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:
F5 n+ n, `9 ?2 e+ s7 M(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)
% _" l2 I$ a+ m: W; j2 ^9 G5 X2 ]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
: p8 X3 U! r5 G; ^/ `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8 Q, @& }9 @; h" Z* S0 r( N
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
, b0 \5 N: O2 t* q$ y$ h比强度是钢的七倍,比模量是钢的三倍。
$ H! W* x! j, J. g(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
5 e' @( E! W$ e: [: d. j" g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。
9 u9 ]& C( u% d0 J- l/ \(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. r+ g+ d# q/ H/ V1 c: |
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
: C" {' o& e, T* q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$ {% D* X- ~; g& T
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。 I$ O5 ~6 X& z
(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3 C2 T( U$ j1 q+ b: z
材料结构与性能的设计要求。
2 Y& G- C* a# U2 G! a7 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,
' I$ S9 Y. \ P2 S, W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。 |