纤维增强复合材料测试技术课件

纤维增强复合材料测试技术

1引言复合材料的含义含有两种或两种以上材料成分分为传统复合材料和先进复合材料含有高性能纤维的复合材料引言复合材料的地位及作用材料发展的必然规律----——复合！！高分子材料老化与耐温性金属材料的比重与加工性陶瓷材料的脆性复合材料的特性决定了其巨大的发展潜力轻质高强多功能性引言复合材料的地位及作用4？国民经济领域不可缺少的关键基础材料引言复合材料的地位及作用5航天航空领域不可替代的关键战略材料引言发展复合材料的意义实例1：火箭壳体材料对射程的影响:

引言发展复合材料的意义实例2：一架总重170吨的飞机，若减重1%，一年可节约300~600万美元。引言发展复合材料的意义

实例3：如果全球风力发电技术和规模水平能达到利用10%的风能资源，那就足以承载全球1/4的电力需求量。引言先进复合材料技术：高性能的填充物及应用技术高性能基体材料理想的界面特性复合材料设计及力学特点复合材料成型技术复合材料失效分析、安全评价复合材料修补和连接技术复合材料性能表征和测试技术本课程开设目的对复合材料性能的检验，是生产过程中的质量控制手段和最终产品的质量评定依据。取得可靠的性能数据，用作复合材料结构设计的基本参数。学习复合材料性能测试的相关标准及使用条件。揭示复合材料的性能机理，用于指导复合材料的材料设计。本课程主要内容第一章绪论第二章增强体纤维性能测试第三章基体树脂性能测试第四章复合材料力学性能测试第五章复合材料物理性能测试第六章复合材料无损检测技术第七章复合材料成型质量检测主要参考资料纤维和树脂基体方面：《纤维材料近代测试技术》潘志娟主编《PhysicalPropertiesoftextilefibres》W.E.MortonandJ.W.S.Hearle《实用塑料测试技术》杨中文编著主要参考资料复合材料方面:《MechanicalTestingofAdvancedFibreComposites》J.M.Hodgkinson《先进纤维增强复合材料性能测试》白树林、戴兰宏等译《CarbonFiberComposites》Deborahd.L.Chung《复合材料试验技术》欧阳国恩、欧国荣主编《纤维增强复合材料实验力学》[美]惠特尼等著王弘生等译《复合材料》吴人洁主编课程特点及学习方法各种测试方法及其原理相关测试设备样品制备和加工测试标准和测试条件数据分析及测试结果评价1.复合材料的概念及其发展2.复合材料的特点3.复合材料的构成及分类4.纤维增强复合材料5.复合材料测试技术第一章绪论1.复合材料的概念及其发展什么是复合材料？由有机高分子材料、无机非金属材料、金属材料等两种或两种以上材料通过复合工艺制备的新型材料复合材料是指那些含有多个组分，且不同的组分有机地结合在一起、具有新的材料性能的新材料---------carbonfibercomposites复合材料是把两种以上宏观上不同的材料，合理地进行复合而制得的一种材料，目的是通过复合来提高单一材料所不能发挥的各种特性—————---《复合材料》黄丽等编1复合材料的概念及其发展复合两种以上的素材，揉合各素材所具有的特性，使之具有多种特性，或者依靠复合的乘积效果，使其发挥新的特性。

------《复合材料入门》日大谷衫郎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。-----ISO(International

Organization

for

Standardization)

国际化标准组织1.复合材料的概念及其发展传统复合材料：6000年前人类就已经会用稻草加粘土（土砖）。

水泥复合材料已广泛地应用于高楼大厦和河堤大坝等的建筑。钢纤维增强混凝土（钢筋混凝土）1.复合材料的概念及其发展先进复合材料第一代：“玻璃钢”，玻璃纤维增强；第二代：碳纤维增强；第三代：有机纤维增强；（芳纶）第四代：聚乙烯纤维增强（美国、荷兰、日本）第五代：PBO（聚对苯撑苯并双恶唑）纤维增强2.复合材料的特点典型的复合材料是在一个特定的基体中（matrix），填充有一种或多种填充体（filler）既能保留原组分或材料的主要特色，并通过复合效应获得原组分所不具备的性能；可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。2.复合材料的特点复合材料与共混材料的区别：广义：复合材料和共混材料都是由多种材料的组合而成复合材料的特征体现：①是两种固相物质间的组合②各组分间的界面存在“界面效应”3.复合材料的构成及分类基体高分子：树脂（环氧、酚醛、聚酰亚胺）、橡胶无机：陶瓷、玻璃、水泥、碳基等金属：铜、铝、镍、镁等增强体纤维状粒状片状先进复合材料填充剂优先采用纤维状材料长纤维纤维织物短纤维全世界的所有复合材料的生产量中，树脂基复合材料占90%以上，其中95%是玻璃纤维增强树脂基复合材料。3.复合材料的构成及分类按使用性能分————结构型：命名增强体+“/”+基体+“复合材料”例：玻璃纤维/环氧树脂复合材料

碳纤维/PEEK复合材料功能型：命名功能+“复合材料”例：光电复合材料

仿生复合材料3.复合材料的构成及分类按增强体分————无机纤维复合材料（玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维等）有机纤维复合材料（聚芳酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强聚烯烃纤维等）金属纤维复合材料（钨丝、不锈钢丝等）陶瓷纤维复合材料（氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等）其它各种天然植物纤维复合材料高性能纤维PAN碳纤维玻璃纤维超高分子量聚乙烯纤维聚酰亚胺纤维芳纶聚苯硫醚纤维PBO纤维陶瓷纤维玄武岩纤维4.纤维增强复合材料长纤维、短纤维、纤维织物纤维材料的固有特征：高度取向—高度规整性—各向异性复合材料的复合效果严重依赖纤维在复合材料中的方向复合材料应用领域的复杂性、多目的性纤维应用的合理设计-纤维应用技术4.纤维增强复合材料（1）单向布局

纤维按一个方向排列填充到基体材料中，制成复合材料

手段:预浸工艺、挤拉成型特点：材料的力学等性能对方向有极大的依赖性4.纤维增强复合材料（2）制成二维结构：各向异性纤维的多方向叠层（二方向、N方向、短纤维无序）织物——

平织、斜纹织、缎纹织、非皱缩织平织斜纹织/(缎纹织)非皱缩织4.纤维增强复合材料4.纤维增强复合材料（3）三维结构：纤维卷绕法—缠绕法平行式（环箍）螺旋式水平式极卷式4.纤维增强复合材料以碳纤维为例：5.复合材料测试技术

1.复合材料测试技术的特点：（1）对材料基本性能的测试，普遍要求提高其准确度和精密度；（2）对微观结构的研究几乎应用了所有近代测试仪器；（3）产品检验逐渐占有重要的地位，成为复合材料试验技术不可分割的一部分。（4）非均匀性、界面和各向异性决定了试验方法的复杂性。（5）处于不断完善、不断进步的过程中；

