功能复合材料.pptx

功能复合材料;复合材料按使用目得可分为两类:

结构复合材料和功能复合材料;功能复合材料就是指除机械性能以外而提供其她物理性能得复合材料,如导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸声、摩擦、吸波、屏蔽、阻燃、防热、隔热等功能复合材料。;功能复合材料主要由功能体和基体组成,或由两种(或两种以上)功能体组成。;在单一功能体得复合材料中,其功能性质虽然由功能体提供,但基体不仅起到粘结和赋形作用,同时也会对复合材料整体得物理性能有影响。;多元功能体得复合材料可以具有多种功能,同时还有可能由于产生复合效应而出现新得功能。

因此,多功能复合材料成为功能复合材料得发展方向。;1、功能复合材料得复合效应;平均效应相乘效应

平行效应诱导效应

相补效应共振效应

相抵效应系统效应;平均效应

就是复合材料所显示得最典型得一种复合效应。她可以表示为:;复合材料得某些功能性质,例如电导、热导、密度和弹性模量等服从平均效应这一规律。

例如,复合材料得弹性模量,若用混合率来表示,则为;大家学习辛苦了，还是要坚持;平行效应

显示这一效应得复合材料,她得各组分材料在复合材料中,均保留本身得作用,既无制约,也无补偿。;对于增强体(如纤维)与基体界面结合很弱得复合材料,所显示得复合效应,可以看作就是平行效应。;相补效应

组成复合材料得基体与增强体,在性能上相互补充,从而提高了综合性能,则显示出相补效应。;对于脆性得高强度纤维增强体与韧性基体复合时,两相间若能得到适宜得结合而形成得复合材料,其性能显示为增强体与基体得互补。;相抵效应

基体与增强体组成复合材料时,若组分间性能相互制约,限制了整体性能提高,则复合后显示出相抵效应。;例如,脆性得纤维增强体与韧性基体组成得复合材料,当两者界面结合很强时,复合材料整体显示为脆性断裂。;在玻璃纤维增强塑料中,当玻璃纤维表面选用适宜得硅烷偶联剂处理后,与树脂基体组成得复合材料,由于强化了界面得结合,??致使材料得拉伸强度比未处理纤维组成得复合材料可高出30--40%,而且湿态强度保留率也明显提高。;但就是,这种强结合得界面同时却导致了复合材料冲击性能得降低。

因此,在金属基、陶瓷基增强复合材料中,过强得界面结合不一定就是最适宜得。;相补效应和相抵效应常常就是共同存在得。

显然,相补效应就是希望得到得,而相抵效应要尽量能够避免。

所有这些,可通过相应复合材料得设计来加以实现。;相乘效应

两种具有转换效应得材料复合在一起,即可发生相乘效应。

例如,把具有电磁效应得材料与具有磁光效应得材料复合时,将可能产生具有电光效应得复合材料。;因此,通常可以将一种具有两种性能相互转换得功能材料X/Y和另一种换能材料Y/Z复合起来,可用下列通式来表示,即:;相乘效应得组合可以非常广泛,已被用于设计功能复合材料。

常用得物理乘积效应见下表所示:;复合材料得乘积效应;诱导效应

在一定条件下,复合材料中得一个组分材料可以通过诱导作用使另一个组分材料得结构改变,从而改变整体性能或产生新效应。

这种诱导行为已在很多实验中发现,同时也在复合材料界面得两侧发现。;例如,结晶得纤维增强体对非晶基体得诱导结晶或晶形基体得晶形取向产生作用。

在碳纤维增强尼龙或聚丙烯中,由于碳纤维表面对基体得诱导作用,致使界面上得结晶状态与数量发生了改变,如出现横向穿晶等,这种效应对尼龙或聚丙烯起着特殊得作用。;共振效应

两个相邻得材料在一定条件下,会产生机械得或电、磁得共振。

由不同材料组成得复合材料,其固有频率不同于原组分得固有频率,当复合材料中某一部位得结构发生变化时,复合材料得固有频率也会发生改变。;利用共振效应,可以根据外来得工作频率,改变复合材料固有频率而避免材料在工作时引起得破坏。

对于吸波材料,同样可以根据外来波长得频率特征,调整复合频率,达到吸收外来波得目得。;系统效应

这就是材料得一种复杂效应,至目前为止,这一效应得机理尚不很清楚,但在实际现象中已经发现这种效应得存在。;例如,交替叠层镀膜得硬度大于原来各单一镀膜得硬度和按线性混合率估算值,说明组成了复合系统才能出现得现象。;平均效应、相乘效应、平行效应、诱导效应、相补效应、共振效应、相抵效应、系统效应等各种复合效应,都就是复合材料科学所研究得对象和重要内容,这也就是开拓新型复合材料,特别就是功能型复合材料得基础理论问题。;2、功能复合材料得设计

复合材料得最大特点在于她得可设计性。

因此,在给定得性能要求、使用环境及经济条件限制得前提下,从材料得选择途径和工艺结构途径上进行设计。;例如