1、 復(fù)合材料定義復(fù)合材料（compositematerials）:由兩種或兩種以上不同性能、不同形態(tài)的組分通過復(fù)合工藝組合而成的一種多相材料，它既保持了原組分材料的主要特點又顯示了原組分材料所沒有的新性能。2、 組成、定義、作用基體：構(gòu)成復(fù)合材料的連續(xù)相；增強劑（增強相、增強體）：復(fù)合材料中獨立的形態(tài)分布在整個基體中的分散相，這種分散相的性能優(yōu)越，會使材料的性能顯著改善和增強。界面相：不同組元相接觸的界面，具有一定厚度，結(jié)構(gòu)隨組元相而異。是組元相之間相互連接的紐帶。組成：基體相，界面相，增強相作用：增強相：一般具有很高的力學(xué)性能（強度、彈性模量），及特殊的功能性。其主要作用是承受載荷或顯示功能。基體相：保持材料的基本特性，如硬度、耐磨、耐熱性等。主要作用是將增強相固結(jié)成一個整體，起傳遞和均衡應(yīng)力的作用。界面相作用：應(yīng)力和其他信息傳遞的橋梁，具有傳遞效應(yīng)，阻斷效應(yīng)，不連續(xù)效應(yīng)，散熱和吸熱效應(yīng)，誘導(dǎo)效應(yīng)。3、 分類，不同類型復(fù)合材料的定義及特點分類：①聚合物基復(fù)合材料：以有機聚合物（熱固性樹脂、熱塑性樹脂及橡膠等）為基體；金屬基復(fù)合材料：以金屬（鋁、鎂、鈦等）為基體；無機非金屬基復(fù)合材料：包括陶瓷基、碳基和水泥基復(fù)合材料。定義：聚合物基復(fù)合材料（PMC）：樹脂基復(fù)合材料，纖維增強塑料，是目前技術(shù)比較成熟且應(yīng)用最為廣泛的一類復(fù)合材料。這種材料是用短切的或連續(xù)纖維及其織物增強熱固性或熱塑性樹脂基體，經(jīng)復(fù)合而成。特點：1.高比強度、高比模量；2.可設(shè)計性；3.熱膨脹系數(shù)低，尺寸穩(wěn)定；4.耐腐蝕；5.耐疲勞；6?阻尼減震性好金屬基復(fù)合材料（MMC）：是以金屬及其合金為基體，與一種或幾種金屬或非金屬增強相人工結(jié)合成的復(fù)合材料。其增強材料大多為無機非金屬，如陶瓷、碳、石墨及硼等，也可以用金屬絲。特點：1、高比強度比模量；2、高斷裂韌性和高抗疲勞性能；3、良好的高溫穩(wěn)定性和熱沖擊性；4、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好；5、導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好；6、良好的耐磨性；7、不吸潮、不老化、氣密性好陶瓷基復(fù)合材料（CMC）：氧化鋁陶瓷也稱為高鋁陶瓷，主要成分是A12O3和Si02。A12O3含量越高，性能越好。氧化鋁瓷的硬度很高，約2000MPa，僅次于金剛石、氮化硼和碳化硅，有很好的耐磨性。耐高溫性很好，含A12O3高的剛玉瓷能在1600°C高溫下長期工作，而且蠕變很小。由于鋁氧之間鍵合力很大，氧化鋁又具有酸堿兩重性，因此氧化鋁瓷耐腐蝕性很強。很好的電絕緣性能。氧化鋁瓷的缺點是脆性大，抗熱震性能差，不能承受環(huán)境溫度的突然變化。氮化硅陶瓷是以氮化硅為主晶稠優(yōu)點是強度高，硬度高，摩擦系數(shù)小，只有0.1一0.2，是一種極優(yōu)良的耐磨材料。氮化硅的抗熱震性和抗高溫蛻變性能也比其它陶瓷好。氮化硅還有自潤滑性，可在無潤滑劑的磨損條件下工作。碳化硅的最大待點是高溫強度高，其它陶瓷材料到1200-1400C時強度顯著降低，而碳化硅在1400C時抗彎強度仍保持500—600MPa的較高水平。