5.复合材料测试技术

2.复合材料测试标准：为了使试验中获得可以互相沟通，相互比较的试验结果，以得到最佳社会效益，就必须制定标准、使用标准。测试标准的类别：按使用范围分：国际标准、区域性标准、国家标准、专业标准、军用标准、企业标准六种；按技术成熟程度分：法定标准、推荐标准、试行标准和标准草案四种。

引言高性能纤维：高强、高模、特殊性能（耐热、耐化学、抗氧化）芳香族聚酰胺纤维凝胶纺丝高性能聚乙烯纤维碳纤维玻璃纤维陶瓷纤维第一节纤维基本物性测试1.细度（fineness)：纤度（titre）or线密度（lineardensity）单位：特tex=g/km

分特dtex=g/10km

旦denier=g/9000m(源于蚕丝）测试条件：65%（r.h.相对湿度）20℃测试方法：（1）称重法；（2）纤度仪第一节纤维基本物性测试纤度仪弦振动原理：测量在一定振弦长度和张力下的纤维固有振动频率，由弦振动公式自动计算单根纤维线密度。单位：dtex第一节纤维基本物性测试2.体密度：单位：g/cm3测试方法：（1）浸液法（阿基米德法）（2）浮沉法（3）密度梯度管法怎样求体积？第一节纤维基本物性测试（1）浸液法若物体的密度大于已知液体的密度，可采用“浸没法”，物体浸没在液体中所受浮力可由实重m1和视重m2

之差求出，（“视重”指物体浸没在液体里所测得的重力）再由阿基米德原理求出物体体积，V=(m1-m2)/ρ液，则物体的密度为：ρ物=m1ρ液/(m1-m2)注意：此方法受空气影响较大，要排除空气！

第一节纤维基本物性测试（2）浮沉法纤维或粉料浸在某液体中时必定停留在相同密度的液体中，否则必沉底或浮于液面上。用两种密度不同的相溶性透明液体配成混合液体（如二溴乙烷和四氯化碳）。当纤维浮在液面就滴加轻液，反之则滴加重液，直至纤维停留在混合液中，用比重计测混合液密度，即为纤维密度。第一节纤维基本物性测试（3）密度梯度管法先配好一组不同密度的混合液体，然后将液体由轻到重依次通过一个插到管底部的漏斗，注入管中。注入时避免对液体搅动和震荡（保证有密度梯度），使液体在管中自上到下保持由轻到重的密度梯度状态。对此管内放入标准密度空心小球，标定管中高度h与密度ρ的对应值，并画成图，要求h－ρ成直线关系。由公式可计算出纤维密度。第二节纤维力学性能测试2.1纤维单丝的力学性能2.2纤维复丝的力学性能拉伸、蠕变与松弛复丝强度检测结果

=?

单丝强度的总和？拉伸性能是纤维材料力学性能的基础除非纤维很短，完全的压缩是不存在的2.1纤维单丝的力学性能拉伸性能指标：断裂强力：牛顿（N）；厘牛（cN)；克力（gf)纤维受拉伸至断裂时，所能承受的最大负荷。对不同粗细的纤维，比较强力没有意义断裂强度：比强度（tenacityorspecificstress)单位：N/tex；N/dtex；cN/dtex纤维单位截面上抵抗拉断时所能承受的力断裂伸长率：breakingextension单位：%纤维断裂时总伸长量与原长度之比注意纤维强度单位的特别之处2.1纤维单丝的力学性能纤维单丝拉伸实验：实验设备：电子强力仪、纤维单丝强伸度仪实验条件：65%（r.h.相对湿度）20℃相关标准：国家标准GB/T14337、国际标准ISO50792.1纤维单丝的力学性能纤维单丝强伸度仪2.1纤维单丝的力学性能拉伸性能指标：初始模量：纤维在小负荷作用下变形的难易程度。O-M直线斜率单位：N/tex；cN/dtex物理意义：反映纤维的刚性断裂点求屈服点的两种方法屈服点2.1纤维单丝的力学性能O’→O：表示拉伸初期未能伸直的纤维由卷曲逐渐伸直

O→M（虎克区）：大分子链键长和键角的变化，外力去除变形可回复；类似弹簧；Q→S（屈服区）：大分子间产生相对滑移，在新的位置上重建连接键。变形显著且不易回复，模量相应也逐渐变小；S→A（增强区）：错位滑移的大分子基本伸直平行，互相靠拢，使大分子间的横向结合力有所增加，形成新的结合键。曲线斜率增大直至断裂。

2.1纤维单丝的力学性能几种脆性纤维的拉伸曲线2.1纤维单丝的力学性能纤维拉伸断裂的机理大分子主链的断裂大分子链之间的滑脱影响因素外因：测试条件内因：结构2.1纤维单丝的力学性能影响纤维强度测试结果的因素长度：长度越大，出现缺陷的几率越高拉伸速度：v↑，强力↑，ε↓，E↑

。影响纤维拉伸强度的内在因素大分子结构（柔曲性、聚合度）、超分子结构（取向度、结晶度）、形态结构（裂缝孔洞缺陷）。取向度高，纤维断裂伸长小，模量高；结晶度高，纤维脆性大。2.1纤维单丝的力学性能纤维的流变性（粘弹性）：纤维在外力作用下应力应变随时间而变化的性质。如：拉伸的速度不同，应力应变曲线不重合。蠕变：应力保持一定的条件下，变形或应变随着外力作用时间的增加而逐渐增大的过程。松弛：在拉伸变形恒定的条件下，纤维的应力随时间的延续而逐渐下降的现象。2.1纤维单丝的力学性能蠕变原因：随着外力作用时间的延长，不断克服大分子间的结合力，使大分子逐渐沿着外力方向伸展排列，或产生相互滑移而导致伸长增加。松弛原因：由于纤维发生变形时具有内应力，使大分子逐渐重新排列，在此过程中部分大分子链段间发生相对滑移，逐渐达到新的平衡，形成新的结合点，从而使内应力逐渐减小。2.1纤维单丝的力学性能影响纤维流变性能的因素内因：纤维结构（分子量增加，分子的极性、交联、结晶增加，蠕变松弛减少）外因：温度、湿度增加，蠕变松弛增加。2.2纤维复丝的力学性能复丝强度检测结果

