第10章现代复合材料 10.1概述 2005年3月22日,已经连续6年空缺的国家技术 发明一等奖被中国工程院院士张立同等人摘得,获 奖项目为“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应 用技术”。 该成果综合性能达到国际领先水平,打破了国 际高端技术封锁,在军民两用领域具有广泛应用前 景。 复合材料是指由两种或两种以上不同性能、不 同形态的材料通过复合工艺组合而成的多相材料。 格来说:复合材料并不是新的或近来的想法 自然界中充满了利用复合材料的实例
第10章 现代复合材料 10.1 概述 2005年3月22日，已经连续6年空缺的国家技术 发明一等奖被中国工程院院士张立同等人摘得，获 奖项目为“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应 用技术”。 该成果综合性能达到国际领先水平，打破了国 际高端技术封锁，在军民两用领域具有广泛应用前 景。 复合材料是指由两种或两种以上不同性能、不 同形态的材料通过复合工艺组合而成的多相材料。 严格来说，复合材料并不是新的或近来的想法。 自然界中充满了利用复合材料的实例
例如,椰子树棕榈叶就是利用了纤维增强的 个悬臂,木头是含纤维的复合材料,骨骼是由磷灰 石的矿物基体和分布其中的胶原质纤维组成的复合 材料。 复合材料具有悠久的历史 远古时代人们用草茎掺入泥土制成建筑用的土坯, 目前广为使用的混凝土,都属于复合材料。 复合材料作为一个确切的学科起源于20世纪60年 代初期。 当时由于战争的需要,美国大力发展玻璃纤维增 强高聚物来制造飞机构件,同时开展了相应的基础 研究并向民用工业发展
例如，椰子树棕榈叶就是利用了纤维增强的一 个悬臂，木头是含纤维的复合材料，骨骼是由磷灰 石的矿物基体和分布其中的胶原质纤维组成的复合 材料。 复合材料具有悠久的历史。 远古时代人们用草茎掺入泥土制成建筑用的土坯， 目前广为使用的混凝土，都属于复合材料。 复合材料作为一个确切的学科起源于20世纪60年 代初期。 当时由于战争的需要，美国大力发展玻璃纤维增 强高聚物来制造飞机构件，同时开展了相应的基础 研究并向民用工业发展
为了提高纤维的弹性率,人们开发了硼纤维、碳纤 维、耐热氧化铝纤维等;为了改善树脂的耐热性,用金 属代替树脂,出现了金属基复合材料的研究热潮。 同时,人们对陶瓷基复合材料的基体也给予了高度 的重视。 如果将玻璃强化树脂看作是第一代复合材料,则碳 纤维、硼纤维增强的聚合物可以称为第二代复合材料, 以金属或陶瓷为基体的复合材料则称为第三代复合材料 复合材料的发展带来了材料科学的重大变革,形成 了金属材料、无机材料、高分子材料和复合材料的多角 共存的格局
为了提高纤维的弹性率，人们开发了硼纤维、碳纤 维、耐热氧化铝纤维等；为了改善树脂的耐热性，用金 属代替树脂，出现了金属基复合材料的研究热潮。 同时，人们对陶瓷基复合材料的基体也给予了高度 的重视。 如果将玻璃强化树脂看作是第一代复合材料，则碳 纤维、硼纤维增强的聚合物可以称为第二代复合材料， 以金属或陶瓷为基体的复合材料则称为第三代复合材料。 复合材料的发展带来了材料科学的重大变革，形成 了金属材料、无机材料、高分子材料和复合材料的多角 共存的格局
1011复合材料的相组成 从复合材料的组成和结构分析,其中有一相是 连续的称为基体相,另一相是分散的、被基体包容 的称为增强相 增强相与基体相之间的交界面称为复合材料界 面 在界面微区内,材料的结构和性能与增强相以 及基体相都不相同,而且这种差异对材料的宏观性 能产生影响,因此确切的说,复合材料是由基体相 增强相和界面相三者组成的
10.1.1 复合材料的相组成 从复合材料的组成和结构分析，其中有一相是 连续的称为基体相，另一相是分散的、被基体包容 的称为增强相。 增强相与基体相之间的交界面称为复合材料界 面。 在界面微区内，材料的结构和性能与增强相以 及基体相都不相同，而且这种差异对材料的宏观性 能产生影响，因此确切的说，复合材料是由基体相、 增强相和界面相三者组成的
对复合材料给出的比较完整的定义是:复 合材料是由有机高分子、无机非金属或金属 等几类不同的材料通过复合工艺组合而成的 新型材料,它既能保留原组分材料的主要特 色,又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。 它与一般材料的简单混合有本质的区别
对复合材料给出的比较完整的定义是：复 合材料是由有机高分子、无机非金属或金属 等几类不同的材料通过复合工艺组合而成的 新型材料，它既能保留原组分材料的主要特 色，又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。 它与一般材料的简单混合有本质的区别