工程材料网络课程 6 复合材料 6.4 聚合物基复合材料

1　聚合物基复合材料发展历史

聚合物基复合材料(PMC-Polymer matrix composites)是目前结构复合材料中发展最早、研究最多、应用最广、规模最大的一类。

第一阶段，20世纪40年代初到60年代中，这一阶段主要是玻璃纤维增强塑料(GFRP)的发展和应用，然而玻璃纤维模量低，无法满足航空、宇航领域对材料的要求。

第二阶段， 20世纪60年代中期到80年代初，也就是先进复合材料的日益成熟和发展阶段。

1964年．硼纤维研制成功。

1965年，碳纤维在美国诞生，而到1970年碳纤维的拉伸强度和模量分

别达到2．76GPa和345GPa。

1972年，美国社邦公司研制出高强度高模量的有机纤维——聚芳酰胺

纤维(商品名Kevlar)，其强度和模量分别为3．4GPa和130GPa，

使PMC的发展和应用更为迅速。

第三阶段， 20世纪80年代后，聚合物基复合材料的工艺、理论逐渐完善，除了玻璃钢的普遍使用外，先进复合材料在航空航天、船舶、汽车、建筑、文体用品等各个领域都得到广泛应用。同时，金属基、陶瓷基复合材料的研究和应用也有较大发展。

2　聚合物复合材料的分类

1) 纤维增强（FRC）

（1）按纤维形态： 连续纤维和非连续纤维；

（2）按铺层方式：单向；织物；三维；

（3）按纤维种类：玻璃纤维；碳纤维；

芳纶（Kevlar）纤维；混杂纤维；

2) 晶须增强（WRC）

3) 粒子增强（PRC）

3　聚合物复合材料的性能

(1)比强度和比模量高

(2)抗疲劳性好

(3)减振能力好

(4)高温性能好

(5)破损安全性好

(6)性能的各向异性及可设计性强

4　聚合物复合材料的制备工艺