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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划复合材料破坏机制第一章1复合材料有哪些优点？存在的主要问题是什么？2简述复合材料的组成？界面为什么也是一个重要组成？答：组成：基体，增强材料3谈谈复合材料的发展？答：复合材料是新材料领域的重要组成部分，与传统材料相比，复合材料具有：可设计性强、比强度比模量高、抗疲劳断裂性能好、结构功能一体化等一系列优越性能，是其他材料难以替代的功能材料和结构材料，是发展现代工业、国防和科学技术不可缺少的基础材料，也是新技术革命赖以发展的重要物质基础，复合材料已成为新材料领域的重要主导材料。第二章2为
2、什么玻璃纤维与块状玻璃性能不同？纤维的粗细对其强度有什么影响？为什么?答：玻璃纤维的结构与玻璃的结构本质上没有什么区别，都是一种具有短距离网络结构的非晶结构。玻璃纤维的强度和模量主要取决于组成氧化物的三维结构。玻璃是由二氧化硅的四面体组成的三维网络结构，网络间的空隙由钠离子填充，每一个四面体均由一个硅原子与其周围的氧原子形成离子键，而不是直接联到网络结构上。网络结构和各化学键的强度可以通过添加其它金属氧化物来改变，由此可生产出具有不同化学性能和物理性能的玻璃纤维。填充的Na或ca等阳离子称为网络改性物。17：简述碳纤维的结构结构对其性能的影响？答：18;I型碳纤维与II型碳纤维在结构域性能有什
3、么不同？答：19：比较CF与GF在性能上的差异？答：21.热处理温度以及热处理过程施加张力的大小对CF结构和性能的影响？答：热处理温度升高，纤维的模量增加。因为随着HTT升高，微晶尺寸增大，层片间距变小。而强度则随着热处理温度的升高，出现最大值。，热处理过程中施加张力增大，取向角减小，模量增大。22.影响碳纤维强度的主要因素是什么？答：玻璃纤维的直径和长度减小，强度提高；含碱量越高，强度越低；30：Kevlar纤维的化学结构对纤维性能有什么影响？答：芳纶Kevlar纤维的制法：纺丝常采用浓硫酸为溶剂，形成溶致液晶体系，采用湿法纺丝或干喷湿纺工艺。溶致液晶；保护纤维，防止纤维受损；赋予复合材料各
4、种特性；决定复合材料生产工艺、成型方法。答：基体材料通过界面与增强材料粘结成一体，并使纤维位置固定，赋予复合材料一定的形状，并以剪应力的形式向增强材料传递载荷，并使载荷均衡；保护增强材料免受外界环境的作用和物理损伤。决定复合材料的一些性能。如复合材料的高温使用性能(耐热性)、横向性能、剪切性能、耐介质性能(如耐水性、耐化学品性能)等；对复合材料一些性能有重要影响，如纵向拉伸、压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等。决定复合材料的成型工艺方法及工艺参数的选择；如：基体的粘度、使用期直接影响增强材料的浸渍、复合材料的铺层和预浸料的储存环氧、酚醛及不饱和聚酯树脂的固化各有什么特点？对制备工艺有什么影响？.酚
5、醛：A阶段(可溶可熔)B阶段(转变阶段)C阶段(不溶不熔)。固化阶段界限明显，干法工艺中可根据固化阶段性把浸渍和压制分别在不同的工段进行。.不饱和聚酯树脂：凝胶定型熟化三个阶段。固化阶段界限不明显，一般采取从黏流态树脂到固化定型一次完成的工艺方法。.环氧树脂凝胶定型熟化三个阶段三阶段比聚酯树脂明显固化条件随固.环氧树脂：凝胶定型熟化三个阶段。三阶段比聚酯树脂明显，固化条件随固化剂不同可在很大范围变动。因此几乎对所用成型工艺都能适应。2:基体的强度模量和收缩率怎样影响复合材料的性能/答：复合材料以优良的比强度和比模量著称，用到复合材料的场合都是要用它在获得足够的刚度和强度时能将总体质量减轻。作为
