第⼀章概论
1、复合材科的定义、组分功能和作⽤：
定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合⽽成的⼀种多相固体材料。复合后的产物为固体时才称为复合材料，为⽓体或液体不能称为复合材料。 组分：其组分相对独⽴，通常有⼀相连续相，称为基体，另⼀相分散相，称为增强相(增强体)。 功能和作⽤：复合材料既可以保持原材料的特点，⼜能发挥组合后的新特征，可以根据需要进⾏设计，从⽽最合理地达到使⽤所要求的性能。
2、复合材料的命名
强调基体，以基体材料的名称为主，如树脂基复合材料，⾦属基复合材料，陶瓷基复合材料等; 强调增强体，以增强体材料的名称为主，如玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料，陶瓷颗粒增强复合材料; 基体材料与增强体材料名称并⽤，如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。3、复合材料的分类⽅式
按基体材料类型分：聚合物基复合材料，⾦属基复合材料，⽆机⾮⾦属基复合材料；按增强材料种类分：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，⾦属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料;
按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编制复合材料;
按⽤途分：结构复合材料，功能复合材料;
4、常⽤的基体材料及各⾃的适⽤范围
轻⾦属基体(主要包括铝基和镁基)，⽤于450℃左右；钛合⾦及钛铝⾦属间化合物作基体的复合材料，适⽤温度650℃左右，镍、钴基复合材料可在1200℃使⽤。5、常⽤热固性基体复合材料：环氧树脂，热固性聚酰亚胺树脂。
常⽤热塑性基体复合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚砜，热塑性聚酰亚胺。常⽤陶瓷基体复合材料：玻璃，氧化物陶瓷，⾮氧化物陶瓷，⽆机胶凝材料;6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同
玻璃是⽆机材料经⾼温熔融、冷却硬化⽽得到的⼀种⾮晶态固体；玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进⾏晶化热处理，在玻璃内部均匀析出⼤量微⼩晶体并进⼀步长⼤，形成致密的微晶相；玻璃相充填于晶界，得到的像陶瓷⼀样的多晶固体材料。
7、氧化物陶瓷有哪些，属于什么结构：氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫来⽯等;
8、⾮氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。
9、什么是复合材料的界⾯，复合材料的界⾯效应以及作⽤如何实现
复合材料基体与增强体接触构成的界⾯，是⼀层具有⼀定厚度(纳⽶以上)、结构随基体和增强体⽽异、与基体和增强体有明显差别的新相—界⾯相(界⾯层)。它是增强相和基体相连接的“纽带”，也是应⼒和其他信息传递的“桥梁”。
界⾯作⽤产⽣的效应：①传递效应界⾯能传递⼒，即将外⼒传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作⽤;②阻断效应结合适当的界⾯有阻⽌裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应⼒集中的作⽤;③不连续效应在界⾯上产⽣物理性能的不连续性和界⾯摩擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等;④散射和吸收效应光波、
