复合材料化学制备方法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

复合材料化学制备方法Made：蒲志勇第四章第1页小飞守角制作小飞守角制作第2页4.1节 复合材料概述 welcome to use these PowerPoint templates,New Content design,10 years experience1：定义：定义 1 1：国际标准化组织：国际标准化组织：“由两种以上在物理和化学由两种以上在物理和化学 上不一样物质组合起来而得到一个多相固体材料。上不一样物质组合起来而得到一个多相固体材料。”2：材料大辞典：复合材料是依据应用需要进行设计，材料大辞典：复合材料是依据应用需要进行设计，把两种以上有机聚合物材料或无机非金属材料，或金属把两种以上有机聚合物材料或无机非金属材料，或金属材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制成一类新材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制成一类新型材料。普通由基体组元与增强材料或功效体组元所组成，型材料。普通由基体组元与增强材料或功效体组元所组成，所以亦属于多相材料范围。所以亦属于多相材料范围。”v含两种以上不一样化学相。含两种以上不一样化学相。v 含有每个组分所不具备优良性能含有每个组分所不具备优良性能第3页复合材料复合材料含有含有特点特点 1、复合材料组分和相对含量是由人工选择和设计，复合材料组分和相对含量是由人工选择和设计，即即复合材料含有可设计性复合材料含有可设计性；2、组成复合材料一些组分在复合后依然组成复合材料一些组分在复合后依然保持其固有保持其固有 物理和化学性质物理和化学性质（区分于化合物和合金）；（区分于化合物和合金）；第4页3、复合材料不但能保持、复合材料不但能保持原组分部分优点原组分部分优点，而且，而且 产生产生原组分所不具备新性能原组分所不具备新性能，可最大程度发挥，可最大程度发挥 各种材料组元特征，并赋予单一材料组元所不各种材料组元特征，并赋予单一材料组元所不 具备优良持殊性能；具备优良持殊性能；5、复合材料各组元之间存在着显著、复合材料各组元之间存在着显著界面界面。6、复合材料是、复合材料是非天然形成非天然形成，以区分于含有一些，以区分于含有一些 复合材料形态特征天然物质。复合材料形态特征天然物质。第5页2 2：复合：复合材料材料类别类别 按组成份：金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按按结构特点结构特点分分：纤维增强纤维增强、夹层、细粒、混杂复合材料夹层、细粒、混杂复合材料按按基体材料基体材料不一样不一样分分，树脂，树脂基、金属基和陶瓷基复合材基、金属基和陶瓷基复合材料料第6页3 3：复合材料应用：复合材料应用 印度印度LCALCA轻型战斗机轻型战斗机“光芒光芒”式战斗机最大程度式战斗机最大程度地使用地使用复合材料复合材料，将占到整，将占到整个机身重量个机身重量40%以上。这以上。这对降低飞机空重、提升载对降低飞机空重、提升载重量及推重比而言非常主要重量及推重比而言非常主要 l军事军事轻量化和模块化轻量化和模块化第7页l建筑建筑上海东方明珠电视塔电视塔大堂屋盖玻璃钢结构，玻璃钢是一个很好复合材料，有着作为艺术材料服务于建筑造型优越性。第8页l农业农业优点：优点：生产实现原料易得，出产工艺简单，拥有价格低、强度高、抗水性好，耐腐蚀抗老化等 大棚骨架机大棚骨架机第9页医学比如：假肢、关节、CT设备、身心保健设备、超声诊疗仪装置、磁共振诊疗装置、残疾人辅助工具等残疾人轮椅它采取玻璃纤维增强尼龙树脂，特殊加气加压成型，轻质高强、造型轻便、外观灵巧，便于残疾人士生活自理。骨修复材料骨修复材料？第10页聚合物基聚合物基复合材料复合材料金属基金属基复合材料复合材料陶瓷基陶瓷基复合材料复合材料液相液相法法液体状树脂含浸预浸料坯成形(玻璃钢)片状模塑料热塑性塑料注射成形压力熔浸与无压压力熔浸与无压熔浸熔浸搅拌铸造搅拌铸造喷射沉积成形喷射沉积成形定向凝固共晶定向凝固共晶热喷射热喷射定向氧化定向凝固共晶利用有机聚合物合成固相固相法法热塑性塑料热压成形粉末冶金（热压、粉末冶金（热压、机械合金化、机械合金化、SPS）合金箔扩散键合合金箔扩散键合拉拔等机加工成拉拔等机加工成形形粉体烧结粉体烧结反应成形反应成形气相气相法法PVD（物理气相（物理气相沉积）沉积）CVD（化学气相（化学气相沉积）沉积）CVI（化学气相渗（化学气相渗透）透）4.24.2节节 复合材料制备方法复合材料制备方法第11页4.3节 C-C复合材料制备优点：良好机械性能、低密度、高导热性、低膨胀系数和热、电传导特征 及耐腐蚀性、磨擦减振特征,其质轻,比强度和比弹性模量都很高 碳/碳复合材料是复合材料一个,它是以碳为基体,由碳纤维或其制品(碳毡或碳布)增强复合材料.利用：火箭尾喷管、航天飞机襟翼、导弹鼻锥2、飞机刹车盘第12页步骤：预制体成型 致密化处理 最终高温热处理成型方法为用短纤维增强:(1)压滤法;(2)喷涂法;(3)热压法;(4)浇注法用连续长纤维增强:(1)预浸布层压、铺压、缠绕等做成层压板、回转体和异形薄壁结构;(2)编织技术.传统致密化工艺大致分为液相浸渍和化学气相沉积(CVI)两种l制备工艺第13页制备工艺1.1.炭糊料热捏工艺炭糊料热捏工艺在加热条件下使沥青含有一定粘度，加入干物料纤维粉末，使粘结体炭均匀包裹在纤维表面2.2.重铬酸钾刻蚀重铬酸钾刻蚀3.石墨石墨化工艺高温石墨化炉中，在高纯氢气保护对炭化样品下进行高温石墨化处理第14页4.4节 有机-无机杂化复合材料杂化材料（Hybrid material）定义有二种在纳米或分子水平成份复合材料纳米复合物和杂化材料区分l不论是有机或无机，其大小在确定1-100nm范围内复合物，称为纳米复合物l杂化材料中最少有一相尺寸和纬度在纳米数量级优点：优点：光学透明性、可调折射率、力学性能、耐高温、耐磨损、柔韧性、功效性第15页制备方法sol-gol插层复合技术无机粒子表面致性电化学合成法组装法插层复正当指在生产纳米塑料过程中，首先将单体或聚合物插入经插层剂处理后层状硅酸盐(如蒙脱土)之间，进而破坏片层硅酸盐紧密有序堆积结构，使其剥离成厚度为1nm左右，长、宽为30-100nm层状基本单元，并均匀分散于聚合物基体中，最终实现聚合物高分子与层状硅酸盐片层在纳米尺度上复合生产加工工艺。插层聚正当聚合物插层法易于实现无机纳米材料以纳米尺寸均匀地分散到塑料基体树脂中第16页