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1、复合材料介绍第1页，共26页，编辑于2022年，星期六第三节第三节 复合材料复合材料光泽一中何忠福光泽一中何忠福第2页，共26页，编辑于2022年，星期六 材料材料 实例实例 优点优点 缺点缺点金属材料金属材料钢铁钢铁无机非金无机非金属材料属材料普通玻璃普通玻璃有机合成有机合成材料材料塑料塑料硬度大易硬度大易加工加工易被腐蚀抗腐蚀耐抗腐蚀耐高温高温易破碎易破碎耐腐蚀耐腐蚀易老化易老化不耐高温不耐高温第3页，共26页，编辑于2022年，星期六 1 复合材料定义复合材料定义：由两种或两种以：由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料，称为复合材料。材料，
2、称为复合材料。注意注意：由两种或两种以上的材料。由两种或两种以上的材料。特殊加工不是简单的混合，而是特殊加工不是简单的混合，而是复杂的物理化学变化。复杂的物理化学变化。第4页，共26页，编辑于2022年，星期六 复合材料复合材料合金合金成分成分两种或两种以两种或两种以上不同材料上不同材料两种或两种以上金两种或两种以上金属材料或金属与非属材料或金属与非金属金属形成工艺形成工艺特殊加工特殊加工熔合熔合性质性质 优于原材料优于原材料第5页，共26页，编辑于2022年，星期六第6页，共26页，编辑于2022年，星期六 基体：起黏结作用基体：起黏结作用2 复合材料复合材料 的组成的组成 增强体：起骨架作
3、用增强体：起骨架作用泥砖泥泥禾秸禾秸第7页，共26页，编辑于2022年，星期六树干木质纤维木质纤维木质素木质素钢筋混凝土钢筋混凝土沙子、石子、沙子、石子、水泥水泥钢筋钢筋第8页，共26页，编辑于2022年，星期六交流交流研讨研讨请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定的复合，得到请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。复合材料性能预测预测基体材料的基体材料的基体材料的基体材料的类型类型类型类型增强体材料的化增强体材料的化增强体材料的化增强体
4、材料的化学组成学组成学组成学组成金属金属金属金属 C C陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷 SiOSiO2 2合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂SiOSiO2 2 AlAl2 2OO3 3MgOMgO合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂C C耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，韧性好韧性好韧性好韧性好强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低物物物物300300耐高温，强度高，导电性好，导热性耐高温，强
5、度高，导电性好，导热性耐高温，强度高，导电性好，导热性耐高温，强度高，导电性好，导热性好好好好耐耐耐耐16001600以上的高温，强度高，密以上的高温，强度高，密以上的高温，强度高，密以上的高温，强度高，密度小度小度小度小第9页，共26页，编辑于2022年，星期六 3 复合材料的性质：复合材料的性质：既保持了原既保持了原有材料的特点，又使各组分间协同作有材料的特点，又使各组分间协同作用，形成了优于原材料的特性。用，形成了优于原材料的特性。第10页，共26页，编辑于2022年，星期六4 复合材料的分类：复合材料的分类：（1）按基体分类）按基体分类树脂基复合材料树脂基复合材料金属基复合材料金属基复
6、合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料（2）按增强体）按增强体 的形状分类的形状分类颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料夹层增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料第11页，共26页，编辑于2022年，星期六二二 形形色色的复合材料形形色色的复合材料1 生产生活中常用的复合材料常见的复合材料有玻璃钢和常见的复合材料有玻璃钢和碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料。第12页，共26页，编辑于2022年，星期六玻璃钢玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料。优点：优点：玻璃钢的强度可达到甚至超过合金的强度，而密度只有钢铁的1/5左右；同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀性
