高一化學：上冊第四章復合材料知識點
第一章概論
1、復合材科的定義、組分功能和作用：
定義：由兩種或兩種以上物理和化學性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。復合后的產(chǎn)物為固體時才稱為復合材料，為氣體或液體不能稱為復合材料。
組分：其組分相對獨立，通常有一相連續(xù)相，稱為基體，另一相分散相，稱為增強相(增強體)。
功能和作用：復合材料既可以保持原材料的特點，又能發(fā)揮組合后的新特征，可以根據(jù)需要進行設計，從而最合理地達到使用所要求的性能。
2、復合材料的命名
強調(diào)基體，以基體材料的名稱為主，如樹脂基復合材料，金屬基復合材料，陶瓷基復合材料等;
強調(diào)增強體，以增強體材料的名稱為主，如玻璃纖維增強復合材料，碳纖維增強復合材料，陶瓷顆粒增強復合材料;
基體材料與增強體材料名稱并用，如玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料(玻璃鋼)。
3、復合材料的分類方式
按基體材料類型分：聚合物基復合材料，金屬基復合材料，無機非金屬基復合材料;按增強材料種類分：玻璃纖維復合材料，碳纖維復合材料，有機纖維復合材料，金屬纖維復合材料，陶瓷纖維復合材料;
按增強材料形態(tài)分：連續(xù)纖維復合材料，短纖維復合材料，粒狀填料復合材料，編制復合材料;
按用途分：結(jié)構(gòu)復合材料，功能復合材料;
4、常用的基體材料及各自的適用范圍
輕金屬基體(主要包括鋁基和鎂基)，用于450℃左右;鈦合金及鈦鋁金屬間化合物作基體的復合材料，適用溫度650℃左右，鎳、鈷基復合材料可在1200℃使用。5、常用熱固性基體復合材料：環(huán)氧樹脂，熱固性聚酰亞胺樹脂。
常用熱塑性基體復合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚砜，熱塑性聚酰亞胺。常用陶瓷基體復合材料：玻璃，氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷，無機膠凝材料;6、玻璃和玻璃陶瓷的定義及不同
玻璃是無機材料經(jīng)高溫熔融、冷卻硬化而得到的一種非晶態(tài)固體;玻璃陶瓷是將特定組成的玻璃進行晶化熱處理，在玻璃內(nèi)部均勻析出大量微小晶體并進一步長大，形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界，得到的像陶瓷一樣的多晶固體材料。
7、氧化物陶瓷有哪些，屬于什么結(jié)構(gòu)：氧化物陶瓷主要為單相多晶結(jié)構(gòu)，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫來石等;
8、非氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。
9、什么是復合材料的界面，復合材料的界面效應以及作用如何實現(xiàn)
復合材料基體與增強體接觸構(gòu)成的界面，是一層具有一定厚度(納米以上)、結(jié)構(gòu)隨基體和增強體而異、與基體和增強體有明顯差別的新相—界面相(界面層)。它是增強相和基體相連接的“紐帶”，也是應力和其他信息傳遞的“橋梁”。
界面作用產(chǎn)生的效應：
①傳遞效應界面能傳遞力，即將外力傳遞給增強物，起到基體和增強物之間的橋梁作用;
②阻斷效應結(jié)合適當?shù)慕缑嬗凶柚沽鸭y擴展、中斷材料破壞、減緩應力集中的作用;
③不連續(xù)效應在界面上產(chǎn)生物理性能的不連續(xù)性和界面摩擦出現(xiàn)的現(xiàn)象，如抗電性、電感應性、磁性、耐熱性等;
④散射和吸收效應光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產(chǎn)生散射和吸收，如透光性、隔熱性、耐沖擊性等;
⑤誘導效應增強物的表面結(jié)構(gòu)使聚合物基體與之接觸的結(jié)構(gòu)，由于誘導作用而發(fā)生改變而產(chǎn)生一些現(xiàn)象，如強的彈性、低的膨脹性、耐沖擊性等。
10、金屬基復合材料的界面類型及各自特點
1)類型：I類界面相對比較平整，只有分子層厚度，界面除了原組成物質(zhì)外，基本不含其它物質(zhì);II類界面為犬牙交錯的溶解擴散界面，基體的合金元素和雜質(zhì)可能在界面上富集或貧化;III類界面則含有亞微級的界面反應產(chǎn)物層。
2)相容性特點：I類界面纖維與基體互不反應亦不溶解;II類界面纖維與基體互不反應但相互溶解;III類界面纖維與基體反應形成界面反應層。
第二章復合材料的復合原理及界面
1、彌散增強和顆粒增強的原理
1)彌散增強：復合材料是由彌散顆粒與基體復合而成，荷載主要由基體承擔，彌散微粒阻礙基體的位錯運動，微粒阻礙基體位錯運動能力越大，增強效果愈大，微粒尺寸越小，體積分數(shù)越高，強化效果越好。
2)顆粒增強：復合材料是由尺寸較大(直徑大于1m)顆粒與基體復合而成，載荷主要由基體承擔，但增強顆粒也承受載荷并約束基體的變形，顆粒阻止基體位錯運動的能力越大，增強效果越好;顆粒尺寸越小，體積分數(shù)越高，顆粒對復合材料的增強效果越好。
2、什么是混合法則，其反映什么規(guī)律
混合法則(復合材料力學性能同組分之間的關(guān)系)：?c??fVf??mVm，Ec=EfVf+EmVm式中?為應力，E為彈性模量，V為體積百分比，c、m和f分別代表復合材料、基體和纖維;
反映的規(guī)律：纖維基體對復合材料平均性能的貢獻正比于它們各自的體積分數(shù)。
3、金屬基復合材料界面及改性方法有哪些
金屬基復合材料界面結(jié)合方式：
①化學結(jié)合
②物理結(jié)合
③擴散結(jié)合
④機械結(jié)合。
界面改性方法：
①纖維表面改性及涂層處理，
②金屬基體合金化，
③優(yōu)化制備工藝方法和參數(shù)。
4、界面反應對金屬基復合材料有什么影響
界面反應和反應程度(弱界面反應、中等程度界面反應、強界面反應)決定了界面的結(jié)構(gòu)和性能，其主要行為有：
①增強了金屬基體與增強體界面的結(jié)合強度;
②產(chǎn)生脆性的界面反應產(chǎn)物;
③造成增強體損傷和改變基體成分。
(責任編輯：康彥林)
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