6、结构件的复合材料起增强作用的还是纤维本身，基体会将纤维粘合成一个整体，来共同受力，在承担外载荷的时候纤维增强体受力并抵抗变形，基体起到传导力的作用，将载荷分散到整个结构件上共同抵御变形。除了三维编织预制件作为增强体以外，复合材料都要涉及层间的问题，而层间完全是基体的粘接强度在起作用，作为基体材料要有足够的剪切性能，在受力时就不会因为强度不够而使复合材料分层失去抵抗外载荷的能力。基体的收缩率要和增强体匹配，不要过大导致层间脱开。所以作为复合材料在选材的时候要综合考虑增强体和基体的选择。10.若要使环氧树脂室温固化，可采用哪几种固化剂？是写出其结构式。答：脂肪族胺类是较常用的室温固化剂，它的固化速
7、度快，反应时放出的热量又能促进树脂与固化剂反应。但这类固化剂对人体有刺激作用，固化产物较脆而且耐热性差，在复合材料方面应用不多。阴离子及阳离子型固化剂：是催化性固化剂，仅仅起到固化反应的催化作用，这类物质主要是引发树脂分子中环氧基的开环聚合反应，从而交联成体型结构的高聚物。由于树脂分子间的直接相互反应，使固化后的体型结构高聚物基本具有聚醚的结构11.环氧值为当量/100g的618#环氧树脂，用苯酐做固化剂，试计算100g环氧树脂所需苯酐的量。参考p107计算，12.试写出2-乙基-4-甲基咪唑的分子式，请说明其在固化环氧树脂时的固化机理。参见p11013目前，环氧树脂的增韧有几种方法？简要说明
8、其增韧机理。13.目前，环氧树脂的增韧有几种方法？简要说明其增韧机理。.橡胶弹性体增韧：具有活性端基的弹性体分子可以通过活性端基与环氧基的反应嵌段进入环氧的交联网络。机理-橡胶颗粒脱胶或断裂后所形成孔洞的塑性体膨胀，颗粒或孔洞所诱发的剪切屈服变形；.热塑性树脂增韧-热塑性树脂颗粒对裂纹扩展起约束、闭合作用和钉锚作用，阻止裂纹扩展；热塑性树脂与环氧树脂形成半互穿网络聚合物；.热致液晶增韧-热致液晶聚合物以原纤的形式存在于环氧树脂连续相中，可以阻止裂缝，提高基体韧性；.核壳结构聚合物增韧-CSLP粒子空穴化塑性形变，吸收外加能量.刚性纳米粒子增韧在基体受冲击时纳米粒子与基体之间产生微裂纹(银.刚性
9、纳米粒子增韧-在基体受冲击时，纳米粒子与基体之间产生微裂纹(银纹)，吸收能量；基体塑性变形吸收冲击能。第四章第四章聚合物基复合材料的界面聚合物基复合材料的界面1.复合材料的界面效应有那些？如何影响复合材料的性能？.物理效应：引起各组分之间相互浸润、扩散、相溶性、界面吉布斯自由能、结构网络互穿的变化；.化学效应：导致界面上的化学反应形成新的界面层结构；.化学效应：导致界面上的化学反应、形成新的界面层结构；.力学效应：引起界面上的应力分布。2.影响界面黏结强度的因素有那些？提高界面黏结强度的途径有那些？.纤维表面晶体大小及比表面积：晶体增大、粘结性能变差，粘结强度降低；比表面积大，粘结强度高；.浸
10、润性：浸润性，粘结强度；空隙率，粘结强度.界面反应性界面反应性粘结强度.界面反应性：界面反应性，粘结强度.残余应力：降低残余应力2.影响界面结合强度的因素哪些？如何提高界面结合强度？答：影响界面结合强度的因素：表面的几何形状、分布状况、纹理结构；表面吸附气体和蒸气程度；表面吸水情况；杂质存在；表面形态(形成与块状物不同的表面层)；在界面的溶解、浸透、扩散和化学反应；表面层的力学特性；润湿速度等。提高界面结合强度：被粘体对粘接剂吸附越强，粘接强度越高。增强材料与基体间必须形成化学键才能使粘结界面产生良好的粘结强度。表面形状不规则的沟槽和孔穴越多，粘合强度越高。大分子链结构及柔顺性。减少表面污染将
