11.1.1 复合材料的定义和分类在线视频

好 我们第八章讲

复合材料和生物材料

那么这一章的重点

要讲复合材料的定义和分类

这里边要讲增强材料和基体材料

第三部分讲复合材料的应用

第四部分讲天然复合材料

第五部分讲生物材料

那么我们关于

复合材料的定义和分类

这一节当中

讲复合材料的定义

复合材料的组成

复合材料的命名

复合材料的分类

那么什么叫复合材料

就是把那些

异形 异性 异质的

连续相的基体

和不连续相的增强相

通过物理化学的方法

所组成的一个新型的材料

那么就是说通过人工的办法

把两类或者两类以上的材料

所组成的一种新的材料

我们看复合材料

它至少有三部分内容

一部分是基体

这个基体要是连续性的

第二类是增强相 一个增强相

增强相一般来说是不连续的

在基体和增强相之间

要有一个界面

那么第四条它的特点是什么

我们讲的工程所用的复合材料

一般是人工制造的

人工制造的

要有复合过程

这个复合过程

往往是通过物理的

或者化学的一个过程

所得到的一种材料

我们看看复合材料

跟我们前边所讲到的材料

它有什么区别

我前边讲过

金属是冶炼成的

陶瓷是烧结成的

玻璃是溶凝成的

粉体是粉碎成的

那么这个复合材料

它是复合成的 复合成的

它肯定是经过人工的办法

而组成的这个材料

物理化学的办法所组成这个材料

我们看看复合材料

跟我们前边所讲的那个材料

几大类材料有什么区别

一般来讲复合材料

它不像金属那样是冶炼成

也不像陶瓷那样是烧结成的

也不像玻璃那样是溶凝成的

也不像粉体材料那样粉碎成的

它是什么组成的

它是用人工的物理化学的办法

而形成的一种混合物

注意这个复合材料跟原来的材料

比方说有哪些区别

举例子来讲

金属材料当中钢铁材料

有个叫做珠光体 珠光体

当含碳量是0.77%的时候

再共析反应析出珠光体来

所谓珠光体是什么

是铁素体和渗碳体所组成的

层片状的机械混合物

似乎它也是有两项

一项是铁素体 一项是渗碳体

那么它也有界面

那么一般来讲

这种珠光体就不叫做复合材料

它们为什么不叫做复合材料

我想有这么几点区别

一点区别

它没有一个明显的连续相

或者是一个什么

一个分散的增强相

它珠光体 铁素体层片状的

一片珠光体 一片铁素体

一片珠光体 一片铁素体

它分不清哪个是连续相

哪个是什么

哪个是增强相来

这是第一条

那么第二条

它的制作过程

不是通过人工的方法

它是通过特定组成的合金

经过共析反应

也就是冷却的过程当中

它自然形成的

不是人工制造的

另外它的界面的形成

它其中它要

铁素体 渗碳体

铁素体 渗碳体

它们之间那个碳要互相排除

从铁素体把碳排到外边去

外边的碳 含碳量高了

就形成渗碳体

那么渗碳体的形成

它的碳含量比较多

使周围碳含量低了

利于形成铁素体

是这样一个过程

是这样一个过程

那么因此说

我们说珠光体

尽管是

铁素体 渗碳体

所组成的机械混合物

也有界面

但是跟我们讲的

今天讲的这种复合材料

还是有区别的

我想复合材料

至少有这么几个特点

第一项是个混合物

第二条有一个界面

第三条是人工制造的

这几条我想很清楚

实际上这个复合材料

它的历史非常久远

它的历史非常久远

比方说

在佛教 我们知道

中国的佛教是东汉年间引入的

东汉年间引入的

在公元前多少年

到目前已经两千多年了

那么佛教寺院里头

大量的用复合材料

大量的用复合材料

那么我刚才讲了东汉引进的

最早的是白马寺

洛阳的白马寺

把那个经卷放在白马寺里边