碳化硅具有很高的熱傳導(dǎo)能力，在陶瓷中僅次于氧化鈹陶瓷。碳化硅陶瓷還具有較好的熱穩(wěn)定性、耐磨性、耐腐蝕性和抗蠕變性。在玻璃組成中引入晶核劑，通過熱處理、光輻射或化學(xué)處理等手段，使玻璃內(nèi)均勻地析出大量微小晶體，形成致密的微晶相和玻璃相組成的多相復(fù)合體，這種含有大量微晶體的玻璃，稱為微晶玻璃（玻璃陶瓷）璃陶瓷中的微晶體一般取向雜亂，微晶尺寸在0.01—0.1卩m.體積結(jié)晶率達50—98%。常用的玻璃陶瓷有鋰鋁硅〔Li2O—A12O3—SiO2,LAS）玻璃陶瓷和鎂鋁硅（MgO—A12O3—SiO2,MAS）玻璃陶瓷等。LAS玻璃陶瓷熱膨脹系數(shù)幾乎為零，耐熱震性好。MAS玻璃陶瓷具有硬度高、耐磨性好等特性。玻璃陶瓷的性能受晶相的數(shù)量、晶粒大小、界面強度以及玻璃相與晶相之間機械和物理相容性的影響碳/碳（C/C）復(fù)合材料：是以碳纖維及其織物為增強材料，以碳為基體，通過加工處理和碳化處理制成的全碳質(zhì)復(fù)合材料。仿生材料：就是受生物啟發(fā)或模仿生物的結(jié)構(gòu)而制成的性能優(yōu)異的材料。納米復(fù)合材料：是指分散相尺度至少有一維小于100nm的復(fù)合材料。水泥基復(fù)合材料：混凝土：以水泥為基體，加入水、粗細骨料、鋼筋，按適當比例拌和均勻，經(jīng)成型后硬化而成；原料豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單；抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬；使用范圍廣泛，如土木工程、造船業(yè)、機械工業(yè)、海洋的開發(fā)、地?zé)峁こ痰?。纖維增強水泥基復(fù)合材料:是由不連續(xù)的短纖維均勻的分散于水泥混凝土基材中形成的復(fù)合材料聚合物改性水泥基復(fù)合材料：利用聚合物，通過增韌、增塑、填孔和固化等手段對普通混凝土改性的復(fù)合材料。抗折強度明顯/，抗壓強度、。韌性/，剛度、脆性、?？?jié)B透性、耐侵蝕性/。粘補性好。工藝簡單，成本低4、玻璃纖維、碳纖維的制備，顆粒增強體的分類玻璃纖維的制造方法：玻璃球法（也稱為坩堀拉絲法）和直接熔融法（也稱為池窯拉絲法）。1）包括制球和拉絲兩步：-制玻璃球一鉗金坩堀熔融一小漏孔拉絲（102、204、408孔）一涂浸潤劑一并股成紗一紡織成布、氈或帶。（2）池窯漏板法拉絲工藝池窯拉絲是連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)的一種新的工藝方法。池窯拉絲是將玻璃配合料投入熔窯熔化后直接拉制成各種支數(shù)的連續(xù)玻璃纖維。碳纖維的制備方法：氣相法：在惰性氣氛中將小分子有機物（如桂或芳桂等）在高溫下沉積成纖維。此法用于制造晶須或短纖維，不能用于制造長纖維。有機纖維碳化法：將有機纖維經(jīng)過穩(wěn)定化處理變成耐焰纖維，然后再在惰性氣氛中于高溫下進行焙燒碳化，使有機纖維失去部分碳和其他非碳原子，形成以碳為主要成分的纖維狀物。此法用于制造連續(xù)長纖維。主要包括3個步驟（1）穩(wěn)定化處理：又稱不溶化處理或預(yù)氧化處理，目的是使原絲變成不溶不熔的，以防止在后來的高溫處理中熔融或者粘連，通常在100-300度范圍內(nèi)進行。