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复合材料的分类
复合材料是由不同组分材料经人工复合而成的。金属复合板经过数十年的发展,已经出现很多不同性能和用途的先进的复合板。按照材料的功能和要求,复合板通常可分为下述几种类型。
1.接材料用途分
(1)结构复合板。结构是由许多元件组成的,具有一定的形状和承受外力的能力,要求这种材料具有高的比强度和比刚度以及其他材料所不具备的力学性能。
(2)功能复合板。粒增强复合板这种材料具有特殊的功能和其他优异的综合性能,如制造大规模集成电路的材料,要求具有导热、导电率高,热膨服系数小,抗电弧烧独等特点,同时要求有较好的力学性能。
2.按增强材;t分
(1)纤维增强复合材料。纤维增强复合材料有多种纤维形式,如长_纤维、短纤维、纤维织物、晶须等。纤维材料又分为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维以及氧化铝纤维等多种纤维材料。
(2)颗粒增强复合材料。颗粒增强复合材料主要有碳化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、硼化钛以及石墨颗粒等增强材料,把这些颗粒状材料分散于树脂、陶資或金属基体中以改善材料的力学性能。
3.接基体材料分
一般增强材料分散于基体之中,由基体粘接固定形成整体材料,因此常见的金属复合板基体材料可分为3种。
(l)聚合物基体。聚合物基体是一种高分子化合物,称为树脂基体,种类较多,具有较高的拉压强度和弯曲强度。
(2)金属基体。金属基体是以金属作为基体材料,与颗粒、纤维等增强材料构成金属基复合板,基体的体积一般比增强材料大,是承受外力的主要组分。金属基体主要有铝基、镁基、铁基、操基等。在纯铝中加入镁、硅、镍、铜、锰等元素,可以生产出具有不同性能的合金材料。
(3)陶瓷基体。陶瓷基体主要有氧化物、氮化物、碳化物陶瓷和玻璃等,工程中使用的基体材料有氧化铝、氧化错、氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化错以及铝硅玻璃、硼硅玻璃等。
大多数结构金属复合板是以层合板形式出现的纤维增强树脂基复合材料,在航空航天以及民用结构中占有非常重要的地位,是复合材料力学主要的研究对象。