声波、热弹性波、冲击波等在界⾯产⽣散射和吸收，如透光性、隔热性、耐冲击性等;⑤诱导效应增强物的表⾯结构使聚合物基体与之接触的结构，由于诱导作⽤⽽发⽣改变⽽产⽣⼀些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性等。
10、⾦属基复合材料的界⾯类型及各⾃特点
1)类型：I类界⾯相对⽐较平整，只有分⼦层厚度，界⾯除了原组成物质外，基本不含其它物质;II类界⾯为⽝⽛交错的溶解扩散界⾯，基体的合⾦元素和杂质可能在界⾯上富集或贫化;III类界⾯则含有亚微级的界⾯反应产物层。
2)相容性特点：I类界⾯纤维与基体互不反应亦不溶解;II类界⾯纤维与基体互不反应但相互溶解;III类界⾯纤维与基体反应形成界⾯反应层。
第⼆章复合材料的复合原理及界⾯
1、弥散增强和颗粒增强的原理
1)弥散增强：复合材料是由弥散颗粒与基体复合⽽成，荷载主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动，微粒阻碍基体位错运动能⼒越⼤，增强效果愈⼤，微粒尺⼨越⼩，体积分数越⾼，强化效果越好。
2)颗粒增强：复合材料是由尺⼨较⼤(直径⼤于1m)颗粒与基体复合⽽成，载荷主要由基体承担，但增强颗粒也承受载荷并约束基体的变形，颗粒阻⽌基体位错运动的能⼒越⼤，增强效果越好；颗粒尺⼨越⼩，体积分数越⾼，颗粒对复合材料的增强效果越好。
2、什么是混合法则，其反映什么规律
混合法则(复合材料⼒学性能同组分之间的关系)：?c??fVf??mVm，Ec=EfVf+EmVm式中?为应⼒，E为弹性模量，V为体积百分⽐，c、m和f分别代表复合材料、基体和纤维;
反映的规律：纤维基体对复合材料平均性能的贡献正⽐于它们各⾃的体积分数。3、⾦属基复合材料界⾯及改性⽅法有哪些
⾦属基复合材料界⾯结合⽅式：①化学结合②物理结合③扩散结合④机械结合。界⾯改性⽅法：①纤维表⾯改性及涂层处
理，②⾦属基体合⾦化，③优化制备⼯艺⽅法和参数。
4、界⾯反应对⾦属基复合材料有什么影响
界⾯反应和反应程度(弱界⾯反应、中等程度界⾯反应、强界⾯反应)决定了界⾯的结构和性能，其主要⾏为有：①增强了⾦属基体与增强体界⾯的结合强度;②产⽣脆性的界⾯反应产物;③造成增强体损伤和改变基体成分。第三章复合材料的增强材料1、玻璃纤维的分类：⽆碱玻璃纤维(碱含量⼩于1%)、中碱玻璃纤维(1.5%~12.5%之间)、有碱玻璃纤维(碱性氧化物含量⼤于12%)、特种玻璃纤维。
2、玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经⾼温熔制、拉丝、络纱、织布等⼯艺制成，单丝直径为⼏微⽶到⼏⼗微⽶。
3、玻璃纤维的化学组成：⼆氧化硅、三氧化⼆硼、氧化钙、三氧化⼆铝等。
4、玻璃纤维的物理性能：①外观和⽐重：表⾯光滑，密度2.16~4.30g/cm3;②表⾯积⼤③拉伸强度⾼，④耐磨性和耐折性差，⑤热性能：导热系数⼩、耐热性较⾼，⑥电性能：取决于化学组成、温度和湿度(⽆碱纤维的电绝缘性⽐有碱纤维优越，碱⾦属离⼦增加，电绝缘性能变差；温度升⾼，电阻率下降；湿度增加电阻率下降)，⑦光学性能：玻璃
纤维的透光性⽐玻璃差，玻璃纤维可⽤于通信领域以传送光束或光学物象。
5、影响玻璃纤维化学稳定性因素：①玻璃纤维的化学成分，②纤维⽐表⾯增⼤其相应的耐腐蚀性降低，③侵蚀介质体积和温度(温度升⾼，化学稳定性降低；介质体积越⼤，对纤维侵蚀越严重)
6、玻璃纤维的制造⽅法：坩埚法、池窑拉丝法。
7、玻璃纤维制造怎样避免表⾯损伤
玻璃纤维制造⼯艺三个步骤制球、拉丝、纺织。可以在在拉丝过程中⽤浸润剂，它的作⽤：①原丝中的纤维不散乱⽽能相互粘附在⼀起，②防⽌纤维间磨损，③便于纺织加⼯。
8、碳纤维是有机纤维经固相反应转变⽽成的纤维状聚合物碳。含碳95%左右的称为碳纤维，含碳量99%左右的称为⽯墨纤维。
9、碳纤维的分类：