7、、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬脆。第13页，共26页，编辑于2022年，星期六玻璃钢制品玻璃钢制品第14页，共26页，编辑于2022年，星期六交流研讨l你经常打羽毛球吗？现在羽毛球使用的大多是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金球拍，人们还曾使用过木制球拍。l请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材料有哪些优越性？它为什么会具有这些优越性？第15页，共26页，编辑于2022年，星期六碳纤维复合材料碳纤维增强体合成树脂做基体碳纤维增强复合材料也广泛应用于纺织机械和化工机械的制造，以及医学上人体组织中韧带的制作等。l优点：具有韧性好，强度高而质轻的特点。第16页，共26页，编辑于202
8、2年，星期六第17页，共26页，编辑于2022年，星期六2航空、航天领域中的复合材料l在火箭、导弹、卫星、宇宙飞船、航天飞机上，复合材料有着广泛的应用。复合材料：纤维为增强体金属为基体纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维，其中应用最广泛的是碳纤维金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属第18页，共26页，编辑于2022年，星期六优点：这些优点：这些复合材料具有耐复合材料具有耐高温、强度高、高温、强度高、导电性好、导热导电性好、导热性好、不吸湿和性好、不吸湿和不易老化等优点不易老化等优点。第19页，共26页，编辑于2022年，星期六航天飞机机身上使航天飞机机身上使用的
9、隔热陶瓷瓦是由纤维用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制和陶瓷复合而成的材料制成的。在这种复合材料中，成的。在这种复合材料中，增强体多为碳纤维，碳化增强体多为碳纤维，碳化硅纤维或氧化纤维，基体硅纤维或氧化纤维，基体的主要成分有氧化铝陶瓷、的主要成分有氧化铝陶瓷、氧化镁氧化铝陶瓷、二氧氧化镁氧化铝陶瓷、二氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。碳化硅陶瓷等。纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。气层返回地球。第20页，共26页，编辑于202
10、2年，星期六l现在，材料的复合正向着精细化方向发现在，材料的复合正向着精细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技术的进功能独特的新成员。随着科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前步，复合材料展现出不可估量的应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类景。材料科学专家普遍认为，当前人类已经人类已经从合成材料时代进入复合已经人类已经从合成材料时代进入复合材料时代。材料时代。第21页，共26页，编
11、辑于2022年，星期六 认识复合材料认识复合材料 形形色色的复合材料形形色色的复合材料 玻璃纤维增强树脂基复合材料玻璃纤维增强树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料基基 体体增强体增强体复复合合材材料料 生产生活中常生产生活中常用的复合材料用的复合材料航空、航天领域中的航空、航天领域中的复合材料复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料本节教材小结本节教材小结第22页，共26页，编辑于2022年，星期六1 复合材料中往往由一种材料作为基体，另一种材料做（复合材料中往往由一种材料作为基体，另一种材料做（）A 增塑剂增
12、塑剂 B 发泡剂发泡剂 C 防老剂防老剂 D 增强体增强体2 下列物质属于复合材料的是（下列物质属于复合材料的是（）A 玻璃钢玻璃钢 B 人造皮革人造皮革 C 钢化玻璃钢化玻璃 D 合成树脂合成树脂3 复合材料的优点是（复合材料的优点是（）强度高强度高 质量轻质量轻 耐高温耐高温 耐腐蚀耐腐蚀 A 仅仅 B B 仅仅 C C除除外外 D D 4 4 随着社会的发展，复合材料是一类新型的有前途的发展材料，目随着社会的发展，复合材料是一类新型的有前途的发展材料，目前符号材料最主要的应用领域是（前符号材料最主要的应用领域是（）A A高分子分离膜高分子分离膜 B B 人类的人工器官人类的人工器官 C
13、C 宇宙航空工业宇宙航空工业 D D 新型药物新型药物DADC第23页，共26页，编辑于2022年，星期六5 用短线把下列物质用短线把下列物质、用途用途、主要性能相连接。主要性能相连接。物质物质 用途用途 性能性能 玻璃钢玻璃钢 制造骨和股关节制造骨和股关节 耐腐蚀强耐腐蚀强 光纤光纤 制造排水管道制造排水管道 密度小，强度高密度小，强度高生物陶瓷生物陶瓷 汽车车轮骨架汽车车轮骨架 质量轻，保密性好质量轻，保密性好 铝合金铝合金 通讯材料通讯材料 有生物功能有生物功能第24页，共26页，编辑于2022年，星期六第25页，共26页，编辑于2022年，星期六作业布置：书后练习3再见第26页，共26页，编辑于2022年，星期六