1、第第3 3节节 复合材料复合材料 玻璃钢材料最早应用于国防、航玻璃钢材料最早应用于国防、航天、航空等领域，随着科学技术的进天、航空等领域，随着科学技术的进步，逐渐在民用产品市场中也得到了步，逐渐在民用产品市场中也得到了广泛应用。采用玻璃钢材料制造的垃广泛应用。采用玻璃钢材料制造的垃圾桶产品外观鲜艳、抗老化，太阳暴圾桶产品外观鲜艳、抗老化，太阳暴晒下不变形，收集容量大，无盗用和晒下不变形，收集容量大，无盗用和回收价值。你知道玻璃钢是如何制成回收价值。你知道玻璃钢是如何制成的吗？玻璃钢具有哪些性质？的吗？玻璃钢具有哪些性质？1.1.了解复合材料的形成和组成部分以及它们的了解复合材料的形成和组成部分
2、以及它们的优缺点。优缺点。（重点）（重点）2.2.知道常见复合材料在生产生活中的应用。知道常见复合材料在生产生活中的应用。1.1.定义：定义：由两种或两种以上性质不同的材料经特由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。殊加工而制成的材料。一、复合材料一、复合材料基体基体起粘结作用起粘结作用增强体增强体起骨架作用起骨架作用复合材料复合材料2.2.组成组成注意注意:（1 1）由两种或两种以上的材料组成。）由两种或两种以上的材料组成。（2 2）特殊加工不是简单的混合，而是复杂的）特殊加工不是简单的混合，而是复杂的物理、化学物理、化学变化。变化。复合材料复合材料合金合金成分成分形成工艺形成
3、工艺性质性质复合材料和合金的区别复合材料和合金的区别两种或两种以两种或两种以上不同材料上不同材料两种或两种以上金属两种或两种以上金属材料或金属与非金属材料或金属与非金属特殊加工特殊加工熔合熔合优于原材料优于原材料【思考与交流思考与交流】3.3.复合材料的分类复合材料的分类颗粒增强复合材料颗粒增强复合材料夹层增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料纤维增强复合材料（1 1）按基体分类）按基体分类（2 2）按增强体的）按增强体的 形状分类形状分类树脂基复合材料树脂基复合材料金属基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料4.4.复合材料的性质复合材料的性质 既保持了原有材料的特点，又使
4、各组分间既保持了原有材料的特点，又使各组分间协同作用，形成了优于原材料的特性。协同作用，形成了优于原材料的特性。请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增请与同学们讨论：下面给出的基体材料和增强材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什强材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。【思考与交流思考与交流】复合材料复合材料性能性能金属金属 C C陶瓷陶瓷 SiOSiO2 2合成树脂合成树脂 SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、MgOMgO合成树脂合成树脂 C C耐酸碱，化学稳定性好，强耐酸碱，化学稳定性好，
5、强度高，密度小，韧性好度高，密度小，韧性好强度高，抗冲击，绝缘性好，强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低于耐热温度低于300300耐高温，强度高，导电性耐高温，强度高，导电性好，导热性好好，导热性好耐耐16001600以上的高温，强度以上的高温，强度高，密度小高，密度小预测预测基体材基体材料的类型料的类型增强体材料增强体材料的化学组成的化学组成二、形形色色的复合材料二、形形色色的复合材料优点：优点：玻璃钢的强度可达到甚至超过合金的强度，而密玻璃钢的强度可达到甚至超过合金的强度，而密度只有钢铁的度只有钢铁的1/51/5左右；同时，这种材料保持着较好的耐左右；同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀性
6、、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能，而且又不像普通玻璃那样硬脆。通玻璃那样硬脆。基体：基体：合成树脂合成树脂增强体：增强体：玻璃纤维玻璃纤维 玻璃钢玻璃钢1.1.生产生产 生活中常用的复合材料生活中常用的复合材料（1 1）玻璃钢）玻璃钢玻璃钢制品玻璃钢制品 你经常打羽毛球吗？现在羽毛球使用的大多你经常打羽毛球吗？现在羽毛球使用的大多是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金球拍，人是碳素球拍，但几年前用的多是铝合金球拍，人们还曾使用过木制球拍。们还曾使用过木制球拍。请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材料请与同学们讨论：用于制造碳素球拍的材料有哪些优越性？它为什么会
7、具有这些优越性？有哪些优越性？它为什么会具有这些优越性？【思考与交流思考与交流】碳纤维复合材料广泛应用于纺织机械和化工机碳纤维复合材料广泛应用于纺织机械和化工机械的制造以及医学上人体组织中韧带的制作等。械的制造以及医学上人体组织中韧带的制作等。具有韧性好，强度高而质轻的特点。具有韧性好，强度高而质轻的特点。碳纤维碳纤维复合材料复合材料基体：合成树脂基体：合成树脂增强体：碳纤维增强体：碳纤维（2 2）碳纤维复合材料）碳纤维复合材料用途用途：优点：优点：组成：组成：纤维为增强体纤维为增强体金属为基体金属为基体2.2.航空、航天领域中的复合材料航空、航天领域中的复合材料组成组成性能：性能：耐高温、强