<单丝强度的总和影响因素：纤维单丝之间是否平行？纤维丝束的截面积？样品制备：浸胶—固化----制样实验设备：万能材料试验机、电子拉力计相关标准：GB/T3362-2005碳纤维复丝拉伸性能试验方法A=线密度/体密度2.2纤维复丝的力学性能2.2纤维复丝的力学性能拉伸强度：拉伸模量：伸长率：第三节纤维其他物理性能测试导电性导热性阻燃性第三节纤维其他物理性能测试1.纤维的导电性（碳纤维）依靠Π电子导电石墨化程度越高，石墨层片越大，导电性越好导电性呈各向异性第三节纤维其他物理性能测试第三节纤维其他物理性能测试第三节纤维其他物理性能测试导电纤维的应用环氧地坪涂料导电纸：包装芯片防静电服碳纤维电暖器第三节纤维其他物理性能测试电阻率QJ3074-1998碳纤维及其复合材料电阻率测试方法电阻率与碳纤维结构有关，与其长度或K数无关。T300：1.5×10-3

Ω•cm第三节纤维其他物理性能测试2.纤维的阻燃性描述纤维燃烧性能的指标有极限氧指数LOI、着火点温度T、燃烧时间t、火焰温度TB等指标。其中应用较为广泛的为极限氧指数。极限氧指数LOI（LimitingOxygenIndex）

指试样在氧气和氮气的混合气中，维持完全燃烧所需的最低氧气体积分数。测试仪器：氧指数测试仪第三节纤维其他物理性能测试国家标准GB/T5455-1997纺织品燃烧性能试验垂直法纤维引燃后，保持燃烧50mm长或燃烧时间为180s时所需要的氧、氮混合气流中，刚好维持试样燃烧所需的最低氧浓度（亦称氧指数）。第三节纤维其他物理性能测试

分类LOI/﹪燃烧状态纤维品种不燃≥35常态环境及火源作用后短时间不燃烧多数金属纤维、碳纤维、石棉、硼纤维、玻璃纤维及PBO、氟纶、PPS纤维难燃26～34接触火焰燃烧，离火自熄芳纶、氯纶、酚醛、改性腈纶、改性涤纶、改性丙纶等可燃20～26可点燃及续燃，但燃烧速度慢涤纶、锦纶、维纶、羊毛、蚕丝、醋酯纤维等易燃≤20易点燃，燃烧速度快丙纶、腈纶、棉、麻、粘胶纤维等第三节纤维其他物理性能测试

第三节纤维其他物理性能测试

铜：17*10-6/K

铝：23*10-6/K第三节纤维其他物理性能测试热膨胀系数测试方法：设备：热机械分析仪（TMA)、热膨胀系数仪标准样品：SiO2（RT~1273K）

Al2O3（RT~1773）试样尺寸：直径4.5~5mm长度10~20mm第三节纤维其他物理性能测试3.纤维的传热性能（2）热导率导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，°C）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，用k表示，单位为瓦/（米·度），w/（m·k）。输送热量的载流子：电子（金属）、声子（非金属）声子：晶格振动波的能量量子化（声子的平均自由行程越大，热导率越高）结构缺陷、杂志、晶界、孔隙等都会使声子发生散射，自由行程缩短。第三节纤维其他物理性能测试3.纤维的传热性能（2）热导率纤维的密度越低，孔隙率越高，热导率越低；（隔热）碳纤维的热导率与电阻率关系密切，电阻率越低，热导率越高。热导率测试方法：导热系数测定仪石墨纤维的热导率约为4~7w/（m·k）第三节纤维其他物理性能测试4.纤维的介电性能电介质：在外电场作用下，不导电的物体，即电介质。介电性能是指在电场作用下，表现出对静电能的储蓄和损耗的性质，通常用介电常数和介质损耗来表示。如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间，则由于电介质的极化，将使电容器的电容量比真空为介质时的电容量增加若干倍。物体的这一性质称为介电性，其使电容量增加的倍数即为该物体的介电常数，用以表示物体介电性的大小。介电系数越大，对电荷的束缚能力越强，它储存电能也越多。第三节纤维其他物理性能测试介电常数和介电损耗通常用矢量网络分析仪测量。通过网络分析仪直接测量材料的散射参数，然后通过散射方程反演出电磁参数。第三节纤维其他物理性能测试（1）传输线法（同轴线或波导）要求被测样品能够加工成与同轴线夹具或波导块夹具的边壁紧密吻合的尺寸，即样品与传输线之间不存在间隙。空气隙导致误差传输线法：圆环状样品波导法：矩形样品3.04mm7.00mm2.00mm第三节纤维其他物理性能测试（2）自由空间法利用天线将电磁波辐射到自由空间，再利用天线接收并测试材料对所发射电磁波的反射或透射信号，从而计算出材料的电磁参数。（发射和接受天线分别与网络仪的两测试端连接）是一种非接触、非破坏性的测试方法。对样品没有严格的形状或工艺要求，只需要厚度均匀、表面光滑、一定大面积的平板，以避免边缘绕射。测试频率宽、自动化程度高、误差小。第一节常用树脂基体及其特点1.1基体在复合材料中的作用肩负着通过成型过程制成具有特定形状整体材料的责任保证复合材料具有良好的工艺加工性填充剂的载体，向填充剂传递载荷或信号实现填充剂的功能保护填充剂免受外界环境的作用和物理损伤第一节常用树脂基体1.2基体的重要性复合材料的拉伸、压缩、剪切、耐热、耐腐蚀等性能与基体有密切的关系；复合材料的湿热性与基体材料的耐湿热性有很大关系。第一节常用树脂基体1.3树脂基体的分类及特点热固性树脂环氧树脂酚醛树脂不饱和树脂热塑性树脂聚醚醚酮（PEEK）聚苯硫醚（PPS）聚醚砜（PES）热塑性聚酰亚胺聚醚酰胺（PEI）聚酰胺酰亚胺（PAI）第一节常用树脂基体1)环氧树脂含有两个或两个以上环氧官能团的一类化合物77高黏结力（极性基团、高反应活性基团）稳定性好（碱盐等不导致环氧树脂的基团固化、固化后尺寸稳定性和耐候性好）耐化学性能好耐热性好--耐热抗寒，可在-50~-180℃范围内使用，且膨胀较小，在Tg以下为39*10-6/℃优异的电性能（电绝缘性能）力学性能--具有较高的强度、模量和较大的伸长，有利于提高ACM的力学性能优异的工艺性（黏度低，流动性好）固化收缩率小--固化生成三维网状结构，交联密度高，固化收率小（一般小于2%）第一节常用树脂基体2)酚醛树脂残碳率高“焦化强度”高，且焦化形成的多孔结构又起到隔热作用，因而是良好的隔热材料耐热性酚醛树脂的极限氧指数（LOI）很高，可燃性很低，发烟两也很少利用酚醛树脂的耐高温性能，可制作摩擦制动材料第一节常用树脂基体3)不饱和树酯可用与环氧树脂基体相同的成型方法加工成型以马来酰亚胺为活性端基的双官能团或多官能团化合物用于结构材料高性能绝缘材料耐磨材料等。BMI树脂基体具有优良的耐辐射、耐湿热和热膨胀系数小等优点由于交联密度高，分子链刚性大，表现为抗冲击差、断裂伸长率和断裂韧性低。双马来酰亚胺树脂（BMI）第一节常用树脂基体氰酸酯树脂基体3)不饱和树酯含有两个或两个以上氰酸酯官能团的衍生物，在热和催化剂作用下发生三环化反应，形成含有三嗪环的高交联密度网络结构的大分子优异的耐热性耐湿性抗冲击良好的介电性能工艺性能等在高性能透波材料、高速数字和高频印刷电路板等领域得到广泛应用第一节常用树脂基体3)不饱和树酯聚酰亚胺树脂在航空发动机、耐高温航天部件等中得到广泛应用含有酰亚胺基团结构的一类聚合物包括热固性和热塑性两大类热固性聚酰亚胺具有优异的热氧化稳定性良好的成型工艺性综合力学性能可在高温环境中长期使用第一节常用树脂基体复合材料常用热塑性树脂1、聚烯烃

