9.1复合材料的基本特性复合材料的结构通常是一个相为连续相，称为基体；而另一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相，与连续相相比，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著增强，故常称为增强体(也称为增强材料、增强相等)。硬质颗粒复合材料的组成及作用A组成与结构特点（1）具有可设计性（2）组元间有明显界面或呈梯度变化的多相材料；（3）性能取决于各组分性能及协同效应。复合材料性能不足之处按组成分①金属与金属复合材料②非金属与金属复合材料③非金属与非金属复合材料按结构特点：①纤维复合材料②夹层复合材料③细粒复合材料④混杂复合材料按基体类型分类①树脂基复合材料②金属基复合材料③陶瓷基复合材料④碳-碳复合材料9.2常用复合材料玻璃纤维增强塑料（FiberReinforcedPlastics），也称树脂基复合材料（ResinMatrixComposite）是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。A热塑性玻璃纤维增强塑料构成：热塑性树脂+玻璃纤维性能：强度高、疲劳性能好、冲击韧性高、抗蠕变性好2）碳纤维增强复合材料粒子增强复合材料是将粒子高度弥散地分布在基体中，使其阻碍导致塑性变形的位错运动(金属基体)和分子链运动(聚合物基体)。这种复合材料是各向同性的。陶瓷基粒子复合材料如氧化锆增韧陶瓷等。聚合物基粒子复合材料如酚醛树脂中掺入木粉的电木、碳酸钙粒子改性热塑性塑料的钙塑材料。金属基粒子复合材料又称金属陶瓷，是由钛、镍、钴、铬等金属与碳化物、氮化物、氧化物、硼化物等组成的非均质材料。碳化物金属陶瓷作为工具材料已被广泛应用，称作硬质合金。硬质合金通常以Co、Ni作为粘结剂，WC、TiC等作为强化相。硬质合金主要有钨钴(YG)和钨钴钛(YT)两类。牌号中，YG后的数字为含Co量，YT后的数字为碳化钛含量。硬质合金硬度极高，且热硬性、耐磨性好，一般做成刀片，镶在刀体上使用。是指在基体中含有多重层片状高强高模量增强物的复合材料。这种材料是各向异性的(层内两维同性)。如碳化硼片增强钛、胶合板等。双金属、表面涂层等也是层状复合材料。层状结构材料根据材质不同，分别用于飞机制造、运输及包装等。9.3复合材料的成型工艺（1）手糊成型工艺--湿法铺层成型法；（2）喷射成型工艺；（3）树脂传递模塑成型技术（RTM技术）；（4）袋压法（压力袋法）成型；（5）真空袋压成型；（6）热压罐成型技术；（7）液压釜法成型技术；（8）热膨胀模塑法成型技术；（9）夹层结构成型技术；（10）模压料生产工艺；（11）ZMC模压料注射技术；（12）模压成型工艺；（13）层合板生产技术；（14）卷制管成型技术；（15）纤维缠绕制品成型技术；（16）连续制板生产工艺；（17）浇铸成型技术；（18）拉挤成型工艺；（19）连续缠绕制管工艺；（20）编织复合材料制造技术；（21）热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺；（22）注射成型工艺；（23）挤出成型工艺；（24）离心浇铸制管成型工艺；（25）其它成型技术。9.4复合材料在设计中的应用聚合物基纤维增强复合材料通常用碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维增强高分子材料。这类复合材料的性能较环氧树脂等基体有大幅度的提高，比强度也高得多。聚合物基纤维增强复合材料零件纤维增强金属基复合材料金属的熔点高，故高强度纤维增强后的金属基复合材料（MMC）可以使用在较高温的工作环境之下。常用的基体金属材料有铝合金、钛合金和镁合金。作为增强体的连续纤维主要有硼纤维、SiC和C纤维；Al2O3纤维通常以短纤维的形式用于MMC中。纤维增强陶瓷复合材料陶瓷材料耐热、耐磨、耐蚀、抗氧化，但韧性低、难加工。在陶瓷材料中加入纤维增强，能大幅度提高强度，改善韧性，并提高使用温度。陶瓷中增韧纤维受外力作用，因拔出而消耗能量，耗能越多材料韧性越好。用晶须作为增强相可以显著提高复合材料的强度和弹性模量，但因为价格昂贵，目前仅在少数宇航器件上采用。现在发现，晶须(如SiC和Si3N4)能起到陶瓷材料增韧的作用。碳纤维树脂复合材料增强剂——碳纤维(石墨)，强度和弹性模量高，且2000℃以上保持不变；-180℃不变脆。粘结剂（基体）——环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。性能（与基体相比）——强度，疲劳性能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。用途——火箭外壳，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。硼纤维树脂复合材料增强剂——硼纤维,σb=2750～3140MPa，E=382～392MPa（4倍于玻纤）。基体——环氧树脂等。性能——抗压、剪切和疲劳强度高，蠕变小，硬度和弹性模量高，耐辐射,化学稳定（水,有机溶剂,燃料,润滑剂）,导热性能和导电性能好。用途