一.1、(知道)复合材料的定义:广义定义:复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。
一般由基体组元与增强体或功能组元所组成。
复合材料(Composite Materials ),以下简称CM。
狭义定义:通常研究的内容)用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。
2、复合材料的组成:基体、增强体、界面3、基体相功效:基体相是一种连续相材料,它把改善性能的增强相材料固结成一体,并起传递应力的作用;4、增强相功效:增强相起承受应力(结构复合材料)和显示功能(功能复合材料)的作用。
5、CM与化合材料、混合材料的区别:❖多相体系和复合效果是复合材料区别于传统的“混合材料”和“化合材料”的两大特征。
❖举例:砂子与石子混合(混合材料),合金或高分子聚合物(单相材料)6、复合材料的整体性能(复合效应)并不是其组分材料性能的简单叠加或者平均。
复合效应分为混合效应和协同效应。
协同效应是复合材料的本质特征。
7、复合材料的性能中可设计性好是复合材料区别于传统材料的根本特点之一二.1、(知道)复合包装材料的定义:复合包装材料是由层合、挤出、贴面、共挤塑等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构,以满足运输、贮存、销售等对包装功能的要求及某些产品的特殊要求。
2、复合包装材料的一般性质:保护性、操作性、商品性、卫生性(无臭无毒污染少)三、1、包装复合材料的组成:基材、粘合剂、封闭物及热封合材料、印刷与保护性涂料2、封闭物及热封材料的封合方式:热封合、冷封合、粘合剂封合3、(可能考)层合粘合剂:粘合剂的主要功能是将两种材料粘合在一起。
为了使两种材料粘合在一起,必须使材料表面具有“可润湿性”,因此粘合剂必须能在基材的表面均匀流动。
四、1、干法复合定义:干法复合又称干式复合,它是利用水或溶剂型的液态黏合剂均匀涂布于某复合基材薄膜上(第一基材),再经过干燥烘道使黏合剂中的溶剂挥发成固态“干”的状态,然后与第二层基材经热压黏合在一起的工艺方法。
2、湿法复合定义:湿法复合,又称湿式复合,它是用水或溶剂型的液态黏合剂将两层基材薄膜通过钢辊和橡皮复合辊之间压黏合在一起,然后经干燥烘道烘干除去黏合剂中的水分或溶剂,使黏合剂固化粘牢基材的复合工艺方法。
3、干湿法区别:工艺过程不同:干法复合是先干燥,后复合。
而湿法复合是先复合再干燥,它们正好相反。
基材选用不同:干法复合几乎适合所有的复合基材。
而湿法复合要求两种基材至少有一种基材具有较好的透气性,这样才有利于复合后干燥时,黏合剂中溶剂或水的挥发透过而使其充分干燥固化,提高复合强度。
因此,湿法复合工艺几乎只适用于铝箔或镀铝膜基材与纸基材的复合、塑料基材与纸基材的复合、纸基材与纸基材的复合等。
4、干法复合的优点:(1)基材的选择面宽广,几乎所有的片材都可以使用不同的黏结剂来生产多层次的包装制品,例如纸、金属箔、玻璃纸、各种塑料及橡胶薄膜,无纺布及布等均可作干式复合的基材。
(2)复合强度高。
层与层间的剥离强度高。
高温蒸煮袋的剥离强度更高,可以生产高档的包装制品;(3)各层的厚度可以自由选择,精确控制;(4)可以表面印刷,也可以反面印刷;(5)生产速度快。
(6)干式复合制品印刷性能好,油墨夹在两层基材中间不会磨损、退色,卫生性好,而且光泽性好。
5、无溶剂复合工艺四大特点:(环保、节能、低成本、高效率)(1)环保适应性好。
无溶剂复合使用的黏合剂是百分之百的固态物质溶剂,因而复合生产中无溶剂排放,具有环保型特点。
(2)安全性好。
