）.晶须 （7）.粉体增强材料 2. 学习要求 （1）.理解增强材料在复合材料中的作用 （2）.理解各类增强材料增强原理 （3）.掌握常用增强材料的制备工艺 3. 重难点 （1）.重点是理解各类型增强材料的增强机制和特点 （2）.难点是掌握几种常用增强材料的制备工艺 第4章纤维复合材料及其制造方法 1. 教学内容 （1）.聚合物基复合材料

复合材料概论补考试卷

考试中心填写：中南林业科技大学课程考试试卷月日年 考试用 分钟；考试时间：120；试卷编号：卷复合材料概论课程名称： 院级

班业 学专 分）3分，共30一、填空题（每题评卷人复 查人得分 基复合材料．按基体材料进行分类，可将复合材料分为基复合材料、1 )线以及无机非金属基复合材料。此过超。 和2．碳纤维复合材料具有良好的摩阻特性和减摩特性，是因为碳纤维具有 得不应用最为广泛。3．玻璃纤维常用有机铬络合物作为偶联剂，其中题答作基体树脂，是因为其具有良好的耐火性、自熄4．汽车的内部装饰件常采用(线 订性、低烟性和低毒性。装效应，使得复合材料具有良好的抗震能力。5．由于界面具有 6. 金属基复合材料构件的使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据，例如，航空航天工业选择轻金属如、、合金作为基体。 7.聚酰胺用玻璃纤维增强后，耐水性、耐热性以及力学性能得到很大的提高，唯一的缺点是 变差了。 8.酚醛树脂分子结构中含大量苯环与极性羟基，使得分子链的刚性、 差，因此酚醛树脂硬度和脆性较大。 9.用纤维布增强陶瓷基制得的复合材料，在纤维布二维方向上的性能，垂直于纤维布方向上的性能。 10.若结构要求有很好的低温工作性能，可选用低温下不脆化的纤维作为增强材料。 二、选择题（每题3分，共30分） 得分评卷人复查人 。））下列哪一项不是聚合物基复合材料普遍具有的特点（1（． A.减震性能好 B.比强度大 C.过载时安全性好 D.耐老化性能好 （2）在1500℃以下强度随温度的升高而增加，超过此温度，强度随稳定的升高而下降，直到1900℃后趋于稳定，而模量随温度的升高而不断增加，这是（）。 A.玻璃纤维 B.硼纤维 C.芳纶纤维 D.石墨 纤维 （3）以下环氧树脂中，具有化学稳定性高，耐紫外线和大气老化性能好，且具有自熄性的是（）。

碳纤维制备工艺简介资料

碳纤维制备工艺简介资料． 碳纤维制备工艺简介 碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。因此，碳纤维及其复合材料近年来发展十分迅速。

一、碳纤维生产工艺 可以用来制取碳纤维的原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。 经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。 1，粘胶(纤维素)基碳纤维 用粘胶基碳纤维增强的耐烧蚀材料，可以制造火箭、导弹和航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是解决宇航和导弹技术的关键材料。粘胶基碳纤维还可做飞机刹车片、汽车刹车片、放射性同位素能源盒，也可增强树脂做耐腐蚀泵体、叶片、管道、容器、催化剂骨架材料、导电线材及面发热体、密封材料以及医用吸附材料等。

虽然它是最早用于制取碳纤维的原丝，但由于粘胶纤维的理论总碳量仅44.5%，实际制造过程热解反应中，往往会因裂解不当，生成左旋葡萄糖等裂解产物而实际碳收率仅为30% 以下。所以粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，目前其产量已不足世界纤维总量的1％。但它作为航空飞行器中耐烧蚀材料有其独特的优点，由于含碱金属、碱土金属离子少，飞行过程中燃烧时产生的钠光弱，雷达不易发现，所以在军事工业方面还保留少量的生产。 2，沥青基碳纤维 1965年，日本群马大学的大谷杉郎研制成功了沥青基碳纤维。从此，沥青成为生产碳纤维的新原料，是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。大谷杉郎开始用聚氯乙稀(PVC)在惰性气体保护下加热到400℃，然后将所制PVC 沥青进行熔融纺丝，之后在空气中加热到260℃进行不熔化处理，即预氧化，再经炭化等一系列后处理得到沥青基碳纤维。 目前，熔纺沥青多用煤焦油沥青、石油沥青或合成沥青。1970年，日本吴羽化学工业公司生产的通用级沥青基碳纤维上市，至今该公司仍在规模化生产。1975年，美国联合碳化物公司(Union Carbide Corporation)开始生产高性能中间相沥青基碳纤维“Thornel-P”,年产量237t。我国鞍山东亚精细化工有限公司于20世纪90年代初从美国阿石兰石油公司引进年产200t通用级沥青基碳纤维生产线，1995年已投产，同时还引进了年产45t活性碳纤维的生产装置。 3，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 PAN基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如图1所示。

