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复合材料复习资料

目录

第一讲（概念、分类）3

一、复合材料定义：

3

二、复合材料应具有三个特点3

三、复合材料的组成3

四、复合材料的命名3

五、分类方法3

第二讲（复合材料基本特性）4

一、复合材料的结构和性能（基体和增强体）4

二、复合材料的特性4

第三讲（基体材料之金属基体）5

一、金属基体材料的选择原则5

二、结构用金属基复合材料的基体5

1、用于450℃以下的轻金属基体6

2、用于450-700℃的复合材料的金属基体6

3、用于600-900℃的复合材料的金属基体6

4、用于1000℃以上的金属基体6

三、功能用金属基复合材料的基体7

第四讲（机体材料之陶瓷基体）7

一、玻璃7

二、玻璃陶瓷7

三、氧化物陶瓷基体7

（1）氧化铝陶瓷基体7

（2）氧化锆陶瓷基体8

四、非氧化物陶瓷8

（1）氮化硅陶瓷基体8

（2）氮化硼陶瓷基体8

（3）碳化硅陶瓷基体9

（4）碳化硼陶瓷基体9

五、无机胶凝材料9

1、水泥基体材料9

2、氯氧镁水泥9

第五讲（增强体之有机纤维）10

一、芳纶纤维10

1.芳纶纤维的结构与特点10

2.芳纶纤维的基本性能11

二、乙烯纤维（Polyethylene,PE）11

第六讲（增强体之无机纤维）11

一、玻璃纤维12

1.玻璃纤维的分类12

2.玻璃纤维的结构及化学组成13

3.玻璃纤维的物理性能13

4.玻璃纤维的化学性能15

二、碳纤维16

1.碳纤维的分类16

2.碳纤维的制造17

3.碳纤维的结构与性能17

三、硼纤维增强材料18

四、氧化铝纤维18

五、碳化硅纤维18

六、其他纤维18

七、各种纤维的比较19

第七讲颗粒增强体19

第八讲晶须增强体19

一、氧化锌晶须20

二、硫酸钙晶须20

三、硼酸铝晶须20

四、晶须硅20

五、碳晶须21

六、钛酸钾晶须21

第九讲陶瓷基复合材料的成型工艺22

一、晶须补强陶瓷基复合材料的制备22

1.传统的制备技术22

（2）新的制备技术23

二、纤维增强陶瓷基复合材料的制备24

三、晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的制备25

第十讲第五章金属基复合材料的成型工艺25

一、固态法25

二、液态法26

三、无压渗透26

四、原位自生成法27

第一讲（概念、分类）

一、复合材料定义：

复合材料是根据应用的需要进行设计，把两种以上的有机聚合物材料，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，从而制成的一类新型材料。

一般由基体组元与增强材料或功能体组元所组成，因此亦属于多相材料范畴。

二、复合材料应具有三个特点

（1）复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料，组元之间存在着明显的界面。

（2）复合材料中各组元不但保持各自的固有特性而且可最大限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不具备的优良持殊性能。

　（3）　复合材料具有可设计性。

三、复合材料的组成

复合材料的结构通常是一个相为连续相，称为基体；而另一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相，与连续相相比，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著增强，故常称为增强体（也称为增强材料、增强相等）。

四、复合材料的命名

以强调部分的不同分为以下三种命名方式：

（1）强调基体时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。

（2）强调增强体时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等。

（3）基体材料名称与增强体材料并用。

这种命名方法常用来表示某一种具体的复合材料，习惯上把增强体材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面。

五、分类方法

Ⅰ、按增强材料形态分为以下三类

1、纤维增强复合材料：

a.连续纤维复合材料

b.非连续纤维复合材料

①玻璃纤维复合材料；

②碳纤维复合材料；

③有机纤维（芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、聚烯烃纤维等）复合材料；

④金属纤维（如钨丝、不锈钢丝等）复合材料；

⑤陶瓷纤维

2、颗粒增强复合材料

3、板状增强体、编织复合材料

Ⅱ、按材料作用分两类

1、结构复合材料

主要用于制造受力构件；结构复合材料主要是作为承力结构使用的复合材料，它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能联接增强体成为整体承载同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。