2、氟树脂

3、聚酰胺树脂

4、聚酯树脂（涤纶）

5、聚碳酸酯树脂6、聚甲醛树脂

7、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS树脂）8、聚苯乙烯-丙烯腈树脂（SAN或AS树脂）

第一节常用树脂基体热塑性树脂基复合材料特点密度小、强度高；ρ钢=7.8g/cm3Ρ热固复材=1.7~2.0g/cm3Ρ热塑复材=1.1~1.6g/cm3性能可设计性与热固相比，种类多，可选择性大，可设计性好耐热性玻璃纤维增强后，复材耐热性比热塑性树脂基体提高尼龙6的热变形温度50℃，玻纤增强后提高至190℃第一节常用树脂基体热塑性树脂基复合材料特点耐化学腐蚀性复合材料的耐蚀性取决于基体的耐蚀性耐腐蚀热塑性树脂的品种多，如PTFE、PPS、PE、PP、PVC耐水性比热固复材好加工性能热塑性CM的工艺性能优于热固性CM，它可以多次成型，废料可回收利用等第一节常用树脂基体第一节常用树脂基体86

项目

成型

熔融粘度浸渍操作预浸料的胶粘性预浸料的稳定性

成型所需时间成型温度、压力

成型成本热固性和热塑性树脂的特性比较（与成型有关的特性）热固性树脂热塑性树脂复杂单纯非常低高容易困难良好无缺乏优秀长短低高高能降低的空间大第一节常用树脂基体

项目热固性树脂热塑性树脂

力学的特性相当好-好相当好-好耐大气腐蚀好复杂

耐化学腐蚀优良劣-好耐机械磨损劣-好相当好-好（与物理化学性能有关的特性）热固性和热塑性树脂的特性比较第二节树脂基体性能测试影响因素试样制备条件试样尺寸（标准试样）试样的状态测试环境温度和湿度标准试验方法温度效应时间效应形变速度测定数据分散第二节树脂基体性能测试影响因素2.1试样制备制品上裁取样条（机械加工）注塑样条（注塑温度，压力，冷却时间，样条内部缺陷）标准试样第二节树脂基体性能测试影响因素试样加工条件的影响第二节树脂基体性能测试影响因素试样加工条件的影响第二节树脂基体性能测试影响因素2.2试样尺寸标准试样，目的是为了使不同材料的试验结果具有可比性，或使同一材料的测试结果不因尺寸不同而影响它的重复性，消除尺寸因素效应。尺寸效应是由试样（1）自身的微观缺陷和（2）微观不同性引起的。一般来说，拉伸强度随厚度的增大而减小；只有相同厚度的试样并在相同跨度上作冲击试验，结果才能比较。第二节树脂基体性能测试影响因素2.3试样状态环境温度的影响环境湿度的影响试验放置时间的影响

例如：

（1）尼龙的冲击强度随吸水率的加大而增加；（2）PMMA随湿度的增加，拉伸强度减小。第二节树脂基体性能测试影响因素热历史对冲击性能的影响第二节树脂基体性能测试影响因素拉伸强度/断裂伸长率与测试温度关系第二节树脂基体性能测试影响因素在不同测试温度下的拉伸行为曲线第二节树脂基体性能测试影响因素第二节树脂基体性能测试影响因素第二节树脂基体性能测试影响因素GB2118－82规定的标准状态条件温度：23±2

C

气压:86-106KPa 相对湿度：50±5％第三节树脂基体力学性能测试拉伸性能测定；应变、应力、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、屈服点。②

弯曲性能测定；挠度、弯曲应力、弯曲强度、弯矩、弯曲弹性模量。③

压缩性能；压缩应力、压缩应变、压缩形变、压缩强度、压缩模量、细长比。④

剪切性能；按受力形式：单面拉伸剪切、单面压缩剪切、双面压缩剪切、纯剪切。剪切应力、剪切强度、层间剪切强度、缎纹剪切强度、屈服剪切强度、剪切弹性模量。第三节树脂基体力学性能测试⑤冲击性能；一般：摆锤冲击、落球冲击、高速拉伸冲击。按温度：常温冲击、低温冲击、高温冲击。按受力状态：弯曲冲击、拉伸冲击、扭转冲击、剪切冲击。按能量和冲击次数：大能量一次冲击、小能量的多次冲击。摆锤冲击（简支梁冲击、悬臂梁冲击）无缺口冲击强度、有缺口冲击强度、相对冲击强度。落锤冲击；（梯度法）落锤冲击强度。高速拉伸冲击；速度大于500mm/min

仪器化冲击；冲击全过程力、时间、形变、能量关系。跌落冲击；直接测试方法，分水平坠落和角坠落。第三节树脂基体力学性能测试蠕变及应力松弛性能；拉伸蠕变、压缩蠕变、弯曲蠕变、剪切蠕变。蠕变应力、蠕变应变、蠕变模量、蠕变极限强度。应力松弛性能；杠杆法⑦硬度试验；

是弹性、塑性、韧性综合，分三类:A、耐球形顶针压入：布氏、维氏、努普、巴科尔、邵氏、球压痕硬度。

B、对尖头的抗划痕性：比尔鲍姆、莫斯硬度

C、回弹性：邵氏、洛氏硬度第三节树脂基体力学性能测试疲劳试验；

施加负荷方式分拉压、弯曲、扭转、冲击、组合应力疲劳试验。应力应变大小分为应力振幅一定和应变振幅一定及变动应力应变实验。恒定振幅法（ASTM）橡胶疲劳（受力、热）压缩屈挠实验、屈挠疲劳实验、伸张疲劳试验、回转屈挠疲劳实验。第三节树脂基体力学性能测试⑨摩擦及磨耗实验；摩擦系数测定、磨耗性能测定、塑料摩擦磨损试验。橡胶摩擦；恒牵引力式摩擦、拉伸式恒牵引力式摩擦、摆式摩擦。橡胶磨耗；磨损磨耗、疲劳磨耗、卷曲磨耗、邵坡尔磨耗、阿克隆磨耗、兰伯磨耗。第三节树脂基体力学性能测试3.1树脂的拉伸性能试验

