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:& S! W/ u* i5 k9 g$ e" w" C
(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)
$ i& W( ]- g- A6 |( ]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
# V& H$ I; V* L" I( B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 m. A& T3 m3 `9 ]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
# J3 C3 O% j0 h6 x2 `/ h4 x8 Q比强度是钢的七倍,比模量是钢的三倍。2 S( z8 p; j) ?' g# l M, O
(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
: E0 g @) M7 B) d* ], 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。9 x1 P0 B" a( {3 G% ~
(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$ Z( G4 H z% |
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# D! Q' D9 |5 ?+ f3 H
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 B& i6 o9 k; v+ `* ?" t. u, ?
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。
6 c6 j* F( P3 a' C7 O(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 ]) ^# Y, j' g9 f. Z/ {材料结构与性能的设计要求。
& L1 e9 r3 J4 x" c5 N9 M: A' m, |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,% ^- M0 E( G+ N8 S
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。 |