复合材料概论复习题

复合材料概论复习提要 一、名词解释 1、复合材料 2、基体 3、增强体 4、聚合物基复合材料 5、金属基复合材料 6、陶瓷基复合材料 7、水泥基复合材料 8、碳/碳复合材料 9、玻璃钢 10、脱模剂 11、复合材料的蠕变: 材料在常应力作用下，变形随时间的延续而缓慢增长的现象。 12、CVD 13、玻璃纤维：以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的一种性能优异的无机非金属材料 14、碳纤维 15硼纤维 16氧化铝纤维 17、晶须 18、A玻纤、E玻纤、S玻纤、M玻纤 19、玻璃纤维增强环氧树脂 20玻璃纤维增强酚醛树脂 21玻璃纤维增强聚酯树脂 22、单模、对模 23、等代设计法。 24、水泥 二、重要知识点 1、复合材料中的基体有三种主要作用。 2、复合材料的界面的作用和效应。 3、复合材料的可设计性以及意义、如何设计防腐蚀（碱性）玻璃纤维增强塑料。 4、增强材料的表面处理、沃兰（V olan）的结构式，沃兰和有机硅烷对玻纤表面处理的机理。 5、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶的生产过程以及性能（优点和缺点）、表面处理方法。 6、不饱和聚酯树脂的固化过程以及性能（优缺点）。 7、玻璃纤维增强环氧树脂、玻璃纤维增强酚醛树脂、玻璃纤维增强聚酯树脂主要性能。 8、铝基复合材料的制造与加工。 9、陶瓷基复合材料的使用温度范围。 10、晶须或者纤维增韧陶瓷基复合材料的制造工艺和成型加工方法。 11、RTM成型工艺、模压成型工艺和手糊成型工艺。 12、在连续玻璃纤维及其制品的制造过程中，拉丝时要用浸润剂的原因。 13、金属基纤维复合材料的界面结合形式以及影响界面稳定性的因素。

学科教学·化学专业培养方案-北京师范大学研究生院

学科教学·化学专业培养方案 一、培养目标与基本规格 培养具有现代教育观念和教育、教学工作能力，具有较高水平的中小学化学教育的骨干教师。 基本规格如下： （一）热爱教育职业和化学教学工作，有志于教育、教学改革的实践与研究，事业心、责任感强。 （二）具有较宽厚的文化基础与化学专业基础，具有较高的教育学和教学论的素养，在化学教学方面视野开阔、现代意识强，能胜任教学业务骨干的任务，具有较高的学科研究能力。 （三）能比较熟练地阅读本专业的外文资料。 （四）身心健康。 二、招生对象及入学考试 （一）招生对象 大学本科毕业并获得学士学位，有三年以上基础教育教学工作经验，教学效果良好的中小学教师。未获取学士学位者，需具有中学一级教师任职资格。 报考者必须经过所在学校推荐。 （二）入学考试 1、考试方式 按国家有关规定，参加在职攻读教育硕士专业学位全国统一联考。 2．考试科目： 外语、教育学、心理学、高等化学基础、政治理论。 三、学习年限与教学方式 学习年限为三至四年。 学习分两个阶段：第一阶段主要进行课程学习，第二阶段主要是撰写学位论文（含调查研究与实验）。其中，集中学习的时间不得少于一年。 实行导师负责与教研室（导师组）集体培养相结合，同时强调发挥学生自主学习与研究的积极性。 四、课程设置 按一年左右的时间来安排课程学习。课程设置以宽、新、实为原则，分为学位公共课、专业必修课、选修课，前两类为必修课程。总学分不少于34学分。

五、学位论文工作及学位授予 修满学分后方可进入撰写学位论文阶段。 论文内容应紧密联系本学科中学教学的实际，并有一定的理论分析与概括。论文要在导师（或导师组）的指导下由学生独立完成。论文的格式应符合规范要求。