目的：几乎所有材料都要考虑拉伸性能，决定材料的适用场合。例如：PA高强度方法：GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法

设备：电子万能试验机。厂商：国内：长春、广州、山东国外：德国紫微克、日本岛津第三节树脂基体力学性能测试3.1树脂的拉伸性能试验标准适用范围：热固、热塑均可，但不适于泡沫或厚度小于1mm的薄片或薄膜试样I型：硬质热塑性（注塑、压制成型、机械加工）II型：软质热塑性（注塑、压制成型、机械加工）III型：热固性塑料（注塑或压制成型）IV型：热固性增强塑料板（机械加工）每组试样不少于5个。第三节树脂基体力学性能测试3.1树脂的拉伸性能试验试验速度：1~500mm/min,该试验速度应为使试样能在0.5～5min试验时间内断裂的最低速度。第三节树脂基体力学性能测试3.1树脂的拉伸性能试验第三节树脂基体力学性能测试3.1树脂的拉伸性能试验拉伸性能指标Pmax——最大载荷b——试样宽度h——试样厚度第三节树脂基体力学性能测试3.2树脂的压缩性能试验标准：

GB/T1041-1992塑料压缩性能试验方法适用范围：硬质或半硬质塑料，不适用与纤维增强塑料或硬质泡沫塑料第三节树脂基体力学性能测试3.2树脂的压缩性能试验标准：

GB/T1041-1992塑料压缩性能试验方法试验速度：注：根据试样材料选择速度，若没有试验速度说明，则选择1mm/min.第三节树脂基体力学性能测试3.2树脂的压缩性能试验压缩性能指标第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的剪切性能试验测试原理：试样在受剪切力的作用时，其受力情况可用下图加以说明：作用在试样两侧面上外力的合力大小相等，方向相反，作用线相隔较远，并将各自推着所作用的试样部分沿着与合力作用线平行的受剪面发生位移，直至试样破坏为止。113FF试样第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的剪切性能试验剪切应力剪切应变114FF试样第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的剪切性能试验概念：剪切应力、剪切应变、层间剪切强度、断纹剪切强度、屈服剪切强度、剪切弹性模量层间剪切强度：在层间材料中沿层间单位面积上能承受的最大剪切负荷断纹剪切强度：沿垂直于板面的方向剪断的剪切强度屈服剪切强度：在剪切负荷—变形曲线上，负荷不随变形增加的第一个点的剪切应力。剪切弹性模量：指材料在比例极限内剪应力与剪应变之比。第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的剪切性能试验穿孔剪切试验引用塑料剪切试验标准GB/T15598-1995。(国标废止，转行标HG/T3839-2006）层间剪切试验引用玻璃纤维增强塑料层间剪切强度试验标准GB1450．1—2005。第三节树脂基体力学性能测试HG/T3839-2006塑料剪切强度试验方法穿孔法适用范围：硬质热塑性、热固性塑料，包括纤维增强塑料，不适用硬质泡沫。成型方法：注塑、压制、挤出或机械加工试验速度：1mm/min试验方法：将穿孔器插入试样的圆孔中，放上垫圈用螺帽固定，再把穿孔器放入夹具中，用四个螺栓固定，安装夹具时，注意夹具中心线与试验机中心线重合。第三节树脂基体力学性能测试穿孔剪切试验118纯双面压缩剪切试验方法,采用圆形穿孔器，用穿孔剪切的方式测定试样的剪切强度载荷第三节树脂基体力学性能测试穿孔剪切试验试样：正方形板或圆形板，厚度1~12.5mm，仲裁厚度3~4mm。119第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的剪切性能试验施加负荷时，穿孔器向下运行，使试样的受压部分与下模支撑部分产生方向相反的剪切力，并使试样的受压部分与试样分离，产生剪切破坏。剪切性能指标D——穿孔器直径t——试样厚度第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验目的：几乎所有材料都要考虑弯曲性能，生产上常用弯曲试验评价塑性形变大小。方法：GB/T9341-2000塑料弯曲性能试验方法

设备：弯曲试验机。

Pdbl0/2l0/2抗弯强度测定试验示意图第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验原理：采用简支梁法，把试样支撑成横梁，使其在跨度中心以恒定速度弯曲，直到试样断裂或变形达到预定值，以测定其弯曲性能。概念：挠度：变形后试样跨度中心的顶面或底面偏离原始位置的距离称为挠度，单位mm弯曲强度：试样在弯曲过程中承受的最大弯曲应力，单位MPa。弯曲应变：试样跨度中心外表面上单元长度的微量变化，用无量纲的比或百分数（%）表示。

第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验推荐试样尺寸：长度l=80±2mm；宽度b=10.0±0.2mm

厚度h=4.0±0.2mm成型方法：模塑或挤出、机加工长纤维增强塑料ISO1268加工成板材，然后按ISO1268的规定或机加工制取试样。试验速度：从表2中选一速度值,使应变速率尽可能接近1%/min应变速率：指在单位时间内，上下层相对形变的改变量，以每分钟形变百分率表示

第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验速度，mm/min允差，%11）±202±205±2010±2020±1050±10100±10200±10500±101）厚度在1mm至3.5mm之间的试样,用最低速度表2

试验速度推荐值第三节树脂基体力学性能测试3.3树脂的弯曲性能试验调节跨度

L=（16±1）h

σf=3FL/2bh2F—施加力，NL—跨度，mmb—试样宽度，mmh—试样厚度，mm第三节树脂基体力学性能测试3.4树脂的冲击性能试验冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力摆锤冲击目的：原本评价金属材料的延展性，缺点：不同厚度的样品数据不能比较。是衡量有缺口和无缺口的断裂强度，不同材料是不同的。方法：GB/T1043-1993硬质塑料简支梁冲击试验方法

设备：摆锤冲击试验机。第三节树脂基体力学性能测试3.4树脂的冲击性能试验130试验设备工作原理图机架部分、摆锤部分和指示系统部分131试验时把摆锤抬高，摆锤杆的中心线与通过摆锤杆轴中心的铅垂线成一角度为α的扬角摆锤自由落下，试样断裂成两部分，消耗了摆锤的冲击能并使其大大减速摆锤的剩余能量使摆锤又升到某一高度，升角为β

