毕业论文复合材料的发展和应用.docx

云锡职业技术学院论文题目学院专业年级姓名指导教师复合材料的发展和应用云南锡业职业技术学院毕业设计（论文）说明书技术09级美龙春 张梅英云锡 职业技 术学院毕业设计（论文）任务书题目 复合材料的发展和应用 专 业材料工程技术学生姓名美龙春指导教师张梅英班 级 09级 学 号 200906031学号 云锡职业技术学院毕业设计（论文）开题报告材冶化学工程系 材料工程技术专业设计（论文）题目 复合材料的发展和应学生姓名 美龙春 学号200906031起讫日期2012年2月10日一2012年4月17日设计地点 绵阳职业技术学院指导教师 张梅英 毕业设计（论文）开题报告1. 结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写文献综述2. 毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法:3. 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预 测）：指导教师 年 月 日系意见：系主任 年 月 口说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材 料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，经导师签署意见及系审查后生效关键词：树脂复合材料；热塑性；三维机织复合材料；透光复合材料; 热塑性纤维复合材料。

1绪论1.1什么是复合材料1.2复合材料的组成1.3复合材料的发展历程1.4复合材料的分类1・5复合材料的应用方向2当前复合材料的发展和应用2. 1当前复合材料的发展2・2复合材料的应用2. 3复合材料的组合分类、组成与应用2. 3.1组合与分类2. 3. 1. 1复合材料系统组合表2. 3. 1.2 分类2. 3. 2组成与特性2. 3. 2. 1 概述2. 3. 2. 2 组成2. 3. 3特性2. 3. 3. 1 一般特性2. 3. 3. 2 一般性能特点3先进树脂基复合材料的发展和应用3. 1什么是先进树脂复合材料3. 2先进树脂的发展方向和应用3.2.1向高性能化、高减重效率方向发展3. 2.2重视制造技术研究、生产条件改造和综合配套技术协调发展3. 2. 3重点开发低成本的技术3. 2. 4强调复合材料•一体化综合技术的发展3. 2. 5重视热塑性复合材料的研究和应用4热塑性纤维复合材料的发展和应用4.1塑性纤维复合材料的特点4. 2塑性纤维复合材料的发展和应用4. 3复合材料的填料和增强材料的市场概况4. 3.1各种填料和增强材料的的市场份额4. 3. 2主要填料和增强纤维的价格4. 3. 3天然纤维的市场需求4. 3. 4天然纤维的市场份额5透光复合材料5.1透光复合材料的定义和种类5. 2透光复合材料的特点6三维机织复合材料的发展和应用6. 1二维编织复合材料的应用6. 2三维机织复合材料6. 3三维机织复合材料的应用1绪论1.1什么是复合材料复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的机械工程材料。

各种组 成材料在性能上能互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原 组成材料，从而满足各种不同的要求1.2复合材料的组成复合材料的组成包插基体和增强材料两个部分非金属基体主要有合成树 脂、碳、石墨、橡胶、陶瓷；金属基体主要有铝、镁、铜和它们的合金；增强材 料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等有机纤维和碳化硅纤维、石棉 纤维、晶须、金属丝及硬质细粒等O13复合材料的发展历程复合材料的历史可追溯很远，如从古沿用迄今的稻草增强粘土，和已使用上 百年的钢筋混凝土，就是由两种不同材料复合而成20世纪20年代以后发展起来的铜■钩和银■钩电触头材料，碳化钩■钻基破质 合金，和其他粉末烧结材料，其实质也是复合材料40年代，因航空工业的需 要，发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)的雷达罩，从此出现了复合材料这一 名称5()年代以后陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度、高模量纤维; 7()年代又出现了芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶纤维)，如聚对苯甲酰胺纤维和碳化 硅纤维这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金 属基体，或铝、镁、钛等金属基体复合而成各具特点的材料，为了区别于--般玻 璃纤维增强材料，这种材料称为高级复合材料。

1.4复合材料的分类复合材料根据其组成可分为金属与金属复合材料；金属与非金属复合材料; 非金属与非金属复合材料三种根据结构特点乂可分为纤维复合材料、层叠复合 材料、细粒复合材料和骨架复合材料1.5复合材料的应用方向复合材料范围广，品种多，性能优异，有很大的发展前途主要用于汽车、 军工、航天、机器人、原子能等尖端技术民用方面除高级运动器材和关键性机 械零部件外，其他还很少正式采用本论文主要是写关于先进树脂基复合材料的发展和应用，热報性纤维复合材 料的发展和应用，电磁复合材料的发展和应用前景，透光复合材料的发展和应用, 三维机织复合材料的发展和应用2当前复合材料的发展和应用2.1当前复合材料的发展材料是一切工业的基础材料的发展从从远古至今已经经历了漫长的石器吋 代、青铜器吋代、钢铁吋代随着现代科学技术的发展，对材料提出了更高的要 求，单一的材料性能己经无法满足现代工业的生产和科学技术发展的要求，利用 复合技术把不同的材料结合在一起组成新的材料，取各自材料的点优弥补自己的 缺点，从而达到市场的需求，同时能达到节能、降耗、降低成本、废物回收利用、 改善劳动条件、发挥最佳的经济效益等综合ri的石器青铜器复合材料钢铁2. 2复合材料的应用近年来复合材料的发展和应用，推动来材料工业的巨大革命。