（2）碳化熱處理：有機化合物在惰性氣氛中加熱到1000-2000C時，非碳原子（氮、氫、氧等）將逐步被驅(qū)除，碳含量逐步增加，固相間發(fā)生一系列脫氫、環(huán)化、交鏈和縮聚等化學(xué)反應(yīng)，形成由小的亂層石墨晶體組成的碳纖維。（3）石墨化熱處理：當溫度升到2000-3000C時，非碳原子進一步排除，反應(yīng)形成的六角平面逐步增加，排列也較規(guī)則，取向度顯著提高，由二維亂層石墨結(jié)構(gòu)向三維有序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，此階段稱為石墨化過程。形成的石墨纖維彈性模量大大提高。該步驟不是每種碳纖維都必須的。用以改善基體材料性能的顆粒狀材料，稱為顆粒增強體。1）剛性顆粒增強體。顆粒增強體主要是指具有高強度、高模量、耐熱、耐磨、耐高溫的陶瓷和石墨等非金屬顆粒，如碳化硅、氧化鈦、氮化硅、石墨、細金剛石等。

2）延性顆粒增強體。主要為金屬顆粒，加入到陶瓷基體和玻璃陶瓷基體中增強其韌性，如A12O3中加入Al，WC中加入Co等。金屬顆粒的加入使材料的韌性顯著提高，但高溫力學(xué)性能會有所下降。5、PMC的基本工藝，最優(yōu)工藝方法，選擇原則（1）手糊成型；（2）噴射成型；（3）樹脂傳遞成型；（4）樹脂膜熔浸成型；（5）真空袋成型；（6）模壓成型工藝；（7）纖維纏繞成型；⑻反應(yīng)注射成型；（9）拉擠成型；（10）離心成型工藝；（11）澆注成型工藝成型工藝的選擇生產(chǎn)批量、數(shù)量多且外形復(fù)雜的小產(chǎn)品，如機械零件、電工器材等造型簡單的大尺寸制品，如汽車部件、浴盆等寸生產(chǎn)批量、數(shù)量多且外形復(fù)雜的小產(chǎn)品，如機械零件、電工器材等造型簡單的大尺寸制品，如汽車部件、浴盆等寸回轉(zhuǎn)體如管道及容器批量小的大尺寸制品，如船體外殼、大型儲槽板材和線型制品各種工藝方法共同遵循的原則模壓成型等機械化的成型方法可用手糊工藝生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，數(shù)量和尺介中的也可采用樹脂傳遞成型法纖維纏繞或離心澆鑄法手糊、噴射工藝連續(xù)成型工藝纖維要均勻地分布在制品的各個部位;樹脂適量均勻地分布在制品的各個部位,并適當固化；盡量減少氣泡，降低孔隙率，提高制品的致密性；掌握所用樹脂的工藝性能，制定合理的工藝規(guī)范。最優(yōu)工藝方法：RFI與RTM兩種工藝被認為是綜合性能最優(yōu)，有可能擺脫復(fù)合材料高成本的辦法。樹脂膜熔浸成型RFI是將樹脂膜熔浸與纖維預(yù)制體相結(jié)合的一種樹脂浸漬技術(shù)。RFI成型過程：將樹脂制成樹脂膜或稠狀樹脂塊，放于模具底部，其上層覆以纖維預(yù)制體，將模腔封裝，加熱并在一定的壓力或真空下，樹脂熔融軟化并由下向上爬升（流動），浸漬預(yù)成型體，然后固化成型。優(yōu)點1）空隙率低，可精確獲得高的纖維含量；2） 鋪層清潔，有利于健康和安全（似預(yù)浸）；3） 可較預(yù)浸法成本低。缺點1）目前僅用于宇航工業(yè)，還未推廣；2） 模具要求能經(jīng)受樹脂膜片的工藝溫度（低溫固化即需60-100°C）；3） 要求所用芯材能經(jīng)受工藝溫度和壓力.樹脂傳遞成型RTM它是一種閉模成型的工藝方法?；竟に囘^程：將液態(tài)熱固性樹脂（通常為不飽和聚酯）及固化劑，由計量設(shè)備分別從儲桶內(nèi)抽出，經(jīng)靜態(tài)混合器混合均勻。