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1、复复 合合 材材 料料 1主要参考资料主要参考资料1、现代复合材料现代复合材料-陈华辉陈华辉 邓海金邓海金 李李 明明 （中国物质出版社（中国物质出版社,1998）2、复合材料、复合材料-吴人洁（天津大学出版社吴人洁（天津大学出版社,2000）3、复合材料科学与工程、复合材料科学与工程-倪礼忠倪礼忠,陈麒陈麒(科学出版社科学出版社,2002)4、复合材料及其应用、复合材料及其应用尹洪峰尹洪峰,任耘（陕西科学技术出版社任耘（陕西科学技术出版社,2003）5、高性能复合材料学、高性能复合材料学-郝元恺郝元恺,肖加余肖加余 (化学工业出版社化学工业出版社,2004)6、新材料概论、新材料概论- 谭毅
2、谭毅, 李敬锋李敬锋(冶金工业出版社冶金工业出版社,2004) 7、先进复合材料、先进复合材料-鲁鲁 云云 朱世杰朱世杰 马鸣图马鸣图 （机械工业已出版社（机械工业已出版社,2004）建议教材：建议教材：复合材料概论复合材料概论-王荣国王荣国 武卫莉等（哈尔滨工业大学出版武卫莉等（哈尔滨工业大学出版社，社，1999）2第一章第一章第一章第一章 总论总论总论总论第二章第二章第二章第二章 复合材料的基体材料复合材料的基体材料复合材料的基体材料复合材料的基体材料第三章第三章第三章第三章 复合材料的增强材料复合材料的增强材料复合材料的增强材料复合材料的增强材料第四章第四章第四章第四章 复合材料的界面复
3、合材料的界面复合材料的界面复合材料的界面第五章第五章第五章第五章 复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺第六章第六章第六章第六章 金属基复合材料金属基复合材料金属基复合材料金属基复合材料第七章第七章第七章第七章 陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料第八章第八章第八章第八章 复合材料基本特性、应用及其研究现状复合材料基本特性、应用及其研究现状复合材料基本特性、应用及其研究现状复合材料基本特性、应用及其研究现状第九章第九章第九章第九章 功能复合材料功能复合材料功能复合材料功能复合材料目 录3第一章第一章 总论总论4材料分类：材料分类：金属材料、
4、无机非金属材料、有机高分子材料金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料 各有千秋各有千秋扬长避短扬长避短 克服单一材料的缺点克服单一材料的缺点 产生原来单一材料本身所没有的新性能产生原来单一材料本身所没有的新性能复合材料复合材料510000BC各种材料在各个历史时期相对重要性各种材料在各个历史时期相对重要性5000BC015001900196019801990200020102020金金铜铜铁铁钢钢合金钢合金钢高温合金高温合金高分子高分子木材木材皮肤皮肤纤维纤维动物胶动物胶橡胶橡胶电木电木尼龙尼龙PEPCPSPPPAN聚酯聚酯高模聚合物高模聚合物导电高分子导电高分子复合材料复合材料金属基复合材
5、料金属基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料石材石材陶瓷陶瓷陶器陶器玻璃玻璃水泥水泥耐火材料耐火材料熔融硅熔融硅耐湿陶瓷耐湿陶瓷韧性机械陶瓷韧性机械陶瓷36、复合材料的定义、复合材料的定义 什么是复合材料什么是复合材料 (Composition Materials , Composite) ? 要给复合材料下一个严格精确而又统一的定义是很困难要给复合材料下一个严格精确而又统一的定义是很困难的。概括前人的观点，有关复合材料的定义或偏重于考虑的。概括前人的观点，有关复合材料的定义或偏重于考虑复复复复合后材料的性能合后材料的性能合后材料的性能合后材料的性能，或偏重于考虑，或偏重于考虑复合材料的结构复