2、功能复合材料

具备各种特殊物理与化学性能的材料。

第二讲（复合材料基本特性）

3.复合材料的应用（1-7）

4.我国复合材料的研究现状（原料、各种复材研究）

5.复材今后的发展方向（1-6）[注：

此处三项未做整理]

一、复合材料的结构和性能（基体和增强体）

增强体以细丝（连续的或短切的）、薄片或颗粒状，具有较高的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受外加载荷时是主要承载相。

基体相包围增强相并相对较软和韧的贯连材料

多数情况下，分散相较基体硬，刚度和强度较基体大。

分散相可以是纤维及其编织物，也可以是颗粒状或弥散的填料。

在基体和增强体之间存在着界面。

二、复合材料的特性

⑴轻质高强，比强度和比刚度高

Ａ、增强剂或者基体是比重小的物质，或两者的比重都不高，且都不是完全致密的；

　Ｂ、增强剂多是强度很高的纤维。

比强度（指强度与密度的比值）和比弹性模量（应力/应变）是各类材料中最高的。

（2）可设计性好

复合材料可以根据不同的用途要求，灵活地进行产品设计，具有很好的可设计性。

对于结构件来说，可以根据受力情况合理布置增强材料，达到节约材料、减轻质量的目的。

（3）电性能好

　　复合材料具有优良的电性能，通过选择不同的树脂基体、增强材料和辅助材料，可以将其制成绝缘材料或导电材料。

（4）耐腐蚀性能好

聚合物基复合材料具有优异的耐酸性能、耐海水性能、也能耐碱、盐和有机溶剂。

（5）热性能良好

　　玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有较低的导热系数，是一种优良的绝热材料。

（6）工艺性能优良

　　纤维增强的聚合物基复合材料具有优良的工艺性能，能满足各种类型制品的制造需要，特别适合于大型制品、形状复杂、数量少制品的制造。

（7）比强度和比模量高

　　金属基和陶瓷基复合材料能够在较高的温度下长期使用，但是聚合物基复合材料的弹性模量很低，制成的制品容易变形。

　　用碳纤维等高模量纤维作为增强材料可以提高复合材料的弹性模量，另外，通过结构设计也可以克服其弹性模量差的缺点。

在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。

　　纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。

　　横向应变与纵向应变之比值称为泊松比µ，也叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性常数。

复合材料的突出优点是比强度和比模量（即强度、模量与密度之比）高。

比强度和比模量是度量材料承载能力的一个指标，比强度愈高，同一零件的比重愈小；比模量愈高，零件的刚性愈大。

（8）长期耐热性好

　　金属基和陶瓷基复合材料能在较高的温度下长期使用。

（9）老化现象

　　在白然条件下，由于紫外光、湿热、机械应力、化学侵蚀的作用，会导致复合材料的性能变差，即发生所谓的老化现象。

复合材料在使用过程中老化现象的程度与其组成、结构和所处的环境有关。

（10）抗疲劳性能好

　　首先，缺陷少的纤维的疲劳抗力很高；其次，基体的塑性好，能消除或减小应力集中区的大小和数量。

（11）减振能力强

　　复合材料的比模量高，所以它的自振频率很高，不容易发生共振而快速脆断；另外，复合材料是一种非均质多相体系，在复合材料中振动衰减都很快。

第三讲（基体材料之金属基体）

总论：

复合材料的原材料包括基体材料和增强材料。

基体材料主要包括以下三部分：

①金属基体材料②陶瓷基体材料③聚合物基体材料

金属基复合材料中，基体主要是各种金属或金属合金。

一、金属基体材料的选择原则

①根据金属基复合材料的使用要求

使用性能要求是选择金属基体材料最重要的依据。

②根据金属基复合材料组成特点

选用不同类型的增强材料如连续纤维、短纤维或晶须，对基体材料的选择有较大影响。

在连续纤维增强的复合材料中，基体的主要作用应是以充分发挥增强纤维的性能为主，基体本身应与纤维有良好的相容性和塑性，而并不要求基体本身有很高的强度。

在非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）金属基复合材料，基体的强度对复合材料具有决定性的影响，因此，要选用较高强度的合金来作为基体。

