1、复合材料的定义、分类、命名定义：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分（或称组元），通过人工复合、组成多相、且各相之间有明显界面的、具有特殊性能的固体材料。

命名：（1）基体材料名称与增强体材料并用（2）强调增强体时以增强体材料的名称为主（3）强调基体时以基体材料的名称为主分类：按基体材料分：聚合物基复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料，水泥基复合材料，碳基复合材料；按增强材料形态分为以下三类（1）、纤维增强复合材料：a.连续纤维复合材料b.非连续纤维复合材料（2）、颗粒增强复合材料：包括微米颗粒和纳米颗粒；（3）、板状增强体、编织复合材料：以平面二维或立体三维物为增强材料与基体复合而成。

（4）、层叠复合材料按材料作用分两类①功能复合材料：使用的是材料的光、电、磁、热、声等非力学性能②结构复合材料：应用的材料的力学性能2、复合材料都有哪些部分组成，各部分的作用是什么？复合材料的结构通常是一个相为连续相，称为基体；基体的作用是将增强体粘合成整体并使复合材料具有一定的形状，传递外界作用力、保护增强体免受外界的各种侵蚀破坏作用。

当然也决定复合材料的某些性能和加工工艺另一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相，与连续相相比，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著增强，故常称为增强体(也称为增强材料、增强相等，功能复合材料中也称功能体)。

相界面是一个具有一定厚度的，结构随组分而异、与基体和增强体明显不同的新相。

界面区的范围是从增强体内部性质不同的一点开始，到基体内整体性质相一致的点之间的区域。

界面是基体和增强体之间连接的纽带，是应力及其他信息传递的桥梁。

它的结构、性能以及结合强度等因素，直接关系到复合材料的性能。

3、复合材料都有哪些性能特点？（1）比强度、比模量高（2）良好的抗疲劳性能（3）优良的高温性能（4）减震性好（5）破断安全性好。

4、复合材料的界面定义是什么，包括哪些部分？复合材料的界面是指基体与增强物之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。

包括：基体表面区，相互渗透区，增强剂表面区5、复合材料界面具有哪些效应，都有哪些界面理论？界面的效应：(1)传递效应界面能传递力，即将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用。

(2)阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用。

(3)不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性、尺寸稳定性等。

(4)散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、隔音性、耐机械冲击及耐热冲击性等。

(5)诱导效应一种物质(通常是增强物)的表面结构使另一种(通常是聚合物基体)与之接触的物质的结构由于诱导作用而发生改变，由此产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性和耐热性等。

界面理论：（1）机械结合基体与增强材料之间不发生化学反应，靠纤维的粗糙表面与基体产生摩擦力而实现的，金属基体复合材料和陶瓷复合材料有这类结合方式。

（2）溶解和润湿结合主要是聚合物基体复合材料的结合形式。

基体润湿增强材料，相互之间发生原子扩散和溶解，即物理和化学吸附作用。

界面是溶质原子的过渡带。

（3）化学结合是指增强材料表面与基体表面发生化学反应，以化学键连接基体和增强体。

（4）反应结合或互扩散结合复合材料的基体与增强材料间可以发生原子或分子的互扩散或发生反应。

（5）其他结合聚合物复合材料还有物理吸附理论、过渡层理论；金属基体和陶瓷基体复合材料还有物理结合理论（6）混合结合6、聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料界面有哪些特点，都有哪些优化设计的方法？（1）、聚合物基复合材料界面界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。

聚合物基体复合材料改性方法①颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面②纤维增强体复合材料界面改善a)纤维表面偶联剂b)涂覆界面层c)增强体表面改性（2）、金属基复合材料界面金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。

金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。

总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。

金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。

第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。

第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。

金属基复合材料的界面控制研究方法：1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。

2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。

尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。

（3）、陶瓷基复合材料的界面陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。

增强体包括金属和陶瓷材料。

界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。

陶瓷基体复合材料界面控制方法1）改变基体元素2）增强体表面涂层7、增强体作用是什么？按形状分有哪几种？复合材料中粘结在基体内以改进其机械性能的高强度材料，可以提高基体的强度、韧性、模量、耐热和耐磨等性能。

分为：纤维增强体，颗粒增强体，晶须增强体，金属丝，片状增强体。

8、按成分玻璃纤维可以分为哪几类，耐酸碱性、耐水性如何？分类：无碱玻璃纤维（E玻璃）碱金属含量不大于0.5%，国外为1％，不耐酸，耐水性好（E-CR玻璃纤维，耐酸，耐水都较好）中碱玻璃纤维碱金属含量为11.5～12.5％，它的主要特点是耐酸性好，耐水性差，但强度不如E玻璃纤维高。