摆所做的功132结果表示塑料无缺口试样简支梁冲击强度塑料缺口试样简支梁冲击强度塑料无缺口试样悬臂梁冲击强度塑料缺口试样悬臂梁冲击强度133试验条件及步骤测量试样宽度和厚度，精确到0.02mm摆锤选择冲击能使试样破坏时，能量消耗应在10~80%之间，在几种摆锤进行选择时，应选择大能量不同冲击能量的摆锤，测得结果不能比较国家标准中规定冲击速度为2.9m/s和3.8m/s试验机空击试验调零134试样横放在试验机的支点上，并释放摆锤，使其冲击试样的宽面试样中心对摆锤锤头的安装误差不应大于0.5mm锤头应与试样的整个宽度相接触，接触线应与试样纵轴垂直，误差不大于1.8弧度135摆锤冲击后回摆时，使摆锤停止摆动，并立即记下刻度盘上的指示值试样被击断后，观察其断面，如因有缺陷而被击穿的试样应作废每个试样只能受一次冲击，如试样未断时，可更换试样再用较大能量的摆锤重新进行试验136试样塑料简支梁和悬臂梁冲击试验的试样137不同试样类型的尺寸（简支梁）试样必须平滑光洁，不应有裂纹或其它缺陷

138139影响因素冲击过程的能量消耗温度和湿度试样尺寸冲击速度第三节树脂基体力学性能测试3.5树脂的蠕变和松弛性能试验蠕变和松弛与温度、压力、分子量、交联状况、共聚增塑、结晶程度、分子结构有关。方法:拉伸、压缩、剪切蠕变仪器：悬挂式拉伸蠕变仪、杠杆式拉伸应力松弛仪。例如：精密的机械零件必须采用蠕变小的工程塑料制造；相反聚四氟乙烯的蠕变性很大，利用这一特点可以用作很好的密封材料。第三节树脂基体其他性能测试力学性能；热性能；电性能；老化性能；流变性能;透过性能；光学性能；磁学性能;生物学性能;第四节树脂基体其他性能测试热性能测试项目热稳定性；尺寸稳定性、负荷下热变形温度、线性收缩率、失强温度、线性膨胀率。热物理性；玻璃化温度、熔点或软化温度（毛细管法、偏光显微镜法）、热导率、比热容。③流动性；熔体流动速度（MFR）、凝胶点。耐寒性；失强温度、低温脆化温度、低温伸长保留率、橡胶低温钢性温度(吉门扭转仪)。⑤温度冲击；温度冲击试验。第四节树脂基体其他性能测试电性能测试项目①绝缘性能；介电强度（击穿电压）、介电常数、介电损耗、体积电阻率、表面电阻率。②耐电弧性；抵抗高压电弧能力。第四节树脂基体其他性能测试老化性能测试项目自然老化试验；大气老化试验、光解性塑料户外暴露实验、硫化橡胶自然储存老化试验、。热老化试验；常压法热老化试验、高压氧和高压热空气老化试验、恒定湿热条件下的暴露实验。③硫化橡胶耐臭氧老化试验；耐臭氧老化试验。④人工天候老化试验；人工天候老化试验。光老化试验；人工加速光老化试验、紫外老化试验、红外老化试验、阳光间接暴露试验、时间温度极限测定。第四节树脂基体其他性能测试流变性能测试项目剪切黏度；毛细管挤出法、锥板黏度法、同轴圆筒黏度计法。拉伸黏度；梅斯纳法。③熔体弹性；弹性剪切模量、拉伸弹性。第四节树脂基体其他性能测试透过性能测试项目光学性能测试项目磁学性能测试项目气体透过性；空气透气量测试、透湿量测试。液体透过性；透水试验。折光性能；折射仪法、显微镜法。透光性能；透光率、雾度。有机磁性高聚物磁性第四节树脂其他性能测试4.1环氧值的测定环氧值是环氧树脂的一个重要指标，它反映树脂分子中环氧基团的含量和树脂与助剂反应的能力。环氧值：100克环氧树脂中环氧基团的物质的量。环氧基是一个醚键形式，是一个三元环，具有较大的张力和活性，能与许多试剂发生加成反应，导致三元环破裂。测定环氧值就是利用环氧基与卤化氢的加成反应。—CH―CH2

+HX→─CH─CH2X

\∕│

OOH第四节树脂其他性能测试环氧值测定原理及方法：环氧树脂溶解于盐酸—丙酮溶液，环氧基与稍过量的盐酸反应生成氯醇，多余的盐酸以甲基红（红到黄）为指示剂用NaOH标准滴定液滴定。由空白实验和试样消耗的NaOH差值计算环氧值。环氧值=100x/m=(V0-V)N/10mV0–空白实验消耗NaOH溶液的体积，ml

V–试样消耗NaOH溶液的体积，mlm–试样的质量

N–NaOH溶液的浓度，mol/L第四节树脂其他性能测试环氧值测定注意事项：盐酸与丙酮相溶性不好，需现配现用；相对分子量高，环氧值低的树脂，不宜采用此法。第四节树脂其他性能测试4.2酸值的测定酸值为中和1g试样所需KOH的毫克数。酸值是酯类树脂的一个重要参数，它表征树脂中游离酸的含量，也表示聚合反应转化的程度。测定原理和方法：将一定量树脂试样溶解于适宜的溶剂中，然后在酚酞存在下，用KOH标准溶液滴定,由消耗KOH溶液的体积计算酸值。

酸值=56.1(V-V0)N/mV0

–空白实验消耗KOH溶液的体积，mlV–试样消耗KOH溶液的体积，mlm–树脂试样的质量

N–KOH溶液的浓度，mol/L第四节树脂其他性能测试4.3羟值的测定中和通过乙酰化反应与1g不饱和聚酯树脂生成的乙酸，所消耗KOH的毫克数。原理：酸酐与羟基酰化，对照空白实验，则可知与羟基酰化的酸酐消耗量。该消耗量就是中和滴定时少使用的标准氢氧化钾的毫克数。R-OH+(CH3CO)2O→CH3COOR+CH3COOH(CH3CO)2+H2O→2CH3COOHCH3COOH+KOH→CH3COOK+H2O第四节树脂其他性能测试4.4游离酚含量测定合成酚醛树脂常采用单体苯酚，这样的话，树脂就会或多或少的有一些游离酚存在。酚能腐蚀橡胶和合金，遇热、明火、氧化剂、静电可燃，对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能，因此树脂中不宜过多的含有游离酚。游离酚含量是酚醛树脂的主要技术指标，通常以质量百分含量表示。第四节树脂其他性能测试游离酚含量测定原理：以过量的KBrO3和KBr在酸性水溶液中反应生成Br2,Br2与游离酚发生反应生成三溴苯酚。剩余的Br2与KI反应生成I2,然后用Na2S2O3标液在淀粉指示剂下滴定。5KBr+KBrO3+6HCl→3Br2+6KCl+3H2OC6H5OH+3Br2→C6H2OHBr3+3HBrBr2+2KI→I2+2KBrI2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6游离酚的含量=（V0-V）Nx0.01568x40/mC6H5OH→6Na2S2O3