6、合材料的结构复合材料的结构复合材料的结构 。 7诸如诸如（）（）（）（） 复合材料是由两种或更多的组分材料结合在复合材料是由两种或更多的组分材料结合在一起，复合后的一起，复合后的整体性能整体性能整体性能整体性能应超过组分材料，保留了所期应超过组分材料，保留了所期望的性能望的性能(高强度、刚度、轻的重量高强度、刚度、轻的重量)，抑制了所不期望，抑制了所不期望的特性的特性(低延性低延性)。偏重于考虑偏重于考虑复合后材料的性能复合后材料的性能复合后材料的性能复合后材料的性能8（）（）（）（） 复合材料是多功能的材料系统，它们可提供任何复合材料是多功能的材料系统，它们可提供任何单一材料所无法获得的特性
7、；它们是由两种或多种单一材料所无法获得的特性；它们是由两种或多种成分成分不同不同，性质不同性质不同，有时，有时形状也不同形状也不同的相容性材料，以的相容性材料，以物物物物理形式理形式理形式理形式结合而成的。结合而成的。9偏重于考虑偏重于考虑复合材料的结构复合材料的结构复合材料的结构复合材料的结构，诸如：，诸如： （）（）复合材料是两种或多种材料复合材料是两种或多种材料在宏观尺度上在宏观尺度上组合而成的组合而成的一种有用的材料。一种有用的材料。 （）（）复合材料就是两种或两种以上的不同化学性质或不同复合材料就是两种或两种以上的不同化学性质或不同组织相的物质，组织相的物质，以微观或宏观的形式以微观
8、或宏观的形式组合而成的材料。组合而成的材料。 （）（）复合材料是不同于合金的一种材料，在合金中，每一复合材料是不同于合金的一种材料，在合金中，每一种组分都保留着它们独立的特性，而构成复合材料时，仅取它种组分都保留着它们独立的特性，而构成复合材料时，仅取它们的优点而避开其缺点，从而获得一种改善了的材料。们的优点而避开其缺点，从而获得一种改善了的材料。 10 FL. Matthews和和DRawlings认为，复合材料认为，复合材料是两个或两个以上是两个或两个以上组元或相组元或相组元或相组元或相组成的混合物组成的混合物组成的混合物组成的混合物，并应满足下面，并应满足下面三个条件：三个条件： (1)
9、组元含量大于组元含量大于5； (2)复合材料的性能显著不同于各组元的性能，复合材料的性能显著不同于各组元的性能， (3)通过各种方法混合而成。通过各种方法混合而成。11 按这按这Matthews和和Rawlings给出的定义，钢铁及其合给出的定义，钢铁及其合金不应属于复合材料，如金不应属于复合材料，如CoCrMoSi合金不属于合金不属于复合材料，因为这种合金经过复合材料，因为这种合金经过熔化和凝固熔化和凝固熔化和凝固熔化和凝固过程；而仅有过程；而仅有像像SiC颗粒强化的颗粒强化的Al合金这种混合而成的材料才属于复合合金这种混合而成的材料才属于复合材料。因此有人认为可将复合材料划分为材料。因此有
10、人认为可将复合材料划分为广义复合材料广义复合材料和和狭义复合材料狭义复合材料。12从广义上讲，复合材料是由从广义上讲，复合材料是由两种或两种以上不同两种或两种以上不同化学性质化学性质化学性质化学性质的组分的组分组合而成的材料。但在现代材料学界中，复合材料专指组合而成的材料。但在现代材料学界中，复合材料专指由由两种或两种以上不同两种或两种以上不同相态相态相态相态的组分的组分所组成的材料。所组成的材料。复合材料可定义为：用经过选择的、含一定数量比的两种复合材料可定义为：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、
11、组成多相、三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。三维结合且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的材料。13上述复合材料的定义较易被普遍接受，它不仅明确指上述复合材料的定义较易被普遍接受，它不仅明确指出复合材料是出复合材料是“通过人工复合的通过人工复合的通过人工复合的通过人工复合的”和和“有特殊性能的有特殊性能的有特殊性能的有特殊性能的”材材料，而且还指明了复合材料的料，而且还指明了复合材料的组分、结构特点组分、结构特点组分、结构特点组分、结构特点及及与其他种与其他种与其他种与其他种材料材料材料材料（如简单混合物、化合物、合金）（如简单混合物、化合物、合金）的特征区别的特征区别的特征