根据⼒学性能分类：⾼性能碳纤维、低性能碳纤维
根据原丝类型分类：聚丙烯腈基纤维、沥青基碳纤维、纤维基碳纤维、其他基纤维基碳纤维
根据功能分类：受⼒⽤碳纤维、耐焰碳纤维、活性炭纤维、导电⽤碳纤维、润滑⽤碳纤维、耐磨⽤碳纤维
10、碳纤维的制造⽅法：先驱体转化法(有机纤维碳化法)原材料有⼈造丝(胶黏纤维)、聚丙烯腈纤维、沥青基碳纤维;⼯艺过程：5个阶段：拉丝、牵引、稳定、碳化、⽯墨化。
11、氧化铝纤维的基本组成主要分为：氧化铝，含有少量的SIO2、B203或Zr2O3、MgO等。
12、碳化硅纤维制备的⼯艺：①化学⽓相沉积法(CVD法)，②烧结法(先驱体转化法)
数控冲孔加工
1)化学⽓相沉积法：它的结构可⼤致分成四层由纤维中⼼向外依次为芯丝、富碳的碳化硅层、碳化硅
层、外表⾯富硅涂层。制备的步骤：①反应⽓体向热芯丝表⾯迁移扩散，②反应⽓体被热芯丝表⾯吸附，③反应⽓体在热芯丝表⾯上裂解，④反应尾⽓的分解和向外扩散。
13、芳纶纤维的性能：优异的拉伸强度和拉伸模量、优良的减震性、耐磨性、耐冲击性、抗疲劳性、尺⼨稳定性、耐化学腐蚀、低膨胀、低导热、不燃不熔、电绝缘、透磁性、密度⼩。缺点：热膨胀系数具有各向异性、耐光性差、耐⽼化能⼒差、溶解差、抗压强度差、吸湿性强。
14、晶须：是以单晶结构⽣长的直径极⼩的短纤维，由于直径⼩(<3um)，造成晶体中的缺陷少，原⼦排列⾼度有序，故其强度接近于相邻原⼦间成键⼒的理论值。由于晶须的直径⾮常⼩，所以不适合容纳在⼤晶体中常出现的缺陷，因⽽强度接近于完整晶体的理论值。
15、晶须的性能：①晶须没有显著的疲劳效应，②具有⽐纤维增强体更优异的⾼温性能和蠕变性能，③它的延伸率与玻璃纤维接近，弹性模量与硼纤维相当。
16、颗粒增韧的三种机制：相变增韧和微裂纹增韧、复合材料中的第⼆种颗粒使裂纹扩展路径发⽣改变、混合增韧。
u形管17、刚性颗粒增强体：指具有⾼强度、⾼模量、耐热、耐磨、耐⾼温的陶瓷和⽯墨等⾮⾦属颗粒，如碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化钛、碳化硼、⽯墨、细⾦刚⽯等。18、延性颗粒增强体：主要为⾦属
颗粒，⼀般是加⼊到陶瓷、玻璃和微晶玻璃等脆性基体中，⽬的是增加基体材料的韧性。第四章聚合物基复合材料
1、环氧树脂：是—种分⼦中含有两个或两个以上活性环氧基团的⾼分⼦化合物。粘附⼒强(树脂中含有极性的醚键和羟基酸、碱对固化反应起促进作⽤)、已固化的树脂有良好的压缩性能，良好的耐⽔、耐化学介质和耐烧蚀性能，良好的尺⼨稳定性和耐久性。
2、聚酰亚胺树脂PI：是⼀类耐⾼温树脂，它通常有热固性(不熔性)和热塑性两类。
3、聚酯树脂与环氧、酚醛树脂相⽐：①⼯艺性良好，室温下固化，常压下成型，⼯艺装置简单;②聚酯树脂固化后综合性能良好，⼒学性能不如酚醛树脂或环氧树脂;③固化过程中⽆挥发物逸出，制品的致密性好;④价格⽐环氧树脂低得多，只⽐酚醛树脂略贵⼀些;⑤不饱和聚酯树脂的缺点是固化时体积收缩率⼤、耐热性差等，主要⽤于⼀般民⽤⼯业和⽣活⽤
品中。
4、聚合物原材料设计选择原则：①⽐强度、⽐刚度⾼原则，②材料与结构的使⽤环境相适应的原则，③满⾜结构特殊性要求的原则，④满⾜⼯艺性要求的原则，⑤成本低、效益⾼的原则。
5、RTM成型法：是⼀种树脂注⼊成型法。
制造⼯艺主要分五步：①增强纤维的预成型⽚材的制作;②将纤维的预成型⽚材铺设在模型中;③给模型加压，使铺设的纤维的预成型⽚材在模型内按产品形状预成型;④利⽤低压将树脂注⼊模型，使树脂均匀地渗透到纤维的预成型⽚材中;⑤在模型内加热固化。
RTM优点：成本低，质量⾼，产品尺⼨形状稳定，可以适应多种固化树脂和热塑性树脂，也可以两种以上的不同增强纤维的组合复合材料的成型，还可以适应多种⼆维编织和三维编制的复合材料制品的成型。
第五章⾦属基复合材料的制造⽅法
1、固态法：是指在⾦属基复合材料中基体处于固态下制造⾦属基复合材料的⽅法；包括：