碳纤维材料介绍

碳纤维材料介绍 碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa 以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为 23000-43000Mpa，也高于钢。 碳纤维复合材料可用作汽车车身、底盘、传动轴、轮毂、板簧、构架和刹车片等制件。目前钢铁材料约占车体重量的3/4，如果汽车的钢材部件全部由碳纤维复合材料置换，车体重量可减轻300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削减17%。 一、碳纤维的优点 1、比强度高，是最佳的轻质高强车体材料。 2、轴向强度、模量高，无蠕变，制作传动轴。 3、正面碰撞时成无数细小碎片，吸收大量的撞击能（是钢结构4倍）安全性高。 4、兼备纺织纤维的柔软，可加工性强。 5、有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性好，寿命长，维修费用低。 6、冷热膨胀系数小，极端气候条件下尺寸稳定性高。

7、活性碳纤维超级电容器可提高能量密度，又可降低成本适用于电动车制动。 8、复合材料容易成型，制得满足空气动力学原理及美观需求的外形曲面。 9、表皮光滑美观，制造车身，可以省去高成本、繁琐的涂装工艺。 10、将不同零件一体成型，便于汽车结构的模块化、整体化制造。 碳纤维在汽车的应用实现了轻量化和刚性需求，达到节能减排、降低油耗的目的，碳纤维材料可以作为未来汽车的主流材料。 二、碳纤维的弊端 1、工艺复杂，主要采用热压罐,真空导入等传统工艺，这种工艺生产效率低、生产周期长、产品造价高，无法满足汽车大批量规模化生产要求。 2、成本相对高昂，碳纤维材料的价格是金属材料的数倍，制约了其在汽车领域的应用与发展。 3、设计人才缺乏，且由于该技术之前较少在国内应用，所以从事过碳纤维量产部件设计的人才非常稀缺。 总之，无论从性能还是环保角度出发，汽车轻量化都已成为一种必然趋势，而采用碳纤维材料是汽车轻量化的必由之路。中国正在大力推进新能源汽车的发展，所以碳纤维材料在新能源汽车领域中的应用前景非常广阔。

13年复合材料总思考题

复合材料概论总思考题 一.复合材料总论 1．什么是复合材料？复合材料的主要特点是什么？ 所谓复合材料，是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过不同的工艺方法人工合成的，各组分间有明显界面且性能优于各组成材料的多相固体材料。复合材料的特点： A复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料，组元之间存在着明显的界面；B复合材料中各组元不但保持各自的固有特性，而且可最大限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不具备的优良特殊性能；C复合材料具有可设计性。可以根据使用条件要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高工程结构的效能。D材料和结构的统一 2．复合材料的基本性能（优点）是什么？——请简答6个要点 1)比强度，比模量高（强度/密度，模量/密度）2)良好的高温性能3）良好的尺寸稳定性——热膨胀系数下降.石墨纤维增强镁基复合材料中，当石墨纤维的含量达到48% 时，复合材料的热膨胀系数为零。4）良好的化学稳定性：聚合物基复合材料和陶瓷基复合材料具有良好的抗腐蚀性。5)良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性：由于增强体的加入，复合材料的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性等性能得到提高，特别是陶瓷基复合材料的脆性得到明显改善。 6)良好的功能性能：包括光、电、磁、热、烧蚀、摩擦及润滑等性能。 3．复合材料是如何命名的？如何表述？举例说明。 4种命名途径 根据增强材料和基体材料的名称来命名;如“增强材料+基体材料”复合材料 (1) 强调基体即强调了基体材料的种类和特征(酚醛树脂基复合材料、铝合金基复合材料等) (2) 强调增强体即强调增强材料的种类和性质（碳纤维复合材料、金属纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等） (3) 基体与增强体并用即同时出现基体材料和增强体材料(碳纤维增强环氧树脂复合材料、玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料等。) (4) 俗称 (玻璃钢就是玻璃纤维增强树脂基复合材料的俗称) 4． 5．复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类，各表示什么？在结构设计过程中的设计层次如何，各包括哪些内容？ P8 1、复合材料的三个结构层次 2、复合材料设计的三个层次： 一次结构——单层材料——微观力学一次结构?单层材料设计 二次结构——层合体——宏观力学二次结构?铺层设计 三次结构——产品结构——结构力学三次结构?结构设计 6．试分析复合材料的应用及发展。 二.复合材料的基体材料 1．复合材料中聚合物基体的主要作用是什么？

碳纤维复合材料

碳纤维复合材料 编辑本段概况 在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。 编辑本段结构 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。 碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。 编辑本段用途 碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。 碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。