③基体金属与增强物的相容性

首先，由于金属基复合材料需要在高温下成型，制备过程中，处于高温热力学非平衡状态下的纤维与金属之间很容易发生化学反应，在界面形成反应层。

界面反应层大多是脆性的，当反应层达到一定厚度后，材料受力时将会因界面层的断裂伸长小而产生裂纹，并向周围纤维扩展，容易引起纤维断裂，导致复合材料整体破坏。

其次，由于基体金属中往往含有不同类型的合金元素，这些合金元素与增强物的反应程度不同，反应后生成的反应产物也不同，需在选用基体合金成分时充分考虑，尽可能选择既有利于金属与增强物浸润复合，又有利于形成合适稳定的界面合金元素。

　用铁、镍作为基体，碳纤维作为增强物是不可取的。

因为Ni，Fe元素在高温时能有效地促使碳纤维石墨化，破坏了碳纤维的结构，使其丧失了原有的强度，使复合材料性能恶化。

　因此，选择基体材料时，应充分注意与增强物的相容性（特别是化学相容性），并尽可能在复合材料成型过程中抑制界面反应。

例如：

　　①对增强纤维进行表面处理；（避免与合金反应）

　　②在金属基体中添加其他成分；（与纤维生成有利相）

　　③选择适宜的成型方法；

　　④缩短材料在高温下的停留时间等。

（减少界面反应）

二、结构用金属基复合材料的基体

用于制成各种高比强度、高比模量的轻型结构件。

工作温度在650～1200℃左右，同时要求复合材料有良好的抗氧化、抗蠕变、耐疲劳和良好的高温力学性质。

结构复合材料的基体大致可分为：

①轻金属基体；②耐热合金基体两大类。

比热容：

单位质量物质改变单位温度时吸收或释放内能（金属比热与金属离子振动有关）

热导率：

当温度垂直梯度为1度时单位时间内通过水平截面传递热量；

1、用于450℃以下的轻金属基体

（1）铝和铝合金

铝是一种低密度、较高强度和具有耐腐蚀性能的金属。

由于加入的这些元素在铝中的溶解度极为有限，因此，这类合金通常称为沉淀硬化合金。

连续纤维增强金属基复合材料一般选用纯铝或含合金元素少的单相铝合金；而颗粒、晶须增强金属基复合材料则选择具有高强度的铝合金。

（2）镁和镁合金

镁是一种比铝更轻的金属，但镁的机械性能较差，

2、用于450-700℃的复合材料的金属基体

⑴钛合金

钛有两种晶形，--钛具有六方密堆积排列结构，低于885℃时稳定；--钛是体心立方结构，高于885℃时稳定。

金属铝能提高钛由向相转变的温度，所以铝是相钛的稳定剂。

而大多数其他合金元素（Fe、Mn、Cr、Mo、V、Nb、Ta）能降低钛由向相转变的温度，所以是相钛的稳定剂。

钛在较高的温度中能保持高强度，优良的抗氧化和抗腐蚀性能。

它具有较高的强度／质量比和模量／质量比，是一种理想的航空、宇航应用材料。

钛合金具有比重轻、耐腐蚀、耐氧化、强度高等特点，是一种可在450～700℃温度下使用的合金，主要用于航空发动机等零件上。

3、用于600-900℃的复合材料的金属基体

铁和铁合金在金属基复合材料中使用的铁，主要是铁合金，按加工工艺分为

（1）变形高温合金

⑴按基体元素的不同可分为

①铁基变形高温合金②镍基变形高温合金③钴基变形高温合金

⑵按合金的高温性能、成形特点及用途的不同又可分为

①热稳定变形高温合金

热稳定变形高温合金的特点是热稳定性很高，通常在固溶状态下使用，强度虽不高，但塑性很好，可顺利地进行深冲压，主要用于受力不大而工作温度很高的零件，例如燃烧室火焰筒及加力燃烧室等。

