聚合物基复合材料（全套课件320P）（可编辑）

1、聚合物基复合材料（全套课件320P） 聚合物基复合材料 2 0 1 4 - 1 - 1 4 12 0 1 4 - 1 - 1 4 1 课程的性质和地位课程的性质和地位 本课程是高分子材料与工程专业的一 本课程是高分子材料与工程专业的一门专业限选课。门专业限选课。考核办法考核办法 本课程为考试课程,平时成绩(包括 本课程为考试课程,平时成绩(包括作业、讨论、出勤等)占30%,期末考试成作业、讨论、出勤等)占30%,期末考试成绩占70%。绩占70%。2 0 1 4 - 1 - 1 4 22 0 1 4 - 1 - 1 4 2推荐教材及主要参考书推荐教材及主要参考书? 王汝敏,郑水蓉,郑亚萍编:聚合

2、物基复合材料及工王汝敏,郑水蓉,郑亚萍编:聚合物基复合材料及工艺,科学出版社,2004年,第一版。艺,科学出版社,2004年,第一版。? 倪礼忠主编:复合材料科学与工程,科学出版社,倪礼忠主编:复合材料科学与工程,科学出版社,2002年,第一版。2002年,第一版。? 王荣国主编:复合材料概论,哈尔滨工业大学出版社,王荣国主编:复合材料概论,哈尔滨工业大学出版社,1999年,第一版。1999年,第一版。? 陈华辉主编:现代复合材料,中国物资出版社,1998陈华辉主编:现代复合材料,中国物资出版社,1998年,第一版。 年,第一版。? 刘雄亚主编: 复合材料工艺及设备,武汉工业大学出刘雄亚主编:

3、 复合材料工艺及设备,武汉工业大学出版社, 版社,1997 1997年,第一版。 年,第一版。2 0 1 4 - 1 - 1 4 32 0 1 4 - 1 - 1 4 3其它教学资料其它教学资料? 学术期刊:学术期刊:复合材料学报、玻璃钢/复合材料复合材料学报、玻璃钢/复合材料? 专业网站:专业网站:中国复合材料网/0>.中国复合材料网/.中国玻璃纤维复合材料信息网/.中国玻璃纤维复合材料信息网/.2 0 1 4 - 1 - 1 4 42 0 1 4 - 1 - 1 4 4学时分配学时分配章节 教学内容 学时章节 教学内容 学时绪论 11 绪论 222 增强材料 42 增强材料 43 基

4、体材料 基体材料 43 4聚合物基复合材料的界面 4 聚合物基复合材料的界面 44 4聚合物基复合材料成型用半成品的制备 5 聚合物基复合材料成型用半成品的制备 45 4聚合物基复合材料的成型工艺 66 聚合物基复合材料的成型工艺 447 复合材料夹层结构制品的成型工艺 47 复合材料夹层结构制品的成型工艺 4合 合 计 计 26262 0 1 4 - 1 - 1 4 52 0 1 4 - 1 - 1 4 5第1章 绪 论本章教学目的:1. 了解复合材料的定义、命名及分类、成型方法2. 了解复合材料的特性、应用3. 了解复合材料的进展本章重点难点:复合材料的基本概念、应用及进展本章课时安排:2

5、学时2 0 1 4 - 1 - 1 4 62 0 1 4 - 1 - 1 4 6第1章 绪论1.1 引言材料种类 特性材料种类 特性金属材料 强度大,易腐蚀金属材料 强度大,易腐蚀复合材料无机非金属材料 硬度大,脆性大无机非金属材料 硬度大,脆性大Composite material高分子材料 质量轻,易老化高分子材料 质量轻,易老化2 0 1 4 - 1 - 1 4 72 0 1 4 - 1 - 1 4 7第1章 绪 论1.2 复合材料的定义?复合材料:由二种或二种以上不同性能,不同形态的组分材料通过复合工艺组合而成的一种多相材料,它既保持了原组分材料的主要特点,又显示原组分材料所没有的新性

6、能。?复合材料的特征:非均相材料,组分材料性能差异较大,新性能,体积分数大于10%,固体材料。?复合材料构成:基体相,增强相,界面相2 0 1 4 - 1 - 1 4 82 0 1 4 - 1 - 1 4 8第1章 绪 论1.3 复合材料的命名及分类命名:根据增强材料和基体材料的名称来命名“增强材料+基体材料 ”复合材料碳纤维环氧树脂复合材料 碳/环氧复合材料 碳纤维复合材料;环氧复合材料2 0 1 4 - 1 - 1 4 92 0 1 4 - 1 - 1 4 9第1章 绪 论1.3 复合材料的命名及分类分类金属基复合材料基体材料聚合物基复合材料复无机非金属基复合材料 合材 碳纤维复合材料料种

7、类 玻璃纤维复合材料 芳纶纤维复合材料增强材料 连续纤维(短纤维)复合材料外形2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 02 0 1 4 - 1 - 1 4片状(粒状)材料增强复合材料 1 0第1章 绪 论1.4 复合材料的成型方法1)手糊成型2)层压成型3)模压成型4)缠绕成型5)喷射成型2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 12 0 1 4 - 1 - 1 4 1 1第1章 绪 论1.5 复合材料的特性优点:1)比强度,比模量高(强度/密度,模量/密度)2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 22 0 1 4 - 1 - 1 4 1 2第1章 绪 论1.5 复合材料的特性优点:2)耐疲劳性