注入事先鋪有玻璃纖維增強材料的密封模內(nèi)，經(jīng)固化、脫模后加工而制成制品。優(yōu)點：①可以制造兩面光的制品，尺寸穩(wěn)定，容易組合；成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年以內(nèi)）；RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；增強材料可以任意方向鋪放，容易實現(xiàn)按制品受力狀況鋪放增強材料；原材料及能源消耗少；建廠投資少，上馬快。缺點:①不易制作較小產(chǎn)品；因要承壓，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復(fù)雜，價位也高一些；有未被浸漬的材料，導(dǎo)致邊角料浪費。工藝難度大，注膠周期長，注膠質(zhì)量不宜控制。6、 金屬基復(fù)合材料的基體選擇選擇依據(jù)：金屬基復(fù)合材料的使用要求；金屬基復(fù)合材料組成特點；基體金屬與增強物的相容性。構(gòu)件的使用性能要求是選擇金屬基體材料最重要的依據(jù)7、 陶瓷基復(fù)合材料的增強方法及效果怎樣，為什么CMC強韌化的途徑：顆粒彌散；纖維（晶須）補強增韌；層狀復(fù)合增韌；金屬復(fù)合增韌顆粒增強CMC的彈性模量及強度都較整體陶瓷提高，但力-位移曲線形狀不發(fā)生變化；第二相粒子與集體晶粒之間的彈性模量與熱膨脹系數(shù)存在差異，在冷卻離子的過程中粒子與基體周圍形成殘余應(yīng)力場。這種應(yīng)力場與擴展裂紋尖端應(yīng)力交互作用，從而產(chǎn)生裂紋偏轉(zhuǎn)，繞道，分支和扎釘?shù)刃?yīng)。纖維增強CMC不僅使彈性模量及強度大大提高，而且還改變了力一位移曲線的形狀。由于物體越小，表面和內(nèi)部包含的能導(dǎo)致脆性斷裂的危險裂紋的可能性越小。8、 C/C復(fù)合材料的制備方法及抗氧化技術(shù)CVD工藝原理：反應(yīng)氣體通過層流向沉積襯底的邊界層擴散；沉積襯底表面吸附反應(yīng)氣體，發(fā)生反應(yīng)并形成固態(tài)產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物；所產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物解吸附，并沿一邊界層區(qū)域擴散；產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物排出。液態(tài)浸漬碳化工藝：可以獲得C/C復(fù)合材料基體碳中的樹脂碳和瀝青碳。為了達到C/C復(fù)合材料的性能要求，一般需要經(jīng)過多次浸漬碳化過程才能將復(fù)合材料致密化，最終復(fù)合材料的密度可達1.6-1.9g/cm3。通常是在最初的浸漬-碳化循環(huán)時采用酚醛樹脂浸漬（粘度低），在后階段則采用咲喃樹脂/瀝青混合浸漬劑。提高抗氧化性的措施主要有兩種：一是在C/C復(fù)合材料表面進行耐高溫材料的涂層，起到阻隔氧侵入的作用；二是在制備C/C復(fù)合材料過程中，在基體中預(yù)先包含有氧化抑制劑。