因此白马寺就非常有名

比方说这个寺院里边的

第一是这个佛爷的塑像

它就是用复合材料制成的

你不可能是都是泥做的呀

它太重了

你要先搭成个骨架

最后用泥

最后外边涂上漆

显然是个复合材料

很轻 非常牢固

再有一个它的山门

它的山门也是复合材料制造的

用漆 

这个漆 就是说它漆分几层

我讲关于这个有机材料当中

这个汽车的漆也是分四层

打底要防腐蚀

第二层要防冲撞

第三层有观赏效应

第四层有表面光洁

漂亮等等这些

它也是个复合材料

比如说大漆

涂漆的时候在木材上

要先涂上一层胶质的东西

这个胶质的东西

里边有些纤维 有些麻

甚至有些个沙子

后边打腻子

打完了腻子外边涂漆

显然是个复合材料

（至轻）非常牢固非常耐用

那么除了寺院里边用的那些

道教里边的观里头

甚至像孔夫子庙里边

用的好多东西都是复合材料

那么复合材料

不像陶瓷一样

不像青铜器一样

能够保存久远的历史

久远的历史

那么我们现在挖掘陶器 瓷器

什么唐三彩

或者是什么青铜器

这个考古都有发现

这个复合材料的东西很少发现

实际上我们日常生活当中

也大量的用复合材料

除了我们生物材料好多

骨骼什么这些都是复合材料以外

比如说北方 睡大炕

用的那木坯

垒墙的时候

用的那个坯垒的那房子

那个火炉里边

堂炉子的时候内部都是复合材料

把泥跟纤维弄到一块

把头发弄在一块去

它非常牢固

非常牢固

不容易产生裂纹 非常牢固

这些都是复合材料的实例

我想复合材料的历史

肯定跟旧石器时代

到新石器时代

跟陶的发明肯定是

甚至比陶还要早一些

但是

出土文物当中

没有这个东西是不是

所以这就是它的历史

那么现在特别是到20世纪初开始

随着航空 船舶

后来是汽车 现在是航天

到现在是电子的发现

复合材料的用途越来越大

因为它有很多特殊的功能

航天器 一些飞机

一些发动机

除了复合材料

没别的可以用

没别的可以用

现在复合材料

现在是越来发展的越快

发展的越快

那好

就是我讲什么叫复合材料

复合材料的历史

前面讲了这两段内容

那么下边我们看看

复合材料的分类

复合材料的分类

复合材料的分类

用什么办法分类

我想是这样

因为它这个复合材料有两部分

一个是连续相的基体

还有是一个增强相

不连续相的增强相

连续性的基体

那么实际上复合材料

就是说按基体是怎么分类的

按照增强相是怎么分类的

最后这两者组成以后

这个复合材料的整体

是怎么分类和怎么命名的

所以这个复合材料

是按照基体的类型分

基体的类型分

有机材料基体的复合材料

叫做有机材料基复合材料

无机非金属材料基复合材料

和金属基复合材料

那么按照基体分

这是按照基体分

有机材料基的复合材料

又分为高分子聚合物基有机材料

又分为木质基的复合材料

那么在高分子聚合物基复合材料

又分树脂基的复合材料

和橡胶基的复合材料

我们在树脂基的复合材料当中

分两大类

一大类是热固性树脂的复合材料

和热塑性树脂基的复合材料

那这就多了 这就很多了

范围很广

无机非金属材料基的复合材料

分哪些

陶瓷基的复合材料

水泥基的复合材料

和碳基的复合材料

那么陶瓷基的复合材料分什么

有玻璃基的复合材料

有玻璃陶瓷基的复合材料

那么玻璃就多了

什么硅酸盐基的

什么铝硅酸盐基的

什么高硼 高铝

什么高磷 这些

玻璃基复合材料那也很多了

那也非常多了

玻璃有不同的玻璃

有石灰苏打玻璃

有铝硅酸盐玻璃

有钡镁铝硅酸盐玻璃

等等这些

微晶玻璃这些非常

还有水泥基的

什么叫水泥呀

就是水泥磨成粉以后加上水