11、大大提高粘结作用。3：影响粘结强度的因素有哪些？答：6.简述水对复合材料的破坏机理。.水的浸入：形成较厚的水膜.水对玻璃纤维表面的化学腐蚀作用：碱金属溶于水中，溶液呈碱性，加速表面腐蚀，导致SiO2骨架解体，强度下降。.水对树脂的降解作用：物理效应，化学效应.水溶胀树脂导致界面脱粘破坏界面处树脂溶胀剪应力当剪应力界.水溶胀树脂导致界面脱粘破坏：界面处树脂溶胀剪应力，当剪应力界面粘结力界面脱粘破坏.水进入孔隙产生渗透压导致界面脱粘破坏.水进入孔隙产生渗透压导致界面脱粘破坏.水促使破坏裂纹的扩展8什么是偶联剂？简述用于玻璃纤维的偶联剂类作用机理？.偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，偶联剂分子
12、应至少含有两种官能团，第一种官能团在理论上可于增强材料起化学反应，第二种官能团在理论上应能参与树脂的固化反应，与树脂分子链形成化学键结合。通过这两种不同的基团的反应，在两者之间架起键桥，把两种不同性质的材料连接起来，键桥的力量是分子间的吸引力所无法比拟的，从而获得良好的粘接性。.有机硅烷类偶联剂，有机铬络合物偶联剂.作用机理：1)水解；2)与玻璃纤维表面作用；3)与树脂基体作用答：偶联剂是一种化合物，其分子两端通常含有不同的基团。偶联剂的作用是靠偶联剂分子中的两种基团：一种基团可与玻璃纤维表面起化学反应，以化学键连接；另一种基团可参与树脂的固化反应生成化学键。通过这两种不同的基团的反应，在两者
13、之间架起键桥，把两种不同性质的材料连接起来，键桥的力量是分子间的吸引力所无法比拟的，从而获得良好的粘接性。复合材料力学性能表征(characterizationofmechanicalpropertiesofcomposites)力学性能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、疲劳等，这些数据的取得必须严格遵照标准。试验的标准环境条件为：温度232，相对湿度4555，试样数量每项试验不少于5个。此检测方法适用于树脂基复合材料(来自:写论文网:复合材料破坏机制)，金属基复合材料力学性能可参考此方法进行。拉伸拉伸试验是对尺寸符合标准的试样，在规定的试验速度下沿纵轴方向施加拉伸载荷，直至其破坏。通过
14、拉伸试验可获得如下材料的性能指标：式中P为最大载荷，N；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。式中L为试样破坏时标距L0内的伸长量，mm；L0为拉伸试样的测量标距，mm。拉伸弹性模量Et式中P为载荷一形变曲线上初始直线段的载荷增量，N；L为与P相对应的标距L0内的变形增量，mm。由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测以下项目：L：纤维方向的拉伸强度；T：纤维方向的拉伸强度；EL：纤维方向的拉伸模量；ET：纤维方向的拉伸模量。应力-应变曲线记录拉伸过程中应力-应变变化规律的曲线，用于求取材料的力学参数和分析材料拉伸破坏的机制。压缩对标准试样的两端施加均匀的、连续的轴向静压加载荷，直至试样破坏，以获得有关压缩性能的参数，若压缩试验中试样破坏或达最大载荷时的压缩应力为P(N)，试样横截面积为F(mm2)，则压缩强度c为：由压缩试验中应力-应变曲线上初始直线段的斜率，即应力与应变之比，可求出压缩弹性模量(MPa)。由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测L：纤维方向的压缩强度；T：纤维方向的压缩强度；EL：纤维方向的压缩模量；ET：上纤维方向的压缩模量。弯曲复合材料在弯曲试验中受力状态比较复杂，拉、压、剪、挤
