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:( p7 T! n8 Q1 q. {
(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)
5 z& b. [6 v8 u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
0 d1 {( X6 R) M0 I" Q1 X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
& c5 m, j9 a" ~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" S; C( @9 y1 N' M+ J% R/ z
比强度是钢的七倍,比模量是钢的三倍。
* S9 Q a/ p" u9 h(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 h1 D" | d' ]2 Z" d/ p* c
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。
! w- g3 w6 R4 }4 _* S(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9 W6 F6 l/ l" k6 b
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, Q x6 N; u' A& T1 K! E
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, ?4 j$ k9 i; @! M
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。
+ l! b0 K W3 B9 r0 p( x(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
?8 _, @ G, r c. n- o材料结构与性能的设计要求。. j u$ M$ ~ C
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,
5 G# A6 m. G/ w$ y% {5 O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。 |