搜索
一、定义定义1：复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有组分单独不具有的独特性能。定义2：是由两种或多种不同类型、不同性质、不同相材料，运用适当的方法，将其组合成具有整体结构、性能优异的一类新型材料体系。定义3：复合材料(Compositematerials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足工程要求。二、组成组成：基体材料----在复合材料中连续的物理相；基体的三种主要作用是：把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。增强材料----不连续的物理相，粒料、纤维、片状材料或它们的组合。增强材料:能和聚合物复合，形成复合材料后其比强度和比模量超过现有金属的物质。填料：复合材料的性能指标达不到金属材料相应性能指标的添加物。增强体组元：玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属、天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等。基体组元：树脂、金属、陶瓷、玻璃、碳、水泥等。三、命名：复合材料的命名----根据增强材料与基体材料名称碳纤维环氧树脂复合材料四、分类：按照用途可分为：结构复合材料和功能复合材料结构复合材料：主要作为承力结构使用的材料，由能承载的增强体组元与能联结增强体成为整体材料同时又起传力作用的基体组元构成。功能复合材料：指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料根据基体复合材料分为三大类，即树脂基复合材料(简称PMC)，金属基复合材料(简称MMC)及陶瓷基复合材料(简称CMC)。根据增强纤维类型可分为：1碳纤维复合材料2.玻璃纤维复合材料3.有机纤维复合材料3.硼纤维复合材料4.混杂纤维复合材料根据增强物外形可分为：1.连续纤维复合材料2.纤维织物或片状材料增强的复合材料3.短纤维增强复合材料4.粒状填料复合材料根据制造方法可分为：1.层合复合材料2.混合复合材料3.浸渍复合材料五、复合材料的有点及应用于飞机结构的意义优点：1.比强度和比模量高2.耐疲劳性能好3.减振性能良好4.过载安全性好5.耐热性能6.各向异性及性能可设计性好7.工艺性好意义：既强又轻，耐磨蚀，抗疲劳，工艺性好，抗冲击性强，具有可设计性六、复合材料成型工艺方法与工艺过程（低压成型包括手糊和喷射）手糊成型：指在涂好脱模剂的模具上，采用手工作业，即一边铺设增强材料，一边涂刷树脂直到所需塑料制品的厚度为止，然后通过固化和脱模而取得塑料制品的这一成工艺。喷射成型：喷射成型是利用喷枪将纤维及树脂同时喷到模具上而制得制品的方法。将加了引发剂、固化剂和促进剂的树脂系统和短切纤维从不同的喷嘴同时喷出，用手辊压实浸渍纤维层，然后室温固化成型得到制品。用喷射成型可以成型较为复杂形状的制品。袋压成型：袋压法又分为真空袋压和压力袋压两种方法。真空袋压法：在手糊毛坯上铺覆柔性材料（橡胶、塑料膜），使柔性材料和模具之间形成一个密闭空间，然后抽真空，制品毛坯表面由于大气压力而变得致密。压力袋压法：将制品毛坯连同模具装入橡胶袋内，除对橡胶模抽真空外，同时对此密闭室内通入压缩空气或蒸汽（压力在0.35MPa以上），经过袋压后的制品空隙率可进一步降低。为了得到致密性更高的制品，可将装在真空袋内的制品毛坯和模具在专用设备热压罐中进行加温、加压固化。由于制品在较高温度、较大压力和抽真空状态下成型，所以制品质量大为改善自动铺放：铺带：自动铺带技术采用有隔离衬纸的单向预浸带，在铺带头中完成预定形状的切割、定位，加热后按照一定设计方向在压辊作用下，直接铺叠到曲率半径较大且变化较缓的模具表面。铺丝：铺丝技术综合了自动铺带和纤维缠绕技术的优点，由铺丝头将数根预浸纱在压辊下集束成为一条由多根预浸纱组成的宽度可变的预浸带后铺放在芯模表面，经过加热软化后压实定型。