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2023-09-19
复合材料的定义及命名
【摘要】：图10-2层合板结构图10-3夹层结构可用于主承力结构或次承力结构、刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料通常称为先进复合材料。目前，先进复合材料主要是指有较高强度和模量的碳纤维、芳纶和硼纤维等增强的复合材料。
1.复合材料的定义
复合材料是指两种或两种以上的不同材料，用适当的方法复合而成的一种新材料，其性能比单一材料性能优越。一般来说，复合材料由基体和增强材料两大部分组成，如图10-1所示。增强材料是复合材料的主要承力组分，特别是拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能主要由增强材料承担；基体的作用是将增强材料黏合成一个整体，起到均衡应力和传递应力的作用，使增强材料的性能得到充分发挥，从而产生一种复合效应，使复合材料的性能大大优于单一材料的性能。
图10-1 复合材料的组成
典型的复合材料结构主要有实体层合板和夹层结构两种类型。层合板结构由多个不同材料、不同铺设角度的单一铺层按照一定的铺放顺序堆叠而成，如图10-2所示，铺层方向和铺层顺序也相应地决定了层合板的总体性能。夹层结构由上、下面板和夹芯材料组成，面板和夹芯之间通过胶膜黏结在一起，如图10-3所示，夹芯材料可以是金属、纸或者复合材料。夹层结构由于重量轻，且具有较大的弯曲刚度及强度，用于翼面结构、蒙皮壁板等有明显的减重效果。
图10-2 层合板结构
图10-3 夹层结构
可用于主承力结构或次承力结构、刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料通常称为先进复合材料。目前，先进复合材料主要是指有较高强度和模量的碳纤维、芳纶和硼纤维等增强的复合材料。
2.复合材料的命名
一般来说，材料按照其组成、结构和特性等确定名称。复合材料根据增强材料与基体材料来命名，将增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”，例如，碳纤维和环氧树脂构成的复合材料称为“碳纤维环氧树脂复合材料”。为书写简便，也可仅写增强材料和基体材料的缩写名称，中间加一斜线隔开，后面再加“复合材料”。例如，上述碳纤维和环氧树脂构成的复合材料，也可写作“碳/环氧复合材料”。有时为突出增强材料或基体材料，视强调的组分不同，还可简称为“碳纤维复合材料”或“环氧树脂复合材料”。碳纤维和金属基体构成的复合材料叫“金属基复合材料”，也可书写为“碳/金属复合材料”。碳纤维和碳构成的复合材料叫“碳/碳复合材料”。
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