1)粉末冶⾦法：是⽤于制备与成型⾮连续增强型⾦属基复合材料的⼀种传统的固态⼯艺法。它既可适⽤于连续、长纤维增强.⼜可⽤于短纤维、颗粒或晶须增强的⾦属基复合材料。
优点：①增强材料与基体⾦属粉末以任何⽐例混合;②对增强材料与基体互相湿润的要求不⾼，使颗粒或晶须均匀分布在⾦属基复合材料的基体中;③采⽤热等静压⼯艺时，⼀般不会产⽣偏聚等缺陷;④可进⾏⼆次加⼯，得到所需形状的复合材料部件的⽑坯。缺点：①⼯艺过程⽐较复杂;②制备铝基复合材料时，防⽌铝粉爆炸。
2)固态扩散结合法：是将固态的纤维与⾦属适当地组合，在加压、加热条件下使它们相互扩散结合成复合材料的⽅法。包括热压扩散法、热等静压法、热轧法、热拉和热挤压。
其中热压扩散法三个关键步骤：①纤维的排布;②复合材料的叠合和真空封装;③热压(最关键)。为了保证性能符合要求，热压过程中要控制好热压⼯艺参数(热压温度、压⼒和时间)。
2、液态法：是指在⾦属基复合材料的制造过程中，⾦属基体处于熔融状态下与固体增强物复合的⽅法。包括铸造法、熔铸复合法、熔融⾦属浸渗法、真空压⼒、浸渍法、喷射沉积法。与固态法相⽐，液态法的⼯艺及设备相对简便易⾏;
1)铸造法包括⾼压凝固铸造法、真空吸铸法、搅拌铸造法、压⼒铸造法。
压⼒铸造法：指在压⼒的作⽤下，将液态或半液态⾦属基复合材料(或⾦属)以⼀定速度充填压铸模型腔或增强材料预制体的空隙中，在压⼒下快速凝固成型⽽制备⾦属基复合材料，包括浇⼊、加压、固化和顶出。
2)喷射沉积法：是⼀种将⾦属熔体与增强颗粒在惰性⽓体的推动下，通过快速凝固制备颗粒增强⾦属基复合材料的⽅法。
第六章陶瓷基复合材料丰乳贴
1、陶瓷基体的分类(按组成化合物的元素)IKRTV
氧化物陶瓷基体：氧化铝陶瓷基体，氧化锆陶瓷基体，莫来⽯陶瓷基体
碳化物陶瓷基体：碳化硅陶瓷基体，碳化硼陶瓷基体
硅酸盐水泥熟料氮化物陶瓷基体：氮化硅陶瓷基体，氮化硼陶瓷基体
2、陶瓷基复合材料存在的界⾯：①机械结合，②溶解和润湿结合，③反应结合，④混合结合。
3、陶瓷基复合材料成型加⼯技术
1)热压烧结成型法(常⽤)：松使散的或成型的陶瓷基复合材料混合物在⾼温下，通过外加的压⼒纵向(单轴)加压使其致密化的成型⽅法。
热压烧结法主要⼯艺流程：纤维处理→料浆浸渗→缠绕成布→制作预制⽚→层叠成型→热压烧结
该⽅法的优点：①与⽆压烧结相⽐，能降低烧结温度，延长保湿时间，得到较细的晶粒;②获得⾼致密度，⾼性能的复合材料;③材料性能重复性好，使⽤可靠，控制热压模具的尺⼨精度可以减少材料的加⼯余量;
该⽅法的缺点：①只能制作形状简单的零件;②模具的消耗⼤，⼀次只能单件或者少件烧结，成本较⾼;③由于热压⼒的⽅向性，材料性能有⽅向性，垂直于热压⽅向的强度往往⽐平⾏于热压⽅向的强度要⼤⼀些。
2)直接氧化法：由液态浸渍法演变⽽来，，利⽤熔融⾦属直接与氧化反应制备陶瓷锦复合材料的⼯艺⽅法，在融化⾦属的表⾯形成所需的反应产物。
3)⾼聚物先驱体热解成型法(⼜称热解法)：通过对⾼聚物先驱体进⾏热解，直接获取块体陶瓷材料的⽅法。
4)化学⽓相沉积成型法(CVD法)：使⽤化学⽓相沉积技术，在颗粒，纤维，晶须及其他具有开⼝⽓孔的增强⾻架上沉积所需陶瓷基质制备陶瓷基复合材料。药品采集
第七章⽔泥基复合材料
1、⽔泥基复合材料分类：纤维增强⽔泥基复合材料；聚合物混凝⼟复合材料(聚合物混凝⼟、聚合物浸渍混凝⼟、聚合物改性混凝⼟);
2、聚合物浸渍混凝⼟：是⼀种⽤单体浸渍混凝⼟表层的空隙，并经处理⽽成⼀整体的有机—⽆机复合的新型材料;(聚合物功能：黏结和填充砼中空隙和裂缝；浸渍液功能：①对裂缝的黏结作⽤消除裂
隙尖端的应⼒集中;②增加砼密实性;③形成⼀个连续状结构;)
3、聚合物改性混凝⼟：将聚合物乳液掺⼊新拌混凝⼟中，可使混凝⼟的性能得到明显的改善的材料。
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