复合材料最早 应用于航天，航空等高科技工业中，而近年来美、口等国在汽车、建筑等工业部 门也广泛应用据美国材料工程师协会预测，到公元2000年，将有90种以上的 结构材料被复合材料代替因此可以说，就使用材料而言，复合材料的发展是必 然方向和大势所趋特别是对于中国等森林、矿产资源紧缺的国家而言，更是势 在必行，具有重大而深远的意义从70年代末到80年代初国家就对化工部、轻 工部、建材部提出以塑（树脂复合材料）代钢、代木的口号，并为国家“七五、 八五”专题攻关项成立了三部联合的化学建材领导小组2. 3复合材料的组合分类、组成与特性2. 3.1组合与分类2. 3.1.1复合材料系统组合表分散相连续相金属材料无机非金属材料有机邮寄高分子 材料金属 材料金属纤维（丝）纤维金属基复合 材料钢丝、水泥复合材料增强橡胶金属晶须晶须、金属基复合材 料晶须、陶瓷基复合 材料金属片材金属、蜩料板无 机 非 金 属 材 料陶 瓷纤维纤维、金属基复合材 料纤维、陶瓷基复合 材料晶须晶须、金属基复合材 料晶须、陶基复合材 料颗粒弥散强化复合材料粒子填充駅料玻璃纤维纤维、树脂复合 材料粒子碳纤维碳纤维、金属基复合 材料纤维、陶基复合材料纤维、树脂复合 材料炭黑颗粒、橡胶有机 高分 子材 料有机纤维颗粒、树脂基复 合材料塑料金属、塑料纤维、树脂基复 合材料橡胶2. 3. 1. 2 分类(1) 按来源：天然、人工复合材料等(2) 按基体：树脂基、金属基、无机非金属基复合材料等(3) 按增强体形态：颗粒增强(particle-reinforced)短纤或晶须增强(chopped fiber or whiskers reinforced) 连续长纤增强(continuous fiber-reinforced)多维编织布增强(brided fabeic or filament winding-reinforced)三维编织体增强等(4) 按应用：结构、功能、智能复合材料等(5) 按增强材料品种：玻纤、碳纤、有机纤维复合材料等(6) 按特定意义：通用、先进、现代、近代、混杂、纳米、原位、分子、宏观 复合才来哦等2. 3. 2组成与特性2. 3.2.1 概述聚合物基复合材料(polyme-matrix composites, PMC) 金属基复合材料(metal-matrix composites, MMC) 陶瓷基复合材料(共同构成——现代复合材料体系) 碳、 碳复合材料 (carbon-carbon composites, CMC) 有机胶凝基复合材料(fibet reinforced concete, FPC)2. 3. 2. 2 组成⑴基体(matrix)(2)增强材料(reinforcement)(都是一个庞大的材料体系，品种繁多,结 构和性能呈多样化，复合体系的系统组合、排列给复合材料的巨大发展空问，原 则上，基体与增强体结构与性能差界越大，越有复核人价值，但更为重要的是基 体与增强体之间的匹配。

)A. 颗粒增强体：高强、高模、耐高温的陶瓷和墨等非金展材料的细微粉末，主要 起增强、增韧作用，血不是普通填料的填充体积或降低成本的作用，增强体价格 往往比基体还贵B・短纤维(晶须)：长径比5—1000之问，横截面面积小于50乘以1的负五次方 平方厘米的含缺陷很少的单晶纤维，其模量和强度接近其晶体的理论值主要有 金属须、氧化物晶须、氮化物晶须和无机盐类晶须C.纤维及其织物：植物纤维、动物纤维、碳物纤维、合成纤维等2. 3. 3特性2. 3. 3.1 一般特性：A. 可设计性B. 结构复合与成型-次性完成，整体性较好C. 性能分散性大，性能对工艺工程及工艺参数及偶然性因素都十分敏感，难 精确控制结构和性能D. 复合效应（多种复合效应）2. 3. 3. 2 -般性能特点：A. 比强度、比模量大B. 破坏安全性高C. 耐疲劳性好D. 阻尼减震性好E. 耐火蚀性能好3先进树脂基复合材料的发展和应用3.1.什么是先进树脂复合材料先进树脂基复合材料是以有机高分子材料为基体、高性能连续纤维为增强 材料、通过复合工艺制备而成，具有明显优于原组分性能的一•类新型材料FI前广泛应用的先进树脂基复合材料主要包括高性能连续纤维增强环氧、 双马和聚酰亚胺复合材料。

先进树脂基复合材料具有高比强度和比模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、 便于大面积整体成型以及具有特殊电磁性能等特点，已经成为继铝合金、钛合金 和钢之后的最重要航空结构材料之一先进树脂基复合材料在飞机上的应用，可 以实现15%〜30%减重效益,这是使用其它材料所不能实现的3.2先进树脂的发展方向和应用 3.2.1向高性能化、高减重效率方向发展西方最新研制机种使用的碳纤维由T300、AS4转向T800、IM7,如F・22、EF200、B777等均用T800,与T300相比,其性能可提高30%-40%o树脂则选F-22总体气动外型布局用改性双马BMI和改性环氧，如 F-22主承力结构用5250-4BMT树 脂，耐温达200o C, CAI值为 220MPa（实际使用值为167MPa）o 比外还采用增韧环氧977-3, CAI 值为 348MPao B777 采用 3900-2 高韧性环氧树脂，CAI值为 324-345MPao第四代韧性双。