复合材料是将两类或两类以上材料组合成的材料
复合材料活跃的材料复合材料
复合材料是将两类或两类以上的材料组合而得到的材料。设计
复合材料时,应尽量采取每种材料中较希望的性能的优点,排除或
者至少要降低各组成材料的性能的弱点。
复合材料较广泛地应用的领域是体育器械,例如钓鱼杆、网球
拍、高尔夫球杆以及滑雪板等,能说出名称的还有很多。传统的这
些器械都是用木头制造的,它们本身也是一种天然的复合材料。用
木头制造虽然也是可以接受的,但是人造的含纤维的复合材料却能
表现出更优异的性能。随着太空计划的技术驱动,开发了很多新材
料与新工艺。例如,类石墨晶体沿其轴向排列的碳纤维,它们重量
轻且强度高。另一方面,环氧胶虽然没有很高的强度,但却可以作
为粘结碳纤维的胶。将碳纤维胶合在一起就可以得到既轻、又韧、
又强的材料。改变纤维的尺寸、体积分数以及几何取向,可以特制
出能满足特殊需要的各种弹性与强度性能的材料。
以前不可能做到的许多设计都忽然间变成创造的新机会。没有
比在体育器械领域更能为复合材料带来具有活力的发展机会的了。
材料的一些性能以及相互之间的直接关系。具体的例子包括:①弹
性模量、键合强度以及热膨胀系数之间的关系(他们都是键咱巳曲
线的表征);②传统材料中强度与延性(韧性)之间的相倒易关系;
③金属材料中热传导与电导的比例性(魏德曼-佛朗茨定律)。这些
相互关联的性能在工程设计中有时会带来问题。特别是强度与韧性
之间的关系是令人遗憾的,这是因为在很多应用中人们希望二者都
能够得到提高。当传统的单一材料不能够满足所给定应用场合的设
计要求时,解决问题的方法之一就是使用复合材料。
复合材料是由两种以上的材料结合而成,其中一种称为强化相
,另一种称为基体相。强化相经常是以纤维,板片或颗粒的形式分
布于基体相之中。强化体材料和基体材料可以是金属、陶瓷或聚合
物。典型的强化体材料是强度高、密度小、而基体通常是延性(或
韧性)的材料。如果复合材料能够正确地设计与制备,则它能够结
合增强体材料的强度与基体材料的