缠绕：缠绕成型工艺是指连续纤维或带经过树脂浸胶后，按照一定的规律缠绕到芯模上，然后在加热或常温下固化，制成一定形状的制品。模压：是在模具腔内预先制作胶衣层并铺放好增强材料，增强材料可以是直接铺层织物或预成形制品，由低压压机自动合模，用专用注射设备向模腔内注入适合工艺要求的树脂，并固化成形。这是一种可不采用预浸料，并在很大程度上不采用热压罐的成形方法。拉挤成型:它是将纱架上的无捻玻璃纤维粗纱和其它连续增强材料、聚脂表面毡等进行树脂浸渍，然后通过保持一定截面形状的成型模具，并使其在模内固化成型后连续出模，由此形成拉挤制品的一种自动化生产工艺。液体成形:首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔或加热熔化模腔内的树脂膜，模具具有周边密封和紧固及由CAD辅助设计的注射及排气系统，以保证树脂流动顺畅并排除模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料。七、复合材料中主要类型、制备方法1.碳纤维的制造方法：气相法有机纤维碳化法（可制造连续长纤维）2.芳纶纤维的制备方法：液晶纺丝工艺用干喷湿纺法纺丝。3.玻璃纤维的制造方法：坩埚法拉丝池窑漏板法拉丝4.复合纤维：复合纺丝共混纺丝法八、基体材料的作用把纤维粘在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。九、飞机典型结构（管、杆、控制翼面等）的制造方法在先进复合材料零件的制造中，普遍应用缠绕法制造筒体或杆状件和以预浸料铺叠成坯件，然后固化成各种零部件。等截面的型材可用拉挤法成形。目前预浸料法是飞机构件主要的制造方法。十、共固化的定义、优点，工艺参数（压力）与分次固化相比，需要注意些什么定义：整体构件制造指在成形模具内一次固化过程中完成各零件的成形及相互有关零件的连接，最后达到一个坚实的整体。整体制造技术也称为共固化制造技术。优点：1.制造过程的机械化与自动化，2.力求最大限度的结构整体性最大限度的结构整体性，最少的工序，最少的零件，最佳的经济效果，共固化只需一次固化过程，采用共固化法时，零件在固化模具中组装，其坯件是预浸料块；它们具有很好的操作粘性，几何形状又可随意改变，整个构件的制造只是在模具内铺叠与塑制成形的过程；共固化的构件不仅是同一种基体，在同一固化过程中固化成为完整的产品，还由于在铺层过程中可实现连续纤维，从结构件的一个部位以不切断纤维而随意延向另一部位。这就大大地强化了连接部位的刚度与强度。工艺参数与分次固化相比需要注意什么：共固化法可以用于制造一般梁、肋及壁板等壳体构件，因为共固化过程中可以采用与分次固化相同的工艺参数，即相同的固化温度、压力和时间；共固化也可用以制造夹层结构件，复合材料层板的性能因固化压力由7kg/cm2减小到3kg/cm2而有所损失，略低于分次固化制造的产品十一、预浸料的定义、意义、制备方法，对预浸料的要求定义：预浸料又称模塑料，是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续、短切纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。意义：使用预浸料生产的复合材料相比于其他材料来说，能改善强度、硬度、耐蚀性、疲劳寿命、耐磨耗性、耐冲击性、轻量化等多种特性。制备方法：热固性树脂基体预浸料：溶液浸渍法和热熔法。热塑性树脂基体预浸料：溶液浸渍法，泥浆法，热压工艺，热熔法，纤维混杂法，粉末浸渍工艺法等对预浸料的基本要求：1.树脂基体和增强体的匹配性好2.具有适当的粘性和铺设性3.树脂含量偏差应尽可能降低4.挥发分含量尽可能小5.具有较长的贮存寿命6.固化成型时有较宽的加压带7.有适当的流动度十二、液体成形（RTM、RFI）的基本原理、定义原理：首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔或加热熔化模腔内的树脂膜，模具具有周边密封和紧固及由CAD辅助设计的注射及排气系统，以保证树脂流动顺畅并排除模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具具有加热系统可进行加热固化而成型复合材料。