②热强变形高温合金

热强变形高温合金的特点是热强度较高，主要用于高温下承受大载荷及复杂应力的零件，例如涡轮叶片、涡轮盘等。

（2）铸造高温合金

以铸造方法直接制备零部件的高温合金材料。

根据合金基体成分，可以分为①铁基铸造高温合金、②镍基铸造高温合金和③钻基铸造高温合金。

按结晶方式，又可以分为①多晶铸造高温合金、②定向凝固铸造高温合金、③定向共晶铸造高温合金和④单晶铸造高温合金。

铸造高温合金的大部分属于多晶铸造高温合金。

铁基铸造高温合金是以铁为基体，用铸造工艺成型的高温合金，基体为面心立方体结构的奥氏体。

4、用于1000℃以上的金属基体

⑴镍和镍合金

按照加工工艺不同，可形成镍基变形高温合金和镍基铸造高温合金。

具有较高的强度、良好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力

（2）金属间化合物

用于金属基复合材料的金属间化合物通常是一些高温合金，如铝化镍，铝化铁、铝化钛等，使用温度可达1600℃。

高温合金的晶体结构中，原子主要以长程有序方式排列。

由于这种有序在金属间化合物中发生位错要比在无序合金中受到更大的约束，因此能使化合物在高温下保持强度。

金属间化合物的缺点是它们的韧性非常低，主要原因有两个：

　①结构组织中低的对称性导致滑移系不足

　②晶体界面结合较弱　　

三、功能用金属基复合材料的基体

单靠金属与合金难以具有优良的综合物理性能，而要靠优化设计和先进制造技术将金属与增强物做成复合材料来满足需求。

功能金属基复合材料主要选用的金属基体是纯铝及铝合金、纯铜及铜合金、银、铅、锌等金属。

功能用金属基复合材料所用金属基体均具有良好的导热、导电性和良好的力学性能，但有热膨胀系数大、耐电弧烧蚀性差等缺点。

通过在这些基体中加入合适的增强物就可以得到优异的综合物理性能，满足各种特殊需要。

第四讲（机体材料之陶瓷基体）

金属基复合材料

陶瓷基体主要包括：

玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等。

无机胶凝材料：

水泥、镁水泥等

一、玻璃

玻璃是通过无机材料高温烧结而成的一种陶瓷材料。

与其它陶瓷材料不同，玻璃在熔体后不经结晶而冷却成为坚硬的无机材料，即具有非晶态结构是玻璃的特征之一。

当粘度增大到一定程度（约1012Pas）时，熔体硬化并转变为具有固体性质的无定形物体即玻璃。

此时相应的温度称为玻璃化转变温度（Tg）。

当温度低于Tg时，玻璃表现出脆性。

　加热时玻璃熔体的粘度降低，在达到某一粘度所对应的温度时，玻璃显著软化，这一温度称为软化温度（Ｔf）。

　　玻璃化转变温度Tg和软化温度Tf的高低主要取决于玻璃的成分。

二、玻璃陶瓷

　许多无机玻璃可以通过适当的热处理使其由非晶态转变为晶态，这一过程称为反玻璃化。

　　由于反玻璃化使玻璃成为多晶体，透光性变差，而且因体积变化还会产生内应力，影响材料强度。

所以，通常应当避免发生反玻璃化过程。

但对于某些玻璃，反玻璃化过程可以控制，最后能够得到无残余应力的微晶玻璃，这种材料称为玻璃陶瓷。

为了实现反玻璃化，需要加入成核剂（如TiO2）。

玻璃陶瓷具有热膨胀系数小、力学性能好和导热系数较大等特点。

三、氧化物陶瓷基体

　作为基体材料使用的氧化物陶瓷主要有A1203，MgO，SiO2，ZrO2，莫来石（即富铝红柱石，化学式为3A12O3·２SiO2）等，它们的溶点在1800℃以上。

氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，除晶相外，可能还含有少量气相（气孔）。

　　微晶氧化物的强度较高，粗晶结构时，晶界面上的残余应力较大，对强度不利。

氧化物陶瓷的强度随环境温度升高而降低，但在1000℃以下降低较小。

因此，氧化物陶瓷基复合材料应避免在高应力和高温环境下使用。

这是由于A12O3和ZrO2的抗热震性较差，SiO2在高温下容易发生蠕变和相变。

　　莫来石具有较好的抗蠕变性能和较低的热膨胀系数，但使用温度不宜超过1200℃。

（1）氧化铝陶瓷基体

以氧化铝（Al2O3）为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷，氧化铝仅有一种热动力学稳定的相态，即-Al2O3，属六方晶系。