94158x6x158x10-3x=94x10-3/6=0.01568第四节树脂其他性能测试4.5氯含量测定合成环氧树脂用到环氧氯丙烷，因为有机合成不可能达到100%的转化率，并且缩合时生成的NaCl也不可能完全洗净，所以树脂中往往存在微量氯。氯的存在对树脂性能有较大的影响，尤以电性能最为显著。在树脂生产和使用时总是将氯含量作为重要指标加以控制，氯含量定义为树脂中氯元素占的百分比。通常规定应低于1%。氯的存在方式无机氯有机氯第四节树脂其他性能测试无机氯的测定无机氯与树脂是一种混和状态，采用丙酮溶解树脂，在硝酸介质存在下使无机氯与AgNO3反应，多余的AgNO3用硫氢酸钾标液回滴。KSCN与AgNO3量的差值即为无机氯的量。

X=35.5(N1V1-N2V2)/10mN1V1-为AgNO3的浓度与用量体积之积

N2V2-为KSCN的浓度与用量体积之积

m-为试样质量第四节树脂其他性能测试有机氯的测定经KOH水解将有机氯从有机物上脱下，接下来的操作步骤与无机氯的测定相同。通常氯含量指的是无机氯和有机氯的总和。第四节树脂其他性能测试4.6热塑性树脂熔点和软化点测定（1）毛细管法（参照GB617）操作：取长100mm,内径为1mm一端封闭的薄壁毛细管，装入少量干燥研细的试样，礅实，然后将毛细管捆在温度计上，使试样与温度计水银泡靠齐，放入油浴中加热，开始升温较快，最后按1℃/min速度升温，观察试样开始熔化到全部熔化的温度，该温度范围即为熔点。设备：毛细管，可调电炉，烧杯，温度计第四节树脂其他性能测试4.6热塑性树脂熔点和软化点测定（2）显微镜观察法操作：将试样置于显微镜下观察，如果是晶体或半晶体聚合物，可观察到双折射消失，非晶态聚合物可观察到熔化透明过程，这两种状态都可为熔点判断点。设备：偏光显微镜或具加热炉透射显微镜。注意：升温速度对结果影响很大，对于未知熔点范围的试样，最好先试做一次。粗略知道熔点范围，然后再正式测定。第四节树脂其他性能测试4.6热塑性树脂熔点和软化点测定（3）维卡软化点测定操作：将材料试样置于液体传热介质中，在一定负荷，一定等速升温条件下，试样被1mm2的压针头压入1mm深时的温度。第五节树脂基体性能测试相关标准

主要的标准ASTM―美国材料试验学会标准AFNOR―法国标准化协会标准BSI―英国标准协会标准DIN―德国标准化学会标准JlS―日本工业标准ISO―国际标准化组织标准IEC―国际电工技术委员会标准企业标准―巴斯夫、大众、通用、丰田等。第五节树脂基体性能测试相关标准塑料的主要性能参数标准对照性能参数ISO方法ASTM方法GB方法比重／密度ISO1183D7292GB/T1033

D1505（聚烯烃）

吸水率ISO62D570GB/T1034熔体流动速率（MFR)ISO1133D1238GB/T3682模塑收缩率ISO294―4（热塑性塑料）D955GB/T17037.4ISO2577（热固性塑料）

拉伸强度ISO527―1,2D638GB/T1040第五节树脂基体性能测试相关标准性能参数ISO方法ASTM方法GB方法弯曲强度ISO178D790GB/T9341悬臂梁冲击强度ISO180D256GB/T1843仪器化落锤冲击强度ISO6603―2D3763

弯曲负载热变形温度ISO75―1,2D648GB/T1634维卡软化温度ISO306D1525GB/T1633热膨胀系数ISO11359―2E831GB/T1036塑料的主要性能参数标准对照第五节树脂基体性能测试相关标准测试性能ISOASTM拉伸性能ISO527―1，2和4D638泊松比ISO527―1，2D638压缩性能ISO604D695剪切模量ISO6721―2，5D5279拉伸蠕变ISO899―1D2990摩擦系数ISO8295D3028弯曲蠕变ISO899―2D2990压缩蠕变

D2990断裂韧性ISO13586―1D5045塑料的主要性能参数标准对照（加工）第五节树脂基体性能测试相关标准测试方法ISOASTM熔体粘度―切变速率数据ISO11443D3835热固性塑料的反应粘度ISO6721―10

单轴拉伸粘度ISO6721―10

第―法向应力差ISO6721―10

熔体密度

D3835堆积密度ISO61D1895密度―反应体系PVT数据ISO1183D792导热率

D5930模塑收缩率：

热塑性塑料ISO294―4D955热固性塑料ISO2577

面内剪切模量ISO6721―2或7

塑料的主要性能参数标准对照（加工）第五节树脂基体性能测试相关标准测试方法ISOASTM比热ISO11357―4

玻璃化转变温度ISO11357―2

结晶温度ISO1357―3

结晶度ISO11357―5

熔融焓ISO11357―5D3417结晶焓ISO11357―5D3417结晶动力学ISO11357―7D3417热固性塑料的反应热ISO11357―5D4473热固性塑料的反应动力学ISO11357―5D4473胶凝转化率ISO11357―5

线性热膨胀系数ISO11359―2E831第四章复合材料成型质量检测聚合物基复合材料的性能在纤维与树脂体系确定后，主要决定于成型工艺。成型工艺主要包括以下两个方面：一是成型，即将预浸料按产品的要求，铺置成一定的形状，一般就是产品的形状;二是固化，即把已铺置成一定形状的叠层预浸料，在温度、时间和压力等因素影响下使形状固定下来，并能达到预期的性能要求。第一节复合材料成型技术概述树脂基复合材料主要成型技术

(1)手糊成型(2)模压成型(3)层压成型(4)喷射成型

(5)纤维缠绕成型(6)拉挤成型(7)注射成型(8)树脂注射和树脂传递成型(9)袋压法成型第一节复合材料成型技术概述预浸料按物理状态分类：单向预浸料、单向织物预浸料、织物预浸料；按树脂基体不同：热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料；根据纤维长度不同：短纤维(4176mm以下)预浸料、长纤维(1217mm)预浸料和连续纤维预浸料第一节复合材料成型技术概述1.1手糊成型在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达到所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型）或者利用树脂体系固化时放出的热量固化成型（冷压成型），最后脱模得到复合材料制品。HandLayUp模具准备涂脱模剂手糊成型树脂胶液配制增强材料准备固化脱模后处理检验制品手糊成型工艺流程图第一节复合材料成型技术概述手糊成型工艺特点优点：