定义：是RTM（树脂传递模塑）、SRIM（结构反应注射成型）、SCRIMP（法成型工艺）、VARTM（真空辅助树脂传递模塑）以及RFI(树脂膜渗透工艺)等一类复合材料成型工艺的总称。十三、缠绕成型、自动铺丝、自动铺带的工艺方法与过程的描素、特点。缠绕成型：缠绕成型工艺是指连续纤维或带经过树脂浸胶后，按照一定的规律缠绕到芯模上，然后在加热或常温下固化，制成一定形状的制品。缠绕成型的主要设备是缠绕机，辅助设备有浸胶装置、张力装置、加热固化装置及纱架装置等。自动铺带：采用有隔离衬纸单向预浸带，剪裁、定位、铺叠、辊压均采用数控技术自动完成，由自动铺带机实现。自动铺丝技术(Fiberplacement)：综合了自动铺带和纤维缠绕技术的优点，铺丝头把缠绕技术中不同预浸纱独立输送和自动铺带技术的压实、切割、重送功能结合在一起。由铺丝头将数根预浸纱在压辊下集束成为一条宽度可变的预浸带（宽度变化由程序控制预浸纱根数自动调整)后铺放在芯模表面、加热软化预浸纱并压实定型。十四、缠绕需要满足什么条件？铺丝和铺带的关系与区别。要求束纱的轨迹满足：①周期性，束纱均匀分布在芯模表面。②稳定性，束纱在芯模表面稳定不滑移。③不架空性，束纱贴合模具面。关系与区别自动铺丝的核心是铺丝头，它把缠绕技术中不同预浸纱传送独立输送和自动铺带技术的压实、切割重启功能结合在一起。。。。十五、与自动铺带对比，自动铺丝技术有两个突出的优点：①采用多组预浸纱，具有增减纱束根数的功能；根据构件形状自动切纱适应边界，几乎没有废料、且不需要隔离纸；可以完成局部加厚／混杂、加筋、铺层递减和开口铺层补强等来满足多种设计要求。②由于各预浸纱独立输送，不受自动铺带中“Naturalpath”轨迹限制，铺放轨迹自由度更大、可以实现连续变角度铺放(Fibersteer技术)，适合大曲率复杂构件成型。十六、为什么复合材料连接中的紧固件大多采用钛合金制造?1、密度小，比强度大，使用温度范围广，抗疲劳性能优异。2、与复合材料电极电位接近，低电位差。十七、金属嵌入复合材料结构中可能会引起什么问题？产生内应力和腐蚀十八、复合材料构件制造的哪些环节可以用到数字化技术？外形数模建立、结构功能设计、生产装配工艺设计、工艺实施、质量验证、装配使用至使用监控十九、复合材料成型模具材料、结构模具材料：金属模具、电铸镍模具、合成橡胶模具、复合材料模具等1铝：铝合金是复合材料制件固化模具用的最早、最多的材料。有良好的导热性，成形和加工工艺性也很好，比钢轻，具有一定的使用寿命。但是，铝的热胀系数大,因此其使用受到了一定的限制。普遍用于尺寸精度要求不高和无协调尺寸要求的平板零件或单曲度零件。2钢：钢作为固化模具的材料应用比较普遍，与铝合金相比，它的导热性差、比重大、造价高。但是钢的热胀系数比铝合金低，使用寿命长。因此常常用作细长模具的材料，以及一些对尺寸精度要求较高的材料。3以石墨预浸料为代表的复合材料无热胀系数匹配的问题（热胀系数很小），重量最轻，易于塑造成形。适于用来作模具材料，但它的造价高、寿命短。4对于造价昂贵、外形复杂、制作困难的模具可用电铸镍模具。5合成橡胶模具（也称弹性模具）：就是用橡胶模具零件产生模压压力或者作为压力强化件来增压，以制造复合材料制品。近年来开发应用了热膨胀模压工艺，这是一种新工艺。它是将合成橡胶模压零件紧紧地固定在刚性模体中，在固化周期内，靠热膨胀产生压实压力。结构：所有的固化模具其工作表面应光滑、平整、致密、无龟裂和渗漏，模具上应标有制件轮廓尺寸、叠层块定位基准、各层铺叠区间、纤维取向、测温点位置、蜂窝夹芯位置。在非工作表面上应合理布置一定数量的真空接头和随炉件安放的位置、模具厚度应均匀，制件各部分在热压罐中应尽可能使其处于迎风方向，尽量避免热风吹不到的死角。模具应有吊装机构和安放基准。比如：铸造模，薄加筋板框架式模具，复合材料成型模及过渡模（沫制成的过渡模和用环氧树脂加铝粉制成的过渡模）。二十、热压罐是什么？起什么作用？由哪些部分组成？各部分公用？是航空