不含任何无溶剂复合生产中不使用可燃、易爆性有机溶剂,故安全性厂区及生产车间不需特殊的防火防爆措施。
(3)产品质量得到保证。
无溶剂复合所用黏合剂不含溶剂,因而最终复合软包装产品不会因残留溶剂而污染所包装的内容物;复合软包装材料采用里印时,印刷面不会因受到溶剂的影响而质量下降;复合时基材不会因溶剂及烘道加热而引起变形。
(4)可明显地降低成本。
无溶剂复合与干法和湿法复合相比,因复合设备不需要干燥烘道,设备造价较低,占地面积小;同时单位面积上胶量少料耗用成本低、生产线速度快,可明显地降低复合生产成本。
6、挤出复合采用塑料挤出机将热塑性树脂(PE树脂、EV A树脂、EV AL等)加热熔融注入到一个平片模具内,再由模具的扁平模口挤出片状熔体薄膜后,在铸造钢辊冷却固化定型,立即与一种或两种软包装基材通过紧密的复合夹辊复合在一起,然后冷却固化的生产方法。
7、共挤出复合是采用两台或两台以上挤出机将同种或异种树脂同时挤入一个复合模头中,分别在不同的挤出机中加热塑化,然后通过特殊的机头将它们汇合,使各层树脂在模头内或外汇合形成一体,在机头分层汇合挤出成熔体膜坯,经吹塑、冷却定型为共挤出复合薄膜。
8、涂布:PVDC涂布、冷封胶涂布、热熔胶涂布五、1、软包装材料的透明性是一般由透光率和雾度两个参数决定,前者决定可见性,后者决定清晰度,因此透明性的测定主要是测定软包装的透光率和雾度。
透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比(以百分数表示)称透光率;透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比(以百分数表示)称为雾度。
2、透湿性是软包装材料的一个很重要的性能指标,常用透气量或透气系数来表示。
透湿量又称水蒸气透过量,它是软包装材料两侧在水蒸气压差、薄膜厚度、测试温度和相对湿度都一定的条件下,透过单位面积24小时时的水蒸气量。
透湿系数又称水蒸气透过系数,是在一定的温度和相对湿度下,在单位水蒸气压差下,单位时间内透过单位面积单位厚度的水蒸气量。
六、复合包装设计原则:实现包装功能原则、经济性原则、包装标准化、规范化原则、品牌个性化原则八、1、金属基复合材料分类:a 连续纤维增强金属基复合材料;b 非连续增强金属基复合材料(包括颗粒、短纤维、晶须增强金属基复合材料);c 自生增强金属基复合材料(包括反应自生和定向自生);d 层板金属基复合材料.2、原位生成法定义:原位生成法指增强材料在复合材料制造过程中,在基体中自己生成和生长的方法,增强材料以共晶的形式从基体中凝固析出,也可与加入的相应元素发生反应、或者合金熔体中的某种组分与加入的元素或化合物之间的反应生成。
前者得到定向凝固共晶复合材料,后者得到反应自生成复合材料。
3、原位生成复合材料的特点:增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相,因此,增强体表面无污染,界面结合强度高。
而且,原位反应产生的增强相颗粒尺寸细小、分布均匀,基体与增强材料间相容性好,界面润湿性好,不生成有害的反应物,不须对增强体进行合成、预处理和加入等工序,因此,采用该技术制备的复合材料的综合性能比较高,生产工艺简单,成本较低。
从液态金属基体中原位形成增强体的工艺,可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的净近成形零件。
九、1、(知道)气硬定义:十1,陶瓷组成:晶相、玻璃、气相2,陶瓷复合材料组成:界面、基体、增强体3,陶瓷的脆性是致命的缺点。
