复合材料的性能取决于基体和增强体的特性、含量、分布等,其性能有如下的特点:
# F9 f2 r% E% b( N: N(1) 高比强度、比模量 复合材料的突出优点是比强度和比模量(强度、模量与密度之比)- ^7 }$ \# G, ]( S
高。密度只有1.80g/cm3 碳纤维的强度可达到3700~5500MPa;硼纤维、碳化硅纤维的密度
5 Y' H$ i* }. Z" K* Z; ]& s为2.50~3.40g/cm3,模量为350~450GPa。加入高性能纤维作为复合材料的主要承载体,可
; i% I7 i! T. |' }+ X使复合材料的比强度、比模量较基体的比强度、比模量成倍提高。如碳纤维增强环氧树脂的) D- f5 X$ H$ ]1 V6 Y: g4 f" p
比强度是钢的七倍,比模量是钢的三倍。
8 | C/ d" r" [, T0 a5 w0 R(2) 抗疲劳性能好 材料的疲劳破坏常常是没有明显预兆的突发性破坏,而纤维增强复
" z* J5 P" G2 ?' R7 q! a8 l合材料中纤维和基体间的界面能够有效地阻止疲劳裂纹的扩展。& m& d+ K9 _* W2 ]$ ]
(3) 减振性能好 构件的自振频率除了与其本身结构有关外,还与材料比模量的平方根
* t! a+ p; {: {, E1 S成正比。纤维复合材料的比模量大,因而它的自振频率很高,在通常加载速率下不容易出现% N# U! j: b0 n9 |
因共振而快速脆断的现象。同时复合材料中存在大量纤维与基体的界面,由于界面对振动有
2 P# ^: F2 f# B" d( p& s反射和吸收作用,所以复合材料的振动阻尼强,即使激起振动也会很快衰减。
; R6 o7 t$ x) }1 e* D [# \) k8 k(4) 可设计性强 通过改变增强体、基体的种类及相对含量、复合形式等,可满足复合
6 k% ~3 n3 v9 `材料结构与性能的设计要求。* E3 Z, K3 L5 l; m3 C' i' f
此外,复合材料还可根据不同的组成而具有很高的抗高温蠕变、抗摩擦摩擦等力学性能,
- f+ f* ~' w4 K# _同时还可具有良好的导电、导热、压电、吸波、吸声等物理和化学性能。 |