9、 納米復(fù)合材料的復(fù)合方法按照復(fù)合方式不同，主要分為四大類0-0復(fù)合：即不同成分，不同相或者不同種類的納米粒子復(fù)合而成的納米固體，這種復(fù)合體的納米粒子可以是金屬與金屬，金屬與陶瓷，金屬與高分子，陶瓷與陶瓷，陶瓷和高分子等構(gòu)成納米復(fù)合體；0-3復(fù)合：即把納米粒子分散到常規(guī)的三維固體中，例如把金屬納米粒子彌散到另一種金屬或合金中，或者放入常規(guī)的陶瓷材料或高分子中，納米陶瓷粒子（氧化物、氮化物）放入常規(guī)的金屬、高分子及陶瓷中；0-2復(fù)合：即把納米粒子分散到二維的薄膜材料中，分為均勻彌散和非均勻彌散兩大類；納米層狀復(fù)合：即由不同材質(zhì)交替形成的組分或結(jié)構(gòu)交替變化的多層膜，各層膜的厚度均為納米級，如Ni/Cu多層膜,Al/A12O3納米多層膜等。10、 仿生復(fù)合材料的設(shè)計制備領(lǐng)域，研究方向，其中對材料設(shè)計的指導(dǎo)意義材料的結(jié)構(gòu)仿生；材料的功能仿生；材料的過程仿生仿生設(shè)計：1、 復(fù)合材料最差界面的仿生設(shè)計：利用仿骨的啞鈴形或仿樹根的分型設(shè)計增強體，通過基體和增大了的端頭之間的壓縮傳遞應(yīng)力，而不對界面情況提出特殊要求，此時應(yīng)力傳遞對界面不敏感，即使界面設(shè)計很差，也能滿足要求，得到優(yōu)良的性能，因此稱之為最差界面結(jié)合。2、 分形樹狀纖維和晶須的增強與增韌效應(yīng)：纖維從基體拔出的力和能量隨分叉角變大而增高。3、 仿生螺旋的增韌作用：不同層間界面內(nèi)夾角逐漸變化，從而避免幾何和物理的突變，層間結(jié)合大為改善。4、 仿生愈合與自愈合抗氧化5、仿生疊層復(fù)合材料的研究陶瓷強韌化設(shè)計：簡單組成、復(fù)雜結(jié)構(gòu)；引入弱界面層；非均質(zhì)精細結(jié)構(gòu)設(shè)計I、 防骨啞鈴狀SiC晶須的制備2、用氣相生長法制備樹根狀仿生碳納米管3、分形樹狀氧化鋅晶須的制備4、碳纖維螺旋束的增韌效應(yīng)5、自愈合抗氧化陶瓷/碳基復(fù)合材料的制備II、 混凝土的性能，及聚合物混凝土的分類混凝土性能：1?和易性是混凝土拌和物在拌和、運輸、澆筑過程中，便于施工的技術(shù)性能。它是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動性、粘聚性和保水性等。2?流動性是指新拌混凝土在自重或機械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板的性能。3?粘聚性是指新拌混凝土的組成材料之間有一定的粘聚力，在施工過程中，不致發(fā)生分層和離析現(xiàn)象的性能。4?保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工過程中，不致產(chǎn)生嚴重泌水現(xiàn)象的性能。（1） 聚合物浸漬混凝土將已硬化的混凝土構(gòu)件，浸入聚合物單體或預(yù)聚體溶液中使其滲入空隙，通過加熱聚合、固化形成聚合物填充。提高密度、強度和韌性。（2） 聚合物混凝土（可歸入聚合物基復(fù)合材料）聚合物完全取代水泥，作為集料的結(jié)合劑。常用聚合物：環(huán)氧、脲醛、糠醛、聚酯樹脂等。性能好，價格較高。應(yīng)用：如人造石（3） 聚合物水泥混凝土聚合物部分取代水泥。要求聚合物具有親水性，在水中或能溶解或能分散成乳液。加入狀態(tài)可以是單體、聚合物乳液、聚合物粉末。12、 材料復(fù)合新技術(shù)包括什么技術(shù)及分別的定義原位復(fù)合技術(shù):原位復(fù)合就是材料中的第二相或者復(fù)合材料中的