8、度高、导电导热性好、不吸湿耐高温、强度高、导电导热性好、不吸湿和不易老化、密度小。和不易老化、密度小。（1 1）机翼、机身、导弹壳体和尾翼的复合材料的组成）机翼、机身、导弹壳体和尾翼的复合材料的组成碳纤维、硼纤维、碳化硅纤碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性能维和氧化铝纤维等耐热性能好的纤维好的纤维铝、镁、钛等密度小的金属铝、镁、钛等密度小的金属（2 2）机身隔热复合材料）机身隔热复合材料组成组成陶瓷陶瓷碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维耐高温、韧性好耐高温、韧性好增强体：增强体：基体：基体：性能：性能：航天飞机机身上使用的隔热航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦
9、是由纤维和陶瓷复合而成陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。在这种复合材料的材料制成的。在这种复合材料中，增强体多为碳纤维、碳化硅中，增强体多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化纤维，基体的主要成纤维或氧化纤维，基体的主要成分有氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、分有氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、二氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳二氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等。化硅陶瓷等。纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增加了陶瓷纤维增强陶瓷保持了陶瓷耐高温的特性，增加了陶瓷的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。的韧性，使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。现在，材料的复合正向着精细化方向发展，现在，材料的复合正向着精
10、细化方向发展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技许多性能优异、功能独特的新成员。随着科学技术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前景。术的进步，复合材料展现出不可估量的应用前景。材料科学专家普遍认为，当前人类已经从合成材材料科学专家普遍认为，当前人类已经从合成材料时代进入复合材料时代。料时代进入复合材料时代。认识复合材料认识复合材料 形形色色的复合材料形形色色的复合材料 玻璃纤维增强树脂基复合材料玻璃纤维增强树脂基复合材
11、料碳纤维增强树脂基复合材料碳纤维增强树脂基复合材料基基 体体增强体增强体复合材料复合材料生产、生活中常用的复合材料生产、生活中常用的复合材料航空、航天领域中的复合材料航空、航天领域中的复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强金属基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料1.1.复合材料中往往由一种材料作为基体，另一复合材料中往往由一种材料作为基体，另一种材料作（种材料作（）A.A.增塑剂增塑剂 B.B.发泡剂发泡剂 C.C.防老剂防老剂 D.D.增强体增强体D DD D2.2.下列关于复合材料的说法正确的是（下列关于复合材料的说法正确的是（）A.A.将不同性质的材料经简单混合便成复合
12、材料将不同性质的材料经简单混合便成复合材料B.B.合金就是复合材料合金就是复合材料C.C.复合材料中的各部分作用相同复合材料中的各部分作用相同D.D.复合材料是两种或两种以上不同性质的材料复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的经特殊加工而制成的3.3.碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体，具有韧性好，强度高而质轻的了碳纤维做增强体，具有韧性好，强度高而质轻的特点，下列物质中可用其制造的是（特点，下列物质中可用其制造的是（）A.A.游乐车，游乐船游乐车，游乐船 B.B.电话亭，餐桌椅电话亭，餐桌椅C.C.网球拍，钓鱼竿网球拍，钓鱼竿 D.D.航天飞机用隔热瓦航天飞机用隔热瓦C C4.4.用短线把下列物质、用途、主要性能相连接。用短线把下列物质、用途、主要性能相连接。物质物质 用途用途 性能性能玻璃钢玻璃钢 制造骨和股关节制造骨和股关节 耐腐蚀强耐腐蚀强光纤光纤 制造排水管道制造排水管道 密度小，强度高密度小，强度高生物陶瓷生物陶瓷 汽车车轮骨架汽车车轮骨架 质量轻，保密性好质量轻，保密性好铝合金铝合金 通讯材料通讯材料 有生物学功能有生物学功能 我们在上路的时候，一定要带上三件法宝：健壮的身体、丰富的知识和足够的勇气。