1、不受尺寸、形状的限制；2、设备简单、投资少；3、工艺简单；4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。缺点：1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；2、产品性能稳定性差；3、产品力学性能较低。第一节复合材料成型技术概述1.2模压成型Compression-Molding将定量的模塑料或颗粒状树脂与短纤维的混合物放入敞开的金属对模中，闭模后加热使其熔化，并在压力作用下充满模腔，形成与模腔相同形状的模制品；再经加热使树脂进一步发生交联反应而固化，或者冷却使热塑性树脂硬化，脱模后得到复合材料制品。第一节复合材料成型技术概述金属对模准备涂脱模剂模压成型模塑料、颗粒树脂短纤维固化脱模后处理检验制品加热、加压加热冷却模压成型工艺流程图第一节复合材料成型技术概述模压成型工艺特点优点：较高的生产效率制品尺寸准确，表面光洁多数结构复杂的制品可一次成型，无需二次加工制品外观及尺寸的重复性好，容易实现机械化和自动化等。缺点：模具设计制造复杂，压机及模具投资高制品尺寸受设备限制，一般只适合制造批量大的中、小型制品。第一节复合材料成型技术概述模塑料（模压料）：在模压成型工艺中所用的原料半成品，是用树脂浸渍增强材料经烘干后制成。用于模压成型的模压料包括：片状模塑料（SMC）、块状模塑料（BMC）、厚片状模塑料（TMC）、高强度模塑料（HMC）、高强度片状模塑料（XMC）。第一节复合材料成型技术概述1.3层压成型工艺把一定层数的浸胶布(纸)叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压力下压制成板材的工艺。属于干法压力成型范畴，是复合材料的一种主要成型工艺。绝缘材料板、人造木板、塑料贴面板、覆铜箔层压板第一节复合材料成型技术概述增强材料热固性树脂浸胶胶布裁剪叠合热压脱模切边产品层压板的生产工艺流程第一节复合材料成型技术概述层压成型工艺特点优点：制品表面光洁、产品质量稳定生产的机械化、自动化程度较高生产效率较高、缺点：只能生产板材，且产品的尺寸大小受设备的限制一次性投资较大，故只适合于批量生产。第一节复合材料成型技术概述1.4喷射成型将分别混有促进剂和引发剂的不饱和聚酯树脂从喷枪两侧（或在喷枪内混合）喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上。第一节复合材料成型技术概述玻璃纤维无捻粗纱聚酯树脂加热引发剂促进剂静态混合切割喷枪模具喷射成型辊压固化脱模喷射成型工艺流程图第一节复合材料成型技术概述喷射成型工艺特点优点：使用的模具与手糊法类似，但生产效率可提高数倍，劳动强度降低，能够制作大尺寸制品可形成复杂形状的制品缺点：厚度和纤维含量都较难精确控制孔隙率较高，制品强度较低施工现场污染和浪费较大。对所用原材料有一定要求，例如树脂体系的粘度应适中，容易喷射雾化、脱除气泡和浸润纤维以及不带静电等最常用的树脂是在室温或稍高温度下即可固化的不饱和聚酯等。第一节复合材料成型技术概述

利用喷射法可以制作大蓬车车身、船体、广告模型、舞台道具、贮藏箱、建筑构件、机器外罩、容器、安全帽等。第一节复合材料成型技术概述1.5缠绕成型将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强塑料制品的工艺过程，称为缠绕工艺。第一节复合材料成型技术概述纱团集束胶液配制浸胶烘干络纱胶纱纱绽张力控制纵、环向缠绕芯模纵、环向缠绕张力控制加热粘流固化脱模打模喷漆成品湿法缠绕成型工艺干法缠绕成型工艺第一节复合材料成型技术概述湿法缠绕将无捻粗纱经浸胶后直接缠绕到芯模上的成型工艺过程特点：不需要预浸渍设备，设备投资少；便于选材；纱片质量及张力需严格控制，固化时易产生气泡。干法缠绕将预浸纱带（或预浸布），在缠绕机上经加热至粘流状态并缠绕到芯模上的成型工艺过程。特点：制品质量稳定（含胶量、尺寸等）；缠绕速度快（100～200m/min）;劳动卫生条件好；预浸设备投资大。目前普遍采用湿纺缠绕第一节复合材料成型技术概述连续纤维缠绕技术的优点首先，纤维按预定要求排列的规整度和精度高，通过改变纤维排布方式、数量，可以实现等强度设计，因此，能在较大程度上发挥增强纤维抗张性能优异的特点。其次，用连续纤维缠绕技术所制得的成品，结构合理，比强度和比模量高，质量比较稳定和生产效率较高等。连续纤维缠绕技术的缺点不能缠绕任意结构形式的制品，特别是表面有凹部和形状不规则的制品；缠绕成本高，只有在大批量生产时，才能获得较高的经济效益。设备投资费用大，只有大批量生产时才可能降低成本。第一节复合材料成型技术概述

连续纤维缠绕法适于制作承受一定内压的中空型容器，如固体火箭发动机壳体、导弹放热层和发射筒、压力容器、大型贮罐、各种管材等。第一节复合材料成型技术概述1.6拉挤成型首先，将浸渍过树脂胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置作用下通过成型模而定型；其次，在模中或固化炉中固化，制成具有特定横截面形状和长度不受限制的复合材料，如管材、棒材、槽型材、工字型材、方型材等。一般只将预制品在成型模中加热到预固化的程度，最后固化是在加热箱中完成的。第一节复合材料成型技术概述拉挤成型的工艺特点①生产效率高，易于实现自动化；②制品中增强材料的含量一般为40％--80％，能够充分发挥增强材料的作用，制品性能稳定可靠；③不需要或仅需要进行少量加工，生产过程中树脂损耗少；④制品的纵向和横向强度可任意调整，以适应不同制品的使用要求，其长度可根据需要定长切割。第一节复合材料成型技术概述第一节复合材料成型技术概述1.7注射成型适用于热塑性和热固性复合材料，但以热塑性复合材料应用最广。将颗粒状树脂、短纤维送入注射腔内，加热熔化、混合均匀，并以一定的挤出压力，注射到温度较低的密闭模具中，经过冷却定型后，开模便得到复合材料制品。第一节复合材料成型技术概述注射成型工艺特点所得制品的精度高、生产周期短、效率较高、容易实现自动控制，除氟树脂外，几乎所有的热塑性树脂都可以采用这种方法成型。要求树脂与短纤维的混合均匀，混合体系有良好的流动性，而纤维含量不宜过高，一般在30％--40％左右。第一节复合材料成型技术概述1.8树脂传递成型RTM（ResinTransferMolding）是一种闭模低压成型的方法将纤维增强材料预先放在模腔内，合模后注入聚合物，再经固化成型。又称树脂转移成型。第一节复合材料成型技术概述RTM成型工艺特点1)制品纤维含量可较高，未被树脂浸得部分非常少；

2)闭模成型，生产环境好；

3)劳动强度低，对工人技术熟练程度的要求也比手糊与喷射成型低；

4)制品两面光，可作有表面胶衣的制品，精度也比较高；

5)成型周期较短；

6)产品可大型化；

7)强度可按设