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:
) B0 s- e6 t0 D( l$ e+ x8 M; A# o(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)
. [4 w$ h2 I( O6 ]+ g1 d! w, W1 G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+ N T9 r, Y2 Y
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" A; Y2 k9 w7 i3 T* a0 k
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
1 \; E8 W- {0 F' Y$ u# i! H: k, Y比强度是钢的七倍,比模量是钢的三倍。
\ e! W2 b H8 y" l(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
9 d A) G7 a3 m0 p; S7 h1 ]2 E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。# k! d) T9 o X5 n3 [
(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( o" B' F U$ ^; y
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
) I5 n2 p3 I. |6 ~7 i: M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
9 s' G0 I8 J# x0 J9 T& i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。9 P/ @1 `& Q8 @& X3 D% d3 D
(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5 n: P: P$ I5 }0 p7 \- h3 Q2 E9 `9 g5 E
材料结构与性能的设计要求。7 ]6 v3 b a$ b! |; [6 c5 S( l
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,
& k' ^& P) D, r1 C1 J' Q+ M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。 |