第《1》章绪论

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1、复合材料工艺学材料科学与工程学院曹笃霞 课件刘雄亚刘雄亚 谢怀勤谢怀勤 主编主编武汉理工大学出版社武汉理工大学出版社复合材料工艺及设备 课件1.复合材料成型技术黄家康主编，化学工业出版社。2. 先进复合材料鲁云、朱世杰主编，机械工业出版社。3.复合材料学周祖福主编，武汉理工大学出版社4. 复合材料聚合物基体赵玉庭等主编，复合材料聚合物基体，武汉理工大学出版社 课件主要内容主要内容主要内容主要内容1 绪论绪论2 手糊成型工艺手糊成型工艺3 夹层结构成型工艺夹层结构成型工艺4 模压成型工艺模压成型工艺5 模压成型模具模压成型模具6 层压工艺层压工艺7 缠绕成型工艺缠绕成型工艺 课件主要内容主要内容

2、主要内容主要内容8 其他成型工艺其他成型工艺9 热塑性复合材料及其工艺理论基础热塑性复合材料及其工艺理论基础10 挤出成型工艺挤出成型工艺11 注射成型工艺注射成型工艺12 热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺热塑性片状模塑料及其制品冲压成型工艺13 无机非金属基复合材料成型工艺无机非金属基复合材料成型工艺14 金属基复合材料成型工艺金属基复合材料成型工艺 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况 1.2 复合材料的基本性能复合材料的基本性能 1.3 复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺 1.4 选择成型工艺方法的原则选择成型工艺方法的原则1. 绪论绪论第一章 绪论 课件1.1 复合材料发

3、展概况复合材料发展概况1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况说明：复合材料说明：复合材料(Composite Material，简称，简称CM) 第一章 绪论一、一、CM的定义的定义广义的定义广义的定义CM是指由是指由两种或两种两种或两种以上的不同材以上的不同材料，通过一定的料，通过一定的工艺工艺复合而成的，性复合而成的，性能能优于优于原原单一材料的单一材料的多相固体材料多相固体材料。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论注意：注意：所研究的所研究的CM与化合材料、混合材料的区别与化合材料、混合材料的区别多相体系多相体系和和复合效果复合效果是复合材料区别于传是复合材料区别

4、于传统统“混合材料混合材料”和和“化合材料化合材料”的两大特的两大特征征CM = = 增强材料增强材料 基体材料基体材料由此可以得出由此可以得出狭义定义：狭义定义： (通常研究的内容通常研究的内容) 用纤维增强树脂、金属、无机非金属材用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。料所得的多相固体材料。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料理论上形成比较完整体系的是树脂基复合材料无机非金属基复合材料无机非金属基复合材料 由于增强材料和基体材料的不同，决定了复合由于增强材料和基体材料的不同，决定了复合材料的品种和性能的千变万化。

5、材料的品种和性能的千变万化。复合材料的分类：复合材料的分类：基体材料基体材料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合材料陶瓷基复合材料、石膏基陶瓷基复合材料、石膏基复合材料、水泥基复合材复合材料、水泥基复合材料、氯氧镁基复合材料料、氯氧镁基复合材料 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论复合材料复合材料根据增强原理根据增强原理弥散增强型弥散增强型粒子增强型粒子增强型纤维增强型纤维增强型复合过程的性质复合过程的性质化学复合的复合材料化学复合的复合材料物理复合的复合材料物理复合的复合材料自然复合的复合材料自然复

6、合的复合材料根据复材的功能根据复材的功能电功能复合材料电功能复合材料热功能复合材料热功能复合材料光功能复合材料光功能复合材料粒子直径：粒子直径：150m，体积分数体积分数20% 粒子直径：粒子直径：0.010.1m，粒子体积分数：粒子体积分数：1%5%; 根据使用目的根据使用目的结构复合材料结构复合材料功能复合材料功能复合材料 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论复合材复合材料料增强纤维的类型增强纤维的类型碳纤维复合材料碳纤维复合材料玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料有机纤维复合材料有机纤维复合材料增强物的外形增强物的外形连续纤维增强复合材料连续纤维增强复合材料纤维织物或片状

7、纤维纤维织物或片状纤维短纤维增强短纤维增强硼纤维复合材料硼纤维复合材料混杂纤维复合材料混杂纤维复合材料粒状填料粒状填料化学组成化学组成同质复合同质复合异质复合异质复合 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论二、二、CM的发展历程的发展历程概况概况1、 国外复合材料的发展国外复合材料的发展 二十世纪二十世纪40年代，在美国首先出现了手糊工艺年代，在美国首先出现了手糊工艺(雷达雷达罩、飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼罩、飞机油箱、汽车外壳、飞机机身、机翼) 60年代，缠绕工艺、喷射成型、片状模塑料年代，缠绕工艺、喷射成型、片状模塑料(SMC)、拉挤成型工艺、透明玻璃钢。拉挤成型

8、工艺、透明玻璃钢。 70年代，树脂反应注射模塑年代，树脂反应注射模塑(RIM)及增强反应注射模及增强反应注射模塑塑 (RRIM) 研究成功，热塑性片状模塑料研究成功，热塑性片状模塑料 80年代，离心浇铸工艺年代，离心浇铸工艺利用高压冲击，混合两种单体物利用高压冲击，混合两种单体物料，工艺过程中既控制物料的反料，工艺过程中既控制物料的反应温度，又控制物料的注射率，应温度，又控制物料的注射率，在模具内直接成型制品。在模具内直接成型制品。 不含增不含增强材料与填料。强材料与填料。物料里含物料里含有增强材有增强材料或填料料或填料 将树脂、玻纤和填料将树脂、玻纤和填料按一定比例加入到旋转的按一定比例加入

9、到旋转的模具内，依靠高速旋转产模具内，依靠高速旋转产生的离心力，使物料在模生的离心力，使物料在模内挤压密实，固化成型。内挤压密实，固化成型。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论 进入进入20世纪世纪70年代，开发了一批如碳纤维、碳年代，开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能化硅纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料制成先进复合材料(Advanced Composite Materials, 简称简称ACM)，是用于飞机、火箭、卫星、飞船

10、等航，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。空航天飞行器的理想材料。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机-里里尔芳尔芳2100号，并试飞成功，这架飞机仅重号，并试飞成功，这架飞机仅重567kg，它以结，它以结构小巧重量轻而称奇于世。构小巧重量轻而称奇于世。采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机。采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机。在波音在波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构，不仅使飞机结构重量减轻，

11、还提高了飞机的各种力结构，不仅使飞机结构重量减轻，还提高了飞机的各种飞行性能。飞行性能。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论2007年年6月月8日，日，“阿特兰蒂斯阿特兰蒂斯”号号航天飞机在位于美航天飞机在位于美国佛罗里达州卡纳国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空，航天中心发射升空，飞往国际空间站。飞往国际空间站。 课件1.1 复合材料发展概况复合材料发展概况第一章 绪论 复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域复合材料在国民经济建设和国防建设的各个领域中发挥重要作用。中发挥重要作用。(1) 建筑工业建筑工业中，广泛用于各种轻型结构房屋、建筑