以-Al2O3和3Al2O3·2SiO2为主晶相的称为刚玉--莫来石瓷。

--Al2O3被氧化锆粉体增韧近年来发展较为普遍，其原理是：

氧化锆有四方相和单斜相两种形态，当氧化锆和氧化铝的粉体混合并加热至1500℃左右，氧化锆粒子相变，从而导致体积改变，吸收能量，减缓微观裂纹尖端的应力集中，从而起到增韧氧化铝的作用。

（2）氧化锆陶瓷基体

　　以氧化锆（ZrO2）为主要成分的陶瓷称为氧化锆陶瓷。

氧化锆在1100℃时，从单斜相迅速转变为四方相，此可逆转变伴随有7％～9％的体积变化。

由于氧化锆具有可逆相变，故在氧化锆陶瓷的烧结过程中加入适量CaO、MgO等与ZrO2结构近似的氧化物作为稳定剂，形成稳定的立方相结构。

　　稳定的氧化锆陶瓷的比热容和导热系数小，韧性好，化学稳定性良好，高温时具有抗酸性和抗碱性。

四、非氧化物陶瓷

　非氧化物结构陶瓷是指不含氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物。

　　它们的特点是耐火性和耐磨性好，硬度高，但脆性也很强。

　　氮化硼具有类似石墨的六方结构，在高温（1360℃）和高压作用下可转变成立方结构的~氮化硼，耐热温度高达2000℃，硬度极高，可作为金刚石的代用品。

（1）氮化硅陶瓷基体

氮化硅（Si3N4）为主要成分的陶瓷称氮化硅陶瓷。

氮化硅陶瓷有两种形态，即和两种六方晶型，由于氮化硅中Si-N键结合强度高，属难烧结物质。

氮化硅陶瓷主要制备技术有①烧结氮化硅②热压氮化硅（HPSN）③反应化合氮化硅（RBSN）④化学气相沉积（CVD）氮化硅等。

　　在HPSN制备技术中，MgO作为通常的烧结助剂加入后与-Si3N4表面含有的SiO2形成液相的硅化镁，这些硅化镁渗透在Si3N4颗粒中间，成为-Si3N4渗析的通道。

从微观结构的HPSN颗粒中可以看到，少量硅化镁表层的存在是导致1200℃以上氮化硅强度降低的主要原因。

在HPSN制备技术中，除了加入MgO外，还可以加人Y2O3、CeO2和ZrO2等作为烧结助剂。

　　氮化硅还具有热膨胀系数低，优异的抗冷热聚变能力，能耐除氢氟酸外的各种无机酸和碱溶液，此外，还可耐熔融的铅、锡、镍、黄钢、铝等有色金属及合金的侵蚀且不黏留这些金属液。

（2）氮化硼陶瓷基体

　以氮化硼（BN）为主要成分的陶瓷称为氮化硼陶瓷。

氮化硼是共价键化合物，有立方和六方两种晶型结构。

氮化硼可以分为下面的三种：

①-BN，这是一种六方晶型，层状结构类似于石墨。

②-BN，它一种立方晶型，结构和硬度都类似于钻石。

③-BN，它也是一种六方晶。

由于六方晶型BN具有类似于石墨的结构，具有润滑性好和硬度低等特点，故称“白石墨”，在热压陶瓷过程中主要被当作脱模剂使用。

　　BN与石墨不同，是绝缘体，六方晶型BN的莫氏硬度为2，无明显熔点，。

BN的抗氧化性能优异，可在900℃以下的氧化气氛中和2800℃以下的氮气和惰性气氛中使用。

高温下也能保持绝缘性，耐碱、酸、金属、砷化镓和玻璃熔渣侵蚀，对大多数金属和玻璃熔体不润湿，也不反应。

（3）碳化硅陶瓷基体

以碳化硅（SiC）为主要成分的陶瓷称为碳化硅陶瓷。

SiC是一种非常硬和抗磨蚀的材料，以热压法制造的SiC可以用来作为切割钻石的刀具。

SiC还具有优异的抗腐蚀性能，抗氧化性能。

SiC通过热压、烧结、反应烧结和化学气相沉积等制备技术获得。

　　SiC一般有两种晶型，即-SiC（六方晶型）和-SiC（立方晶型），Si-C键属于典型的共价键。

为了提高陶瓷的致密程度，常添加MgO、Y2O3、B、C、Al等能够降低晶界能的粉末以促进烧结。

（4）碳化硼陶瓷基体

以碳化硼（B4C）为主要成分的陶瓷称为碳化硼陶瓷。

B4C是一种低密度、高熔点、高硬度陶瓷。

碳化硼粉体是由B2O3和C在电弧炉中发生下列反应所得：

五、无机胶凝材料

　胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中;能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料，亦称为胶结材料。

