高一化學：上冊第四章復合材料知識點3
第四章聚合物基復合材料
1、環氧樹脂：是—種分子中含有兩個或兩個以上活性環氧基團的高分子化合物。粘附力強(樹脂中含有極性的醚鍵和羥基酸、堿對固化反應起促進作用)、已固化的樹脂有良好的壓縮性能，良好的耐水、耐化學介質和耐燒蝕性能，良好的尺寸穩定性和耐久性。
2、聚酰亞胺樹脂PI：是一類耐高溫樹脂，它通常有熱固性(不熔性)和熱塑性兩類。
3、聚酯樹脂與環氧、酚醛樹脂相比：
①工藝性良好，室溫下固化，常壓下成型，工藝裝置簡單;
②聚酯樹脂固化后綜合性能良好，力學性能不如酚醛樹脂或環氧樹脂;
③固化過程中無揮發物逸出，制品的致密性好;
④價格比環氧樹脂低得多，只比酚醛樹脂略貴一些;
⑤不飽和聚酯樹脂的缺點是固化時體積收縮率大、耐熱性差等，主要用于一般民用工業和生活用品中。
4、聚合物原材料設計選擇原則：
①比強度、比剛度高原則，
②材料與結構的使用環境相適應的原則，
③滿足結構特殊性要求的原則，
④滿足工藝性要求的原則，
⑤成本低、效益高的原則。
5、RTM成型法：是一種樹脂注入成型法。
制造工藝主要分五步：
①增強纖維的預成型片材的制作;
②將纖維的預成型片材鋪設在模型中;
③給模型加壓，使鋪設的纖維的預成型片材在模型內按產品形狀預成型;
④利用低壓將樹脂注入模型，使樹脂均勻地滲透到纖維的預成型片材中;
⑤在模型內加熱固化。
RTM優點：成本低，質量高，產品尺寸形狀穩定，可以適應多種固化樹脂和熱塑性樹脂，也可以兩種以上的不同增強纖維的組合復合材料的成型，還可以適應多種二維編織和三維編制的復合材料制品的成型。
第五章金屬基復合材料的制造方法
1、固態法：是指在金屬基復合材料中基體處于固態下制造金屬基復合材料的方法;包括：
1)粉末冶金法：是用于制備與成型非連續增強型金屬基復合材料的一種傳統的固態工藝法。它既可適用于連續、長纖維增強.又可用于短纖維、顆粒或晶須增強的金屬基復合材料。
優點：
①增強材料與基體金屬粉末以任何比例混合;
②對增強材料與基體互相濕潤的要求不高，使顆粒或晶須均勻分布在金屬基復合材料的基體中;
③采用熱等靜壓工藝時，一般不會產生偏聚等缺陷;
④可進行二次加工，得到所需形狀的復合材料部件的毛坯。
缺點：
①工藝過程比較復雜;
②制備鋁基復合材料時，防止鋁粉爆炸。
2)固態擴散結合法：是將固態的纖維與金屬適當地組合，在加壓、加熱條件下使它們相互擴散結合成復合材料的方法。包括熱壓擴散法、熱等靜壓法、熱軋法、熱拉和熱擠壓。
其中熱壓擴散法三個關鍵步驟：
①纖維的排布;
②復合材料的疊合和真空封裝;
③熱壓(最關鍵)。為了保證性能符合要求，熱壓過程中要控制好熱壓工藝參數(熱壓溫度、壓力和時間)。
2、液態法：是指在金屬基復合材料的制造過程中，金屬基體處于熔融狀態下與固體增強物復合的方法。包括鑄造法、熔鑄復合法、熔融金屬浸滲法、真空壓力、浸漬法、噴射沉積法。與固態法相比，液態法的工藝及設備相對簡便易行;
1)鑄造法包括高壓凝固鑄造法、真空吸鑄法、攪拌鑄造法、壓力鑄造法。
壓力鑄造法：指在壓力的作用下，將液態或半液態金屬基復合材料(或金屬)以一定速度充填壓鑄模型腔或增強材料預制體的空隙中，在壓力下快速凝固成型而制備金屬基復合材料，包括澆入、加壓、固化和頂出。
2)噴射沉積法：是一種將金屬熔體與增強顆粒在惰性氣體的推動下，通過快速凝固制備顆粒增強金屬基復合材料的方法。
第六章陶瓷基復合材料
1、陶瓷基體的分類(按組成化合物的元素)
氧化物陶瓷基體：氧化鋁陶瓷基體，氧化鋯陶瓷基體，莫來石陶瓷基體
碳化物陶瓷基體：碳化硅陶瓷基體，碳化硼陶瓷基體
氮化物陶瓷基體：氮化硅陶瓷基體，氮化硼陶瓷基體
2、陶瓷基復合材料存在的界面：
①機械結合，
②溶解和潤濕結合，
③反應結合，
④混合結合。
3、陶瓷基復合材料成型加工技術
1)熱壓燒結成型法(常用)：松使散的或成型的陶瓷基復合材料混合物在高溫下，通過外加的壓力縱向(單軸)加壓使其致密化的成型方法。
熱壓燒結法主要工藝流程：纖維處理→料漿浸滲→纏繞成布→制作預制片→層疊成型→熱壓燒結
該方法的優點：
①與無壓燒結相比，能降低燒結溫度，延長保濕時間，得到較細的晶粒;
②獲得高致密度，高性能的復合材料;
③材料性能重復性好，使用可靠，控制熱壓模具的尺寸精度可以減少材料的加工余量;
該方法的缺點：
①只能制作形狀簡單的零件;
②模具的消耗大，一次只能單件或者少件燒結，成本較高;
③由于熱壓力的方向性，材料性能有方向性，垂直于熱壓方向的強度往往比平行于熱壓方向的強度要大一些。
2)直接氧化法：由液態浸漬法演變而來，利用熔融金屬直接與氧化反應制備陶瓷錦復合材料的工藝方法，在融化金屬的表面形成所需的反應產物。
3)高聚物先驅體熱解成型法(又稱熱解法)：通過對高聚物先驅體進行熱解，直接獲取塊體陶瓷材料的方法。
4)化學氣相沉積成型法(CVD法)：使用化學氣相沉積技術，在顆粒，纖維，晶須及其他具有開口氣孔的增強骨架上沉積所需陶瓷基質制備陶瓷基復合材料。
第七章水泥基復合材料
1、水泥基復合材料分類：纖維增強水泥基復合材料;聚合物混凝土復合材料(聚合物混凝土、聚合物浸漬混凝土、聚合物改性混凝土);
2、聚合物浸漬混凝土：是一種用單體浸漬混凝土表層的空隙，并經處理而成一整體的有機—無機復合的新型材料;(聚合物功能：黏結和填充砼中空隙和裂縫;浸漬液功能：
①對裂縫的黏結作用消除裂隙尖端的應力集中;
②增加砼密實性;③形成一個連續網狀結構;)
3、聚合物改性混凝土：將聚合物乳液摻入新拌混凝土中，可使混凝土的性能得到明顯的改善的材料。
(責任編輯：康彥林)
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