可用当量球径(与颗粒等体积的球 的直径)来表示。
填料的平均粒径可用理论或经验公式计算，也可用 筛分法、水沉淀法和显微镜法来测定。
填料的粒径越小，比表面积(单位质量的表面积)越 大，与聚合物间相互作用力越大。所以一般来说， 填料的粒径小，材料的拉伸强度、冲击韧性和断裂 韧性等力学性能会有所提高。
聚合物基复合材料的性能特点 比强度和比模量大 耐疲劳性能好 良好的减震性能 耐烧蚀性能良好 工艺性好,加工方便
聚合物基复合材料的四要素
基体材料：聚合物 填料：活性（增强、功能化）或非活性填 料 复合技术：制备方法（原位复合、模板复 合等）、成型加工方法（注射、模压等） 界面设计：两相界面的控制与设计
无机纤维： 碳纤维（CF）: 采用聚丙烯晴纤维、沥青纤维等有机先
驱体稳定化处理后在1000℃以上高温和惰性气体气氛下碳 化而成；
短切碳纤维
填料的种类
玻璃纤维 按原料的组成可分为:无碱玻纤、低碱玻纤、中碱 玻纤、无碱无硼玻纤和石英玻纤等。塑料填料用玻 纤一般为无碱玻纤(又称E型玻纤)，其强度较大，直 径为5μm的无碱玻纤的拉伸强度高达2000MPa。 按外观形状可分为:长玻纤、短玻纤、空心纤维和 卷曲纤维等; 按纤维的特性可分为:高强高模量纤维、耐高温纤 维和耐碱纤维等. 如Al-Mg-Si高强高模纤维、
填料的种类
晶须 以单晶结构生长的直径极小(＜3μm)的短纤维,由 于晶体中缺陷少,其原子排列高度有序,故其强度接 近于原子间键力的理论值; 钛酸钾晶须 包括6-钛酸钾晶须和4-钛酸钾晶须两种. 6-钛酸钾晶须中TiO6的八面体为隧道结构,钾离子 固定在中间,具有优异的耐热和耐酸碱性能,可作为 增强体; 4-钛酸钾晶须中TiO6的八面体为层状结构,钾离子 易于与其他阳离子发生交换,化学性质活泼,可作为 阳离子吸附材料和催化剂载体材料, 钛酸钾晶须具有分散性好、难折、对设备磨损小 等优点.
填料的形状
11.2 填料
圆球状填料: 典型代表是玻璃微球,硫酸钡也可近似似看作圆球状， 这种形状的填料对材料的加工性能影响不大，有良 好的加工流动性，制品表面平滑；但若圆球形状不 规整会引发高度的应力集中，使制品力学性能有较 大下降。
纤维状填料 按填料的横截面不同大致分为三种：一是横截面为 圆形的，如玻璃纤维和硼纤维等；二是横截面形状 复杂的，如碳纤维；三是横截面为近似长方形的， 如不锈钢纤维。纤维状填料因其显著的增强效果又 称为增强剂。
聚合物复合材料的定义和发展
高分子基复合材料是指以有机高分子材料为基体 材料，与无机非金属和金属材料通过复合工艺构 成的一种新型材料。
其与物质之间简单的混合有明显的区别，是一种 可以预先设计的材料，不仅可以保持组成材料原有 的性能，而且还可以通过复合效应使之具有原组成 材料所不具备的性能。
聚合物复合材料的定义和发展
聚合物基复合材料的种类
按复合的性质
分为物理复合和化学复合两类。物理复合是 常见的复合方式，在复合前后原材料的性能、 形态和含量大体上没有发生变化；而化学复 合是一种生成复合，在复合前后原材料的性 能、形态和含量发生了很大的变化。
按复合材料的用途
可分为增量、增强和功能性复合材料三大类。 增量复合材料主要目的是在满足材料的使用 性能要求的前提下，大量填充填料以降低原 材料成本；增强复合材料主要目的是提高复 合材料的力学强度；而功能性复合材料是指 除了力学性能以外，赋予复合材料其他性能 的材料，
填料的种类
陶瓷纤维 氧化铝纤维 是一种多晶陶瓷纤维,主要成分为氧化铝; 熔融纺丝法-短纤维,淤浆纺丝法-连续纤维; 具有优异的机械性能和耐热性能. 碳化硅纤维 主要由聚硅氧烷纺丝、交联后高温碳化而成； 具有优异的机械性能和耐热性能.耐化学腐蚀性能 优良同时有半导体性质. 氮化硼纤维 制备方法为先驱体化:氧化硼熔纺成纤维后,在氮 气氛围中高温氮化,而后高温烧结而成, 结构类似于石墨,但抗氧化性更好;机械性能与玻 纤相近,但耐腐蚀性更好;且有优良的电绝缘性能.
英国的ICI公司研发的玻璃纤维增强尼龙的新生产技术取 得巨大成功，从而带动热塑性塑料复合材料的快速发展。
聚合物基复合材料的种类 按基体的性能特点
热固性复合材料 热塑性复合材料 弹性体复合材料
按复合材料的形态结构特点
网状结构复合材料 层状结构复合材料 单向结构复合材料 锒嵌结构复合材料 分散状结构复合材料
第十一章 聚合物基复合材料 (Polymer Composites)
11.1 概述
什么是复合材料？
复合材料是由两种或两种以上物理、化学、 力学性能不同的物质，经人工组合而成的多 相固体材料。
复合材料的种类
复合材料
结构复合材料 功能复合材料
金属基复合材料 陶瓷基复合材料 树脂基复合材料
水泥基复合材料 导电导磁复合材料 阻尼吸声复合材料 屏蔽功能复合材料 摩擦磨损复合材料
应注意粒径分布的问题。
填料的种类
通用填料
非活性填料：碳酸盐（碳酸钙、碳酸镁）、硅 酸盐等。
活性填料：玻璃纤维、硅质（SiO2、硅酸盐）、 碳质（石墨）等。
填料的种类 新型填料（增强体） 21世纪，高强度、高模量、高耐热性的先进复合材料的
开发与应用将进入大发展时期，因此，一些高性能增强体 的开发成为研究热点。
两千多年前，我国就用麻丝和大漆制成了漆器。 1839年美国人Charles Goodyear发明了橡胶硫化法，而硫 化橡胶本身是由橡胶、填料、硫化剂等其他助剂组成的复 合材料，
热固性塑料工业的发展和复合材料工业的发展是相辅相 成的。
热塑性塑料复合材料的发展要滞后一些。最早的应用是 在PVC的生产中加入了碳酸钙，目的是降低成本。
填料的形状
片状填料: 典型代表是云母，片状填料具有两维增强性,也可视 为一种增强剂，可使制品的强度特别是弯曲强度有 较大幅度提高，此外还可明显地提高制品的尺寸稳 定性、抗蠕变性能、耐热性能、电性能、耐磨性能 和抗渗透性能等；
粒状填料: 可认为是介于圆球状和片状之间的一种微小粒子的 填料，属于粒状的有立方体和菱形体等，其典型代 表是碳酸钙。这种填料易混合、在某些情况下可改 善材料的流变性能，但增强效果差，制品硬度不足。