复合材料的定义、组成、分类及应用领域详解

该思维导图概述了复合材料的定义、特点及发展史,介绍了其组成体系,包括增强体和基体材料,同时探讨关键界面、复合效应及典型分类。复合材料按基体可分为聚合物基、金属基、陶瓷基及水泥基,具有广泛的应用领域,如航空航天、汽车工业、新能源及电子医疗,展示了其在现代工程中的重要性与发展潜力。

源码
# 复合材料
- 概述
  - 定义
    - 两种以上材料复合
    - 保留组分特性
  - 特点
    - 比强度高
      - 强度与重量比
    - 比模量高
      - 模量与重量比
    - 可设计性强
      - 可定制性能
  - 发展史
    - 古代
      - 稻草泥砖
    - 现代
      - 碳纤维复合材料
      - 先进应用
- 组成体系
  - 增强体
    - 纤维类
      - 碳纤维
        - 应用:航空航天
      - 玻璃纤维
        - 应用:汽车部件
    - 颗粒类
      - 陶瓷颗粒
        - 优势:耐磨性
      - 金属颗粒
        - 优势:增韧
    - 新型增强体
      - 碳纳米管
        - 特征:耐高温(1800℃)
      - 石墨烯
        - 特征:最强纳米材料
  - 基体材料
    - 金属基
      - 铝合金
        - 应用:发动机叶片
      - 钛合金
        - 应用:生物医疗
    - 聚合物基
      - 环氧树脂
        - 应用:机翼结构
      - 聚酰胺
        - 应用:汽车外壳
    - 陶瓷基
      - 氮化硅
        - 应用:切削刀具
    - 水泥基
      - 纤维增强
        - 应用:建筑构件
- 关键界面
  - 界面作用
    - 载荷传递
    - 裂纹阻滞
  - 调控方法
    - 表面处理
      - 使用偶联剂
    - 原位反应
      - 化学键合
- 复合效应
  - 线性效应
    - 密度加权平均
  - 非线性效应
    - 协同增强
      - 理论:1 + 1 > 2
    - 功能耦合
      - 导电与导热结合
- 典型分类
  - 按基体分类
    - 聚合物基
      - GFRP
        - 应用:电路板
    - 金属基
      - SiC/Al
        - 应用:卫星结构
    - 陶瓷基
      - C/SiC
        - 应用:航天热部件
    - 水泥基
      - 钢纤维混凝土
        - 特征:抗震建筑
  - 特殊类型
    - 碳/碳复合材料
      - 应用:刹车盘
    - 高熵合金基
      - 应用:新型航天材料
- 应用领域
  - 航空航天
    - 机翼
      - 减重30%
    - 火箭喷嘴
      - 耐温:3000℃
  - 汽车工业
    - 全塑车身
      - 例子:宝马i3
    - 陶瓷刹车盘
      - 例子:保时捷
  - 新能源
    - 风电叶片
      - 长度:80m+
    - 燃料电池
      - 双极板
  - 电子医疗
    - 柔性电路
      - 材料:石墨烯
    - 人工骨
      - 材料:HA/Ti复合
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