复合材料的定义与分类
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的具有新性能的材料。根据构成复合材料的基体材料不同,复合材料可分为金属复合材料、非金属复合材料和复合陶瓷材料等三大类。
1.1 金属复合材料
金属复合材料是用金属和其它非金属材料组合而成的复合材料。常用的金属有铝、镁、铜、钛及其它金属的合金。非金属材料有玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、树脂纤维等。金属复合材料具有高比强度、高比刚度、良好的导电性和导热性、抗腐蚀性和加工成型性等特点。
1.2 非金属复合材料
非金属复合材料是用两种或两种以上非金属材料组合而成的复合材料。常用的非金属材料有树脂、橡胶、陶瓷、玻璃纤维、碳纤维等。非金属复合材料具有重量轻、比强度高、化学稳定性好等优点,但抗冲击性能较差。
1.3 复合陶瓷材料
复合陶瓷材料是用陶瓷和其它非金属材料或金属组合而成的复合材料。它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点,但脆性较大。
2 复合材料的组成与结构
复合材料由基体和增强体组成。基体是复合材料的主体,它决定了复合材料的某些性能;增强体是复合材料的骨架,它提高了复合材料的强度和硬度等力学性能。
2.1 基体
基体在复合材料中起着粘结和传递力的作用。根据基体的类型不同,复合材料的性能也不同。常用的基体有树脂、金属、陶瓷等。
2.2 增强体
增强体在复合材料中起着承受载荷和提高强度的作用。常用的增强体有玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维等。
3 复合材料的性能与特点
3.1 高比强度和比刚度
复合材料具有高比强度和比刚度的特点,这意味着它们可以承受较大的载荷,并且具有较小的重量。因此,复合材料在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。
3.2 良好的导电性和导热性
某些复合材料具有很好的导电性和导热性,如碳纤维增强树脂基复合材料。这些特性使得复合材料在电子设备、通信等领域得到了广泛应用。
3.3 抗腐蚀性和耐磨性
许多复合材料具有很好的抗腐蚀性和耐磨性,如不锈钢纤维增强树脂基复合材料。这些特性使得复合材料在化工、石油等领域得到了广泛应用。