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復(fù)合材料的分類(lèi)
復(fù)合材料是由不同組分材料經(jīng)人工復(fù)合而成的。金屬?gòu)?fù)合板經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)很多不同性能和用途的先進(jìn)的復(fù)合板。按照材料的功能和要求,復(fù)合板通常可分為下述幾種類(lèi)型。
1.接材料用途分
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)合板。結(jié)構(gòu)是由許多元件組成的,具有一定的形狀和承受外力的能力,要求這種材料具有高的比強(qiáng)度和比剛度以及其他材料所不具備的力學(xué)性能。
(2)功能復(fù)合板。粒增強(qiáng)復(fù)合板這種材料具有特殊的功能和其他優(yōu)異的綜合性能,如制造大規(guī)模集成電路的材料,要求具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電率高,熱膨服系數(shù)小,抗電弧燒獨(dú)等特點(diǎn),同時(shí)要求有較好的力學(xué)性能。
2.按增強(qiáng)材;t分
(1)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有多種纖維形式,如長(zhǎng)_纖維、短纖維、纖維織物、晶須等。纖維材料又分為玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維、芳綸纖維以及氧化鋁纖維等多種纖維材料。
(2)顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料主要有碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、硼化鈦以及石墨顆粒等增強(qiáng)材料,把這些顆粒狀材料分散于樹(shù)脂、陶資或金屬基體中以改善材料的力學(xué)性能。
3.接基體材料分
一般增強(qiáng)材料分散于基體之中,由基體粘接固定形成整體材料,因此常見(jiàn)的金屬?gòu)?fù)合板基體材料可分為3種。
(l)聚合物基體。聚合物基體是一種高分子化合物,稱(chēng)為樹(shù)脂基體,種類(lèi)較多,具有較高的拉壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。
(2)金屬基體。金屬基體是以金屬作為基體材料,與顆粒、纖維等增強(qiáng)材料構(gòu)成金屬基復(fù)合板,基體的體積一般比增強(qiáng)材料大,是承受外力的主要組分。金屬基體主要有鋁基、鎂基、鐵基、操基等。在純鋁中加入鎂、硅、鎳、銅、錳等元素,可以生產(chǎn)出具有不同性能的合金材料。
(3)陶瓷基體。陶瓷基體主要有氧化物、氮化物、碳化物陶瓷和玻璃等,工程中使用的基體材料有氧化鋁、氧化錯(cuò)、氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化錯(cuò)以及鋁硅玻璃、硼硅玻璃等。
大多數(shù)結(jié)構(gòu)金屬?gòu)?fù)合板是以層合板形式出現(xiàn)的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料,在航空航天以及民用結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位,是復(fù)合材料力學(xué)主要的研究對(duì)象。