4,陶瓷基界面形式作用:对于陶瓷基复合材料的界面来说,一方面应强到足以传递轴向载荷,并具有高的横向强度;另一方面,陶瓷基复合材料的界面要弱到足以沿界面发生横向裂纹及裂纹偏转直到纤维的拔出。
因此,陶瓷基复合材料界面要有一个最佳的界面强度。
5,陶瓷的增韧机理:(1)相变增韧:相变增韧的机理是在应力场的作用下,由分散相的相变产生应力场,抵消外加应力,阻止裂纹扩展达到增韧目的。
(2)第二相增韧延性相增韧、脆性纤维和晶须增韧延性相增韧主要是指粒子强化和弥散强化,通过第2相粒子的加入实现。
纤维增强陶瓷基复合材料(CMC)的有效增韧机制包括基体预压缩应力、裂纹扩展受阻、纤维拔出、裂纹偏转、纤维桥联和相变增韧等, 它们可单独或联合发生作用。
(3)微裂纹增韧裂纹微增韧机制,主要是由于残余应变场与裂纹在分散相周围发生反应,从而使裂纹尖端产生微裂纹分支,在一定程度上改善韧性,但也造成强度下降。
(4)裂纹偏转由于纤维周围沿纤维/ 基体( F/M) 界面存在因弹性模量或热膨胀系数不匹配而引起的应力场, 从而使在基体中扩展的裂纹遇到纤维时发生偏转。
由于纤维周围存在应力场, 陶瓷基体中的裂纹一般难以穿过纤维, 而更易绕过纤维并尽量贴近纤维表面扩展, 即裂纹发生偏转, 致使裂纹面不再垂直于外加应力。
只有增加外加应力, 提高裂纹尖端应力强度因子, 才能使裂纹进一步扩展,因此, 裂纹偏转可以产生明显的增韧作用; 且随纤维长径比的增大和纤维体积分数的增加, 裂纹偏转的增韧效果增强6,按复合工艺分类,晶须补强陶瓷基复合材料可分为外加晶须补强陶瓷基复合材料和原位生长晶须补强陶瓷基复合材料。
7,Sol-gel法是将金属醇盐在室温或略高于室温下水解,缩聚,得到溶胶和凝胶,再将其进行热处理,得到玻璃和陶瓷。
Sol-Gel 法的优点是: 1) 热解温度不高(低于1 400 ℃) , 对纤维的损伤小; 2) 溶胶易润湿增强纤维, 所制得的复合材料较完整, 且基体化学均匀性高; 3) 在裂解前, 经过溶胶和凝胶 2 种状态, 容易对纤维及其编织物进行浸渗和赋形, 因而便于制备连续纤维增强复合材料。
该工艺的主要缺点在于: 由于醇盐的转化率较低且收缩较大, 因而复合材料的致密周期较长, 且制品经热处理后收缩大、气孔率高、强度低; 同时,由于是利用醇盐水解而制得陶瓷基体, 因此此工艺仅限于氧化物陶瓷基体材料的制备。
十一1,树脂基复合材料发展:玻璃纤维、碳纤维、芳纶、高拉伸聚乙烯纤维、BOP十二1,增强体分类:纤维及其织物、晶须、颗粒2,纤维分为有机纤维和无机纤维。
有机纤维分类:芳纶纤维、聚乙烯纤维、尼龙纤维;无机纤维分类:玻璃纤维特种玻璃纤维碳纤维硼纤维氧化铝纤维碳化硅纤维氮化硼纤维其他纤维3,芳纶主要用于橡胶增强,制造轮胎、三角皮带、同步带等;芳纶--29主要用于绳索、电缆、涂漆织物、带和带状物,以及防弹背心等。
芳纶--49用于航空、宇航、造船工业的复合材料制件。
4,聚乙烯纤维作为目前国际上最新的有机纤维的一种,它具有以下四个特点:超轻、高比强度、高比模量、成本较低。
通常情况下,聚乙烯纤维的分子量大于106,纤维的拉伸强度为3.5 GPa,弹性模量为116 GPa,延伸率为3.4%,密度为0.97 g / cm 3。
可用于制做武器装甲、防弹背心、航天航空部件等。
相比于其它各种纤维材料,聚乙烯纤维具有许多种优点。
如:高比强度、高比模量以及耐冲击、耐磨、自润滑、耐腐蚀、耐紫外线、耐低温、电绝缘等。
聚乙烯纤维的不足之处:(1)熔点较低(约135℃)(2)高温容易蠕变,因此仅能在100℃以下使用5,玻璃纤维的拉伸强度比块状玻璃高许多倍,但经研究证明,玻璃纤维的结构与玻璃相同。
关于玻璃结构的假说到目前为止,比较能够反映实际情况的是“微晶结构假说”和“网络结构假说”。