12、区别的特征区别。根据上述复合材料的定义，复合材料应不包括根据上述复合材料的定义，复合材料应不包括自然形自然形成的具有某些复合材料形态的物质、化合物、单相合金和成的具有某些复合材料形态的物质、化合物、单相合金和多相合金。多相合金。14以下面五点概括了以下面五点概括了复合材料的特点复合材料的特点复合材料的特点复合材料的特点：1、复合材料的、复合材料的组分和相对含量组分和相对含量是由是由人工选择和设计人工选择和设计的；的；2、复合材料是以、复合材料是以人工制造人工制造而非天然形成的（区别于具有而非天然形成的（区别于具有某些复合材料形态特征的天然物质）；某些复合材料形态特征的天然物质）；153、组成复
13、合材料的某些组分在复合后仍然、组成复合材料的某些组分在复合后仍然保持其固有保持其固有的物理和化学性质的物理和化学性质（区别于化合物和合金）；（区别于化合物和合金）；4、复合材料的、复合材料的性能性能取决于取决于各组成相性能的协同各组成相性能的协同。复合。复合材料具有新的、独特的和可用的性能，这种性能是单个材料具有新的、独特的和可用的性能，这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的；组分材料性能所不及或不同的；5、复合材料是各组分之间、复合材料是各组分之间被明显界面区分被明显界面区分的多相材料。的多相材料。16吴人洁教授吴人洁教授“在复合材料的未来发展在复合材料的未来发展”一文中指出：复一文中指出
14、：复合材料将由合材料将由宏观复合形式宏观复合形式向向微观微观(细观细观)复合形式复合形式发展。发展。微观微观复合材料复合材料包括：均质材料在加工过程中内部析出的增强相和包括：均质材料在加工过程中内部析出的增强相和剩余的基体相构成的剩余的基体相构成的原位复合材料原位复合材料或或纤维增强复合材料纤维增强复合材料，也，也包括用纳米级增强体的复合材料以及刚强棒状分子增强的分包括用纳米级增强体的复合材料以及刚强棒状分子增强的分子复合材料等。子复合材料等。 综上所述，复合材料定义所阐述的主要有两点，即综上所述，复合材料定义所阐述的主要有两点，即组成规组成规组成规组成规律律律律和和性能持征性能持征性能持征性
15、能持征。17国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织国际标准化组织：由两种以上：由两种以上在物理和化学上在物理和化学上不同的物质组不同的物质组合起来而得到的一种合起来而得到的一种多相固体材料多相固体材料。 材料科学技术百科全书材料科学技术百科全书材料科学技术百科全书材料科学技术百科全书中关于复合材料的定义如下：中关于复合材料的定义如下：复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料料通过复合工艺通过复合工艺组合而成的新型材料。它既保留原组成材料组合而成的新型材料。它既保留原组成材料的重要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
16、的重要特色，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，从而获得更优越的性能，与一般材料的简便混合有本质区别。而获得更优越的性能，与一般材料的简便混合有本质区别。18材料大辞典材料大辞典材料大辞典材料大辞典中关于复合材料的定义为：中关于复合材料的定义为：复合材料是根据应用的需要进行设计，把两种以上的有机复合材料是根据应用的需要进行设计，把两种以上的有机聚合物材料，或无机非金属材料，或金属材料组合在一起，聚合物材料，或无机非金属材料，或金属材料组合在一起，使之使之互补性能优势互补性能优势，从而制成的一类新型材料。一般由基，从而制成的一类新型材料。一般由基体组元与增强材料或功能体组元所组成，因此亦属于多相体组元与增强材料或功能体组元所组成，因此亦属于多相材料范畴。材料范畴。19根据根据材料大辞典材料大辞典材料大辞典材料大辞典中关于复合材料的定义可以看出中关于复合材料的定义可以看出,复合材料具有两个鲜明的特点复合材料具有两个鲜明的特点:、复合材料不仅能保持原组分的部分优点，而且产生原组、复合材料
