功能材料工程基础复习资料

效能和生产工艺有何差异.

17.陶瓷材料的结构及性能特点是什么？陶瓷材料的增韧方法有哪些？了解工程陶瓷，压电陶瓷、介电陶瓷和结构和基本性质特点以及主要的制备方法。陶瓷材料通常是金属与非金属组成的化合物，以离子键和共价键为主要结合键，可通过改变晶体结构和晶型变化改变其性能。陶瓷性能：陶瓷具有各类材料中最高的硬度和刚度，而其强度理论值很高，实际很小。耐压，抗弯，不耐拉，有较高高温强度。室温下几乎没有塑形，韧性差，脆性大，热膨胀性低，热稳定性差，化学稳定性好，导电性差。增韧方法：增强体加入可以提高陶瓷材料强度和韧性。优点：强度高、硬度大、耐高温、抗氧化、高温下抗磨损性能好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和比重小，缺点：抗弯强度不高，断裂韧性低，韧性差。介电陶瓷：主要利用节介电性能的陶瓷陶瓷基复合材料制备工艺：料浆浸渍热压烧结法 化学气相渗透工艺18. 功能陶瓷相对于普通陶瓷有何区别？

19玻璃的定义，结构和性质以及的形成及其条件；定义：玻璃是熔融体过冷制得的具有固体性质和一定结构的非晶态物质；由形成体、中间体、修饰体组成。玻璃通性：各向同性、亚稳性、无固定熔点、凝固的可逆性和性质变化的连续性。形成条件：动力学角度，冷却速率足够快，单键强度越高，越容易形成玻璃

20复合材料的组成与结构：复合材料定义及分类、复合材料的组成及特性、复合材料的结构、复合材料的界面。复合材料的性能：复合材料性质的复合效应、复合材料的力学性能；复合材料是由基体和增强体组成组成的多相固体材料，定义：由两种或以上不同性质的单一材料。通过不同复合方法所得到的宏观多相材料。分类：按集体材料性质：金属基复合材料、非金属基复合材料，聚合物基（塑料基，橡胶基），陶瓷基（碳和碳化物基，非碳基）按纤维材料种类：玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料、有机纤维复合材料、金属纤维复合材料、陶瓷纤维复合材料；性能特点：比强度、比模量大、可设计性强、各向异性；复合材料的特性:可设计性，构件复合与成型一次性完成，整体性好，性能分散性大，性能对工艺工程及工艺参数甚至一些偶然因素都十分敏感，难以精确控制结构和性能，复合效应；一般性能特点：比强度、比模量大

破坏安全性高，耐疲劳性很好，阻尼减震性好，耐烧蚀性能好；复合材料的结构：无规分散增强结构，连续长纤单向增强结构，层合板结构，三维编织体增强结构，加层结构，混杂结构；复合材料的力学性能：弥散增强（弥散质点的尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好）颗粒增强（颗粒的尺寸越小，体积分数越大，强化效果越好）连续和短纤维增强复合材料的界面理论（1）界面设计与控制的概念，界面具有双重功能，传递应力，需要一定界面结合强度，但不是越高越好；界面破坏，界面结合弱，界面破坏形式越丰富，能量耗散越多，高的界面粘接强度，不一定带来材料整体的高强度和高韧性，在脆性纤维—脆性基体复合体系中，强的界面结合往往导致各组员相中及相间的应力集中和脆性断裂、破坏形势单一，不涉及界面破坏，其能量耗散仅限于产生新的断裂表面。材料易突然失效或发生灾难性破坏弱的界面结合强度有时能带来材料整体高的力学强度和韧性。界面的比表面积体积分数大，弱的界面结合可以发生多中界面破坏形式，从而消耗大量的外界功，提高材料的强度和韧性，避免脆性断裂或灾难性破坏。因此，要求界面：适宜的粘接强度，最佳的界面结构和状态，与界面相联系的理想的微观破坏机制，与界面相联系的理想的微观破坏机制，这就是所谓界面设计与界面控制的基本概念。什么是复合材料？答：用经过选择的,含一定数量比的两种或两种以上的组分（或组员），通过人工复合为而成的，具有特殊的多相固体材料。有两种或两种以上不同性质的单一材料，通过不同复合方法法所得到的宏观多项材料。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各种不同的要求。复合材料的设计因素有哪些？非均匀性，各向异性，结构多重性。3、增强体和功能体以及

界面在复合材料中各起什么作用？ 答：增强体：受载荷，功能体：（除了增强外）赋予复合材料以一定的物理、化学性能。界面：传递载荷，基本类型；塑料（热固性，热塑性）。金属，无机非金属（陶瓷，水泥，C）4复合材料的显著特征是什么？多相结构间存在着复合效应。5复合效应中加和效应和乘积效应指的是什么？在复合材料中，在已知各组分材料的力学性能、物理性能的情况下，复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料组分的体积百分比，Pc= {PiVi, ；乘积效应定义：将两种具有能量转换功能的组分复合起来，使其相同的功能得到复合，不同的功能得到新的转换效应。常用于功能复合材料。6（1)界面对复合材料制备的意义和作用，意义：界面以及界面相是复合材料的主要研究内容，也是决定复合材料性质的主要部分。复合材料的设计甚至可以归结为界面的设计。作用：界面是纤维和树脂的桥梁，是发挥纤维性能的关键。其中包括界面化学组成，界面力学性能，界面湿热性能。（2）界面对复合材料性能的意义和作用，意义：界面区结构变化引起性能的变化。作用：在复合材料中，在基体和增强材料存在着一个界面，界面则对复合材料的性质起到非常重要的作用。7复合材料主要的制备工艺有哪些，聚合物基复合材料，主要的工艺方法：收糊，喷射、模压；金属基复合材料主要的工艺方法有：固态法，液态法；陶瓷基复合材料制备工艺（1）料浆浸渍热压烧结法（2）化学气象渗透工艺什么是功能型复合材料，有何特点，它与结构型复合材料区别及功能复合材料的发展趋势，功能复合材料是指除力学性能以外而提供其他物理性能的复合材料，

如导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼牺牲、摩擦、吸波、屏蔽、阻燃、防热、隔热等功能复合材料。(1）功能复合材料：以其声、光电、热、磁等物理性能为工程所应用，基体：连接作用；功能体：除了增强外赋予复合材料以一定的物理化学性能。（2）结构复合材料：以力学性能如强度、刚度、形变等特性为工程所应用，主要用于结构承力或维持结构外形。增强体：承受载荷，基体：连续增强体、传递载荷、分散载荷作用，保护增强体；发展趋势：复合材料的仿生化;仿生复合材料；复合材料和纳米技术的结合：纳米复合材料