变成塑性的

可塑性的一种浆体

这个浆体可以在水中凝固

可以在

空气当中凝固硬化

而且把其中所含的那石子沙子

能粘接在一块的

一种水硬性的凝胶材料

水硬性的凝结材料

因此这个水泥

作为复合材料的基体

是非常有利的

它不经过烧

不经过什么东西

又是个粉末

你放上水以后

空气当中也可以凝固

水中也可以凝固

最后把东西都粘在一块了

变成一个水凝性的凝胶材料

这当然是很好的

金属基复合材料

那么金属基复合材料

有铝基的 有镁基的

有铜基的 有钛基的

有高温合金基的

有金属化合物基的

还有难熔金属基的

注意 金属基的复合材料

需要把这个金属凝固

或者粉末冶金（13：33）

一般所需要的高温

这是关于按基体材料分的

那么复合材料

也可以按照增强材料来分

那么增强材料

从它的外形来讲

颗粒形的 纤维形的

晶须形的

颗粒形的 颗粒形就很多了

硅酸盐颗粒

非氧化物颗粒 氧化物颗粒等等

那么纤维形的

有有机纤维 无机纤维

金属纤维

有机纤维 芳纶

聚乙烯 尼龙

无机纤维 二氧化硅 碳化硅

三氧化二铝 硼 碳等等这些

金属纤维

有不锈钢 钨 钼这些东西

晶须增强材料是陶瓷晶须

金属晶须

注意 晶须它是个单晶

这个单晶（长径比）比较大

比如说直径多少个纳米

多少个微米

那么长度

几微米 十几微米

这种叫做晶须

纤维就是比较长的

比较长的这种

那好了 刚才讲了

基体材料讲了那些

现在增强材料有几大类

有颗粒增强 纤维增强

和径须增强

完全按照它的尺度来分的

那么有了基体材料

有了增强材料

复合材料就好命名了

怎么命名

就是一般来讲

把纤维放在前边

把基体材料放在后边

最后加上一个复合材料

不就行了

有时候往往在这二者之间

加一个横杠

比方说碳纤维增强

聚合物基复合材料

那很显然增强相是碳纤维

基体是聚合物

最后是个复合材料

玻璃纤维增强塑料复合材料

很显然

玻璃纤维是增强相

塑料 是基体材料

这样组成一个复合材料

当然我顺便说一句

我们现在有个俗话叫做玻璃钢

这个东西是玻璃钢做的

注意 这个玻璃钢玻璃钢

它叫钢

大家伙不要有个印象

它是钢 不是这个意思

玻璃钢这个名词是中国所特有的

这个名称是官员起的

为什么官员起的

玻璃纤维增强塑料基复合材料

这样叫他们说不好

这个材料跟钢的性能差不太多

又很轻 非常好

干脆叫做玻璃钢吧

现在凡是把

玻璃纤维增强的塑料基复合材料

都叫做玻璃钢

那么这个基体

不光是环氧树脂

现在好多是工程材料出来了以后

高性能的这种塑料

都可以作为基体

那么玻璃纤维

也发展到各种类型的玻璃纤维

另外复合材料的分类

我们刚才是按照增强相

和基体复合材料

这么分类的

实际上用不同的角度

还可以对复合材料进行分类

比方说按性能的高低来分类

有常用普通的复合材料

还有先进复合材料

按基体种类来分

我刚才讲了

聚合物基的 金属基的复合材料

陶瓷 什么石墨基复合材料

混凝土基复合材料等等

按用途分

有结构型的 有功能型的

有智能复合这个复合材料

按增强材料的种类分

刚才讲了有颗粒增强

晶须增强 纤维增强

按增强材料的维数来分

有零维的就是颗粒的

一维的就是纤维的

二维的就是片状的

层状的 平面织物状的

三维就是三相的编织体

这是关于这个复合材料的分类

我前边讲的什么叫复合材料

复合材料跟常用材料有什么区别

有哪些基体材料

有哪些增强材料

那么复合材料是怎么命名的

那按增强材料和复合材料

然后复合材料是怎么分类的

先对这个复合材料

大概有一个梗概的了解