它主要用于耐腐蚀领域中有碱玻璃纤维（A玻璃）很少作为增强材料特种玻璃纤维9、玻璃纤维与大块玻璃的力学性能有什么差别？为什么？玻璃纤维的力学性能：拉伸强度高、弹性好、耐磨性和耐折性10、常见玻璃纤维的制备方法是哪种？坩锅法拉丝工艺（玻璃球法），池窑漏板法拉丝工艺（直接熔融法），吹制法（短纤维）11、碳纤维有哪些分类？碳纤维的制备方法都有哪些，碳纤维都有哪些物理化学性质？碳纤维的分类：（1）根据碳纤维的性能高能碳纤维包括高强度碳纤维（HS），超高强度碳纤维（VHS），高模量碳纤维（HM）和中模量碳纤维（MM）低能碳纤维包括耐火碳纤维、碳质纤维、石墨纤维（2）根据原丝类型：聚丙烯腈碳纤维、沥青碳纤维、黏胶碳纤维（3）根据碳纤维石墨化程度：碳纤维（处理温度小于1500℃）和石墨纤维（处理温度大于2500℃）（4）根据功能：受力结构用碳纤维、耐焰碳纤维、活性碳纤维、导电用碳纤维、润滑用碳纤维和耐磨碳纤维。

碳纤维制造方法可分为两种类型，即气相法和有机纤维碳化法。

气相法是在惰性气氛中，小分子有机物(如烃或芳烃等)在高温下沉积成纤维。

用这种方法只能制造晶须或短纤维，不能制造连续长丝。

有机纤维碳化法可以制造连续长纤维，将有机纤维经过稳定化处理变成耐焰纤维，然后在惰性气氛中高温下进行焙烧碳化，使有机纤维失去部分碳和其它非碳原子，形成以碳为主要成分的纤维状物。

碳纤维的物理性能：碳纤维的比重在1.5--2.0之间，这除了与原丝结构有关外，主要还决定于碳化处理的温度。

一般情况下，经过高温(3000 ℃)石墨化处理，比重可达2.0。

碳纤维的热膨胀系数与其它类型纤维不同，它有各向异性的特点。

平行于纤维方向是负值(-0.72 ~ -0.90 10 -6 /℃)，而垂直于纤维方向是正值( 32 ~ 22 10-6 /℃)。

碳纤维的比热一般为0.03～0.71 kJ( kg ·℃)。

导热率有方向性，平行于纤维轴方向导热率为0.04卡/秒·厘米·度，而垂直于纤维轴方向为0.002卡/秒·厘米·度。

导热率随温度升高而下降。

碳纤维耐高温性能好在惰性气体中，碳纤维在2000℃的高温下仍能保持良好的力学性能；在液氮温度下也不脆化。

碳纤维的比电阻（电阻率）低，与纤维的类型有关。

在25℃时，高模量碳纤维为775 u ·cm，高强度碳纤维为1500 u ·cm。

还有耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。

碳纤维的化学性能碳纤维的化学性能与碳很相似。

它除能被强氧化剂氧化外，对一般酸碱是惰性的。

在空气中，当温度高于400 ℃时，则会出现明显的氧化，生成CO和CO2。

12、硼纤维都有哪些特点？具有良好的力学性能、强度高、模量高、密度小。

硼纤维具有耐高温和耐中子辐射性能。

在室温下，硼纤维的化学稳定性好，但表面具有活性，不需要处理就能与树脂进行复合，而且所制得的复合材料具有较高的层间剪切强度。

硼纤维在常温下为惰性物质，但在高温下易与金属反应。

因此，需在表面沉积SiC层，称之为Bosic纤维。

硼纤维主要用于聚合物基和金属基复合材料。

13、SiC纤维纤维都有哪些特点？制备方法有哪些？不同制备方法的纤维都有什么特性？碳化硅纤维是以碳和硅为主要组分的一种陶瓷纤维。

在形式上，有晶须和连续纤维两种。

碳化硅纤维具有比强度和比模量高，高温性能好，尺寸稳定性好，热膨胀系数比金属小，不吸潮、不老化,使用可靠，优良的抗疲劳和抗蠕变性，较好的导热和导电性。

制备方法：化学气相沉积法：该法制备的纤维直径为95~140μm的单丝，拉伸强度高达4.48Gpa。

先驱体转化法(PIP）：此方法制备的SiC纤维力学性能好，直径为10μm的细纤维，一般由500根纤维组成束丝。

14、Al2O3纤维都有什么性能？热学性能好耐高温，隔热性好力学性能好，高强度、高模量、优良的抗压性能化学稳定性好，不被熔融金属侵蚀，可与金属很好地复合电气绝缘、电波透过性好表面活性好，不需要进行表面处理，即能与树脂和金属复合。

15、简述芳纶纤维的结构，并说明芳纶纤维的性能？Kevlar纤维是对苯二甲酰与对苯二胺的聚合体，芳环对位上的通过共价键结合，酰氨基上的氢可以根另一个链段上的酰氨基团上的羟基结合成氢键。

这种聚合物具有很好的规整性，因此具有很好的结晶度。

纤维中的分子在纵向上具有近乎平行于纤维轴的取向，在横向上平行于氢键片层辐射状取向。

液晶纺丝时有少量正常分子杂乱取向，称为轴向条纹或氢键片层的打褶。

性能：拉伸强度好，冲击想性能好，高弹性模量，延伸率高，密度小，具有良好的耐火不融和热稳定性。