2021造价工程师考试《安装工程》考点：复合材料

　　考点：复合材料

　　(一)复合材料组成、分类和特点

　　1、复合材料的组成

　　复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。基体相起粘结、保护增强相并把外加荷载造成的应力传递到增强相上去的作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成，在承载中，基体相承受应力作用的比例不大;增强相是主要承载相，并起着提高强度(或韧性)的作用，增强相的形态各异，有纤维状、细粒状和片状等。

　　2、复合材料的分类

　　工程上开发应用较多的是纤维增强复合材料。通常有如下几种分类方法。

　　(1)按基体材料类型可分为：树脂基、无机非金属材料基和金属基复合材料三大类

　　(2)按增强体类型可分为：颗粒增强型、纤维增强型和板状增强型复合材料三大类。

　　(3)按用途可分为：结构复合材料与功能复合材料两大类。结构复合材料指以承受荷载为主要目的，作为受力结构使用的复合材料，功能复合材料指具有除力学性能以外其他物理性能的复合材料，即具有各种电学性能、磁学性能、光学性能、热学性能、声学性能、摩擦性能、阻尼性能，以及化学分离性能等的复合材料。

　　(4)按增强纤维类型分为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、有机纤维复合材料、复合纤维复合材料和混杂纤维复合材料等。

　　3、复合材料的特点

　　与普通材料相比，复合材料具有许多特性，具体表现在：

　　(1)高比强度和高比模量

　　(2)耐疲劳性高

　　(3)抗断裂能力强

　　(4)减振性能好

　　(5)高温性能好，抗蠕变能力强

　　(6)耐腐蚀性好

　　(7)复合材料还具有较优良的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐蚀性。

　　(二)复合材料基体

　　(1)树脂基体。树脂基复合材料是复合材料中最主要的一类，通常称为增强塑料。常用的热塑性树脂主要有通用型和工程型树脂两类。前者仅能作为非结构材料使用，产量大、价格低，但性能一般，主要品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。后者则可作为结构材料使用，通常在特殊的环境中使用。一般具有优良的机械性能、耐磨性能、尺寸稳定性、耐热性能和耐腐蚀性能。主要品种有聚酰胺、聚甲醛和聚苯醚等。

　　(2)金属基体。金属基复合材料主要有三类：颗粒增强、短纤维或晶须增强、连续纤维或薄片增强。

　　1)铝合金。铝合金由于低的密度和优异的强度、韧性和抗腐蚀性能在许多工业领域得到了大量的应用。

　　2)钛合金。钛合金具有高比强度和高比模量，以及优良的抗氧化和抗腐蚀性能，使其成为一种理想的化工材料，如钛合金可用于化工方面的喷气发动机(涡轮机和压气机叶片)和机身部件等。

　　3)镁合金。镁和镁合金是另一类非常轻的材料，镁是最轻的金属之一，尤 其是铸造镁合金用于电子设备等。

　　4)铜和铜合金。铜具有面心立方体结构，它普遍用作电导体，它的导热性能优良，容易铸造和加工，铜在复合材料中的主要用途之一是作为铌基超导体的基体材料。

　　(3)陶瓷基体。制作陶瓷基复合材料的主要目的是增加韧性。适用陶瓷基复合材料的基体材料主要有氧化物陶瓷基体、非氧化物陶瓷基体。

　　(三) 复合材料增强体

　　(1)纤维增强体。 纤维增强体按其组成可以分为无机纤维增强体和有机纤维增强体两大类，无机纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维及碳化硅纤维等;有机纤维包括芳纶、尼龙纤维和聚烯烃纤维等。按其性能可以分为高性能纤维增强体和一般纤维增强体两种，高性能纤维增强体是指具有超 高强度和超 高模量的各种纤维增强体，包括碳纤维、芳纶、全芳香族聚酯，以及其他具有伸直链结晶结构的纤维。一般纤维增强体是指强度不高，产量较大，来源较丰富的纤维。主要有玻璃纤维、石棉纤维、矿物纤维、棉纤维、亚麻纤维和合成纤维等。

　　在纤维增强体中，玻璃纤维是应用最为广泛的增强体。可作为树脂基或无机非金属基复合材料的增强材料，玻璃纤维具有成本低、不燃烧、耐热、耐化学腐蚀、拉伸强度和冲击强度高、断裂延伸率小、绝热性及绝缘性好等特点。

　　除上述纤维增强体外，金属纤维增强体、晶须增强体也被用作增强体。

　　(2)颗粒增强体。复合材料中的颗粒增强体按颗粒尺寸的大小可以分为两类，一类是颗粒尺寸在0.1～1.0μm 以上的颗粒;另一类是颗粒尺寸在0.01～0.10μm范围内的微粒增强体。

　　(3)片状增强体。片状增强体通常为长与宽尺度相近的薄片。片状增强体有天然、人造和在复合工艺过程中自身生长出来的三种类型。天然片状增强体的典型代表是云母;人造的片状增强体有玻璃、铝和银等。

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　　例题解析

　　1 属于无机非金属材料基复合材料为( )。

　　A.水泥基复合材料 B.铝基复合材料

　　C.木质基复合材料 D.高分子基复合材料

　　解题要点：

　　纤维增强复合材料。通常有如下分类方法。

　　按基体材料类型可分为：树脂基、无机非金属材料基和金属基复合材料三大类。属于无机非金属材料基复合材料的有：陶瓷基复合材料;水泥基复合材料，碳基复合材料。

　　B.铝基复合材料属于金属基复合材料，C.木质基复合材料和D.高分子基复合材料属于有机材料基复合材料。

　　所以答案为：A。

　　2按基体类型分类，属于热固性树脂基复合材料的是( )。

　　A.聚丙烯基复合材料 B.橡胶基复合材料

　　C.环氧树脂基复合材料 D.聚氨酯树脂基复合材料

　　答案： CD 。

　　3 下列关于塑钢复合材料的性能，说法正确的有( )。

　　A.化学稳定性好，耐油及醇类差

　　B.绝缘性及耐磨性好

　　C.深冲加工时不剥离，冷弯大于120℃不分离开裂

　　D.具有低碳钢的冷加工性能

　　解题要点：

　　塑料-钢复合材料，其性能如下：

　　1)化学稳定性好，耐酸、碱、油及醇类的侵蚀，耐水性也好;

　　2)塑料与钢材间的剥离强度≥20MPa;

　　3)深冲加工时不剥离，冷弯120°不分离开裂(d=0);

　　4)绝缘性能和耐磨性能良好;

　　5)具有低碳钢的冷加工性能。

　　所以答案为： BD 。

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