8、能好,破损安全性能高3)阻尼减振性好4)多种功能性(电绝缘、摩擦、耐腐蚀、光、磁)5)良好的加工工艺性(可设计性、多种成型方法、整体成型)6)各向异性和性能的可设计性2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 32 0 1 4 - 1 - 1 4 1 3第1章 绪 论1.5 复合材料的特性缺点:1)成型方法自动化、机械化程度低2)性能均一性差,产品质量不稳定3)质量检测方法不完善4)长期耐高温和环境老化性能不好2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 42 0 1 4 - 1 - 1 4 1 4第1章 绪 论1.6 复合材料的应用?航空航天:2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 52 0 1 4

9、- 1 - 1 4 1 5第1章 绪 论1.6 复合材料的应用?航空航天:2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 62 0 1 4 - 1 - 1 4 1 6第1章 绪 论1.6 复合材料的应用?航空航天:飞机机翼、尾翼、垂尾、机身波音-747型客机上使用聚合物基复合材料的部位 2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 72 0 1 4 - 1 - 1 4 1 7B787 客 机2007 年7 月 首 架 飞 机 下 线, 复 合 材 料 占 总 质 量50%, 节 省 燃 油20% 技 术 参 数 : 翼展 :50.3-51.8 米 ; 机 长: 55.5 米 ; 高 度 :16.5 米 ;

10、最 大 起 飞 总 重:163000 千 克 ; 巡 航 速 度 : 0.85 马 赫 ( 马 赫1126 公 里/ 小 时 ) ; 载 客 量 :289 ; 最 大 航 程 :15700 公 里 2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 82 0 1 4 - 1 - 1 4 1 8B787复合材料机身2 0 1 4 - 1 - 1 4 1 92 0 1 4 - 1 - 1 4 1 9B787复合材料机身2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 02 0 1 4 - 1 - 1 4 2 0 A380 客 机2007 年10 月, 首 次 商 业 航 行, 复 合 材 料 占 总 质 量25% 是

11、目 前 世 界 上 唯 一采 用 全 机 身 长 度 双 层 客 舱, 最 先 进 、 最 宽 敞 和 最 高 效 的 飞 机 。 技 术 参 数 : 翼 展 :79.8 米 ; 机 长 :73 米 ; 宽 度 :7.14 米 ; 最 大 起 飞 重 量 :560 吨 ;巡 航 速 度 :0.89 马 赫 ; 载 客 量 :555 人 ; 最 大 航 程 :15000 公 里 。2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 12 0 1 4 - 1 - 1 4 2 1我 国 研 制 的ARJ21 (Advanced Regional Jet ) 支 线 客 机 ? “ 翔 凤 ” 复 合材 料 占

12、总 质 量2%2007 年12 月21 日 下 线 ,2008 年 上 半 年 首 飞 ; 载 客量70 ?100 人; 最 大 燃 油 航 程 : 4164 km2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 22 0 1 4 - 1 - 1 4 2 2聚合物基复合材料在导弹火箭上的应用导弹减轻1 公斤, 射程增加16 ?20 公里2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 32 0 1 4 - 1 - 1 4 2 3第1章 绪 论1.6 复合材料的应用?交通运输:各种车身构件、车门、地板、冷藏车、座椅?建筑工业:轻型房屋、建筑装饰及雕塑?电子电器:层压板、电线杆、路灯灯具?体育:撑杆、弓箭、赛车、滑板

13、?机械:各种配件、风机2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 42 0 1 4 - 1 - 1 4 2 4第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 52 0 1 4 - 1 - 1 4 2 5第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 62 0 1 4 - 1 - 1 4 2 6第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 72 0 1 4 - 1 - 1 4 2 7第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 82 0 1 4 - 1 - 1 4 2 8第1章 绪 论

14、1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 2 92 0 1 4 - 1 - 1 4 2 9第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 02 0 1 4 - 1 - 1 4 3 0第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 12 0 1 4 - 1 - 1 4 3 1第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 22 0 1 4 - 1 - 1 4 3 2第1章 绪 论1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 32 0 1 4 - 1 - 1 4 3 3第1章 绪 论

15、1.6 复合材料的应用2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 42 0 1 4 - 1 - 1 4 3 4第1章 绪 论1.7 复合材料的进展1)降低纤维价格和开发新纤维2)扩大复合材料的应用3)发展新的设计、制备方法和新的复合技术4)发展混杂纤维复合材料5)发展功能、多功能、机敏、智能复合材料6)发展纳米复合材料和仿生复合材料2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 52 0 1 4 - 1 - 1 4 3 5本章习题1. 什么叫复合材料?如何命名复合材料?2. 复合材料有哪些优点?存在的主要问题是什么?3. 试分析复合材料的应用及发展。2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 62 0 1 4 - 1 - 1 4 3 6第2章 增强材料本章教学目的:1. 了解增强材料的作用、种类2. 了解玻璃纤维的组成、制备方法、性能3. 了解碳纤维的组成、制备方法、性能4. 了解芳纶纤维的组成、制备方法、性能本章重点难点:增强材料的组成、制备方法、性能本章课时安排:8学时2 0 1 4 - 1 - 1 4 3 72 0 1 4 - 1 - 1 4 3 7第2章 增强材料2.1 概述1.添加剂(助剂或配合剂) 能改善聚合物基体性能,而不明显影响聚合物分子结构的辅助材料。2.添加剂种类提高稳定性的添加剂:抗氧剂、光(热)稳定剂、防霉剂改善力学性能的添加剂:纤维增强剂、微粒填充剂、