无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。

　　在无机胶凝材料基,研究和应用最多的是纤维增强水泥基。

它是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基体，以短切纤维或连续纤维为增强材料组成的。

1、水泥基体材料

（1）水泥基体材料具有以下五个特征

①水泥基体为多孔体系，其孔隙尺寸可由数“埃”到数百“埃’。

孔隙存在不仅会影响基体本身的性能，也会影响纤维与基体的界面粘接（点接触）。

②纤维与水泥的弹性模量比小，因水泥的弹性模量比树脂的高，对多数有机纤维而言，纤维与水泥的弹性模量比甚至小于1，这意昧着在纤维增强水泥复合材料中应力的传递效应远不如纤维增强树脂。

③纤维与水泥的弹性模量比小，因水泥的弹性模量比树脂的高，对多数有机纤维而言，纤维与水泥的弹性模量比甚至小于1，这意昧着在纤维增强水泥复合材料中应力的传递效应远不如纤维增强树脂。

④水泥基材的断裂延伸率较低，在纤维尚未从水泥基材中拔出拉断前，水泥基材即行开裂。

⑤水泥基材中含有粉末或颗粒状的物料,与纤维成点接触，故纤维的掺量受到很大限制。

而树脂基体在未固化前是粘稠液体，可较好地浸透纤维中。

故纤维的掺量可高些。

⑥水泥基材呈碱性，对金属纤维可起保护作用，但对大多数矿物纤维是不利的。

2、氯氧镁水泥

　氯氧镁水泥基复合材料是以氯氧镁水泥为基体，以各种类型的纤维增强材料及不同外加剂所组成，用一定的加工方法复合而成的一种多相固体材料，属于无机胶凝材料基复合材料。

它具有质量轻、强度高、不燃烧、成本低和生产工艺简单等优点。

氯氧镁水泥、也称镁水泥，它是MgO—MgCl2—H20三元体系

氯氧镁水泥中的主要成分分为菱苦土（MgO），它是菱镁矿石经800~850℃煅烧而成的一种气硬性胶凝材料。

镁水泥复合材料生产方法，根据所用纤维材料的形式不同而异，有：

1铺网法（即用玻璃纤维网格布增强水泥砂浆）、

2喷射法（即用连续纤维切短后与水泥砂浆同时喷射到模具中）、

3顶拌法（即短切纤维与水泥砂浆通过机械搅拌混合后，浇铸注到模具中）。

第五讲（增强体之有机纤维）

①纤维及其织物

增强材料共分为三类　　　　②　晶须

③　颗粒

纤维

天然纤维:

　植物纤维、动物纤维、矿物纤维缺点：

强度较低

合成纤维

　有机纤维

无机纤维

纤维在复合材料中起增强作用，是主要承力组分。

纤维不仅能使材料显示出较高的抗张强度和刚度，而且能减少收缩，提高热变形温度和低温冲击强度等。

复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。

芳纶纤维

有机纤维聚乙烯纤维

尼龙纤维

一、芳纶纤维

总论：

芳香族聚酰胺类纤维的通称，国外商品牌号为凯芙拉（Kevlar）纤维，我国命名为芳纶纤维。

特点：

高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、低密度

优点

（1）不熔融

（2）高温能保持高强度与高弹性模量（3）耐热、不易燃烧

（4）尺寸稳定、几乎不发生蠕变（5）耐药性好，在有机溶剂及油中性能不下降

（6）耐疲劳性，耐磨性好（7）对放射性线的抵抗性大（8）不导电

（9）与无机纤维相比振动吸收性好、减衰速度快

缺点

（1）压缩性差，压缩强度仅有不到拉伸强度的1/5。

（2）紫外线照射时强度大幅下降。

1.芳纶纤维的结构与特点

对位芳香族聚酰胺纤维

间位芳香族聚酰胺纤维

芳香族聚酰胺共聚纤维

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