第一章1.材料為什麼要復合？（原因）
a一種材料在某一方面的效能可能是優異的。
b 很多材料的效能已經得到了充的發展，繼續提高只能是通過復合。
c單一材料追求高效能**很高，復合可以降低成本
d傳統材料及其侷限性
4複合材料的定義與分類 ?
複合材料是指由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過一定的工藝方法人工合成的，各組分間有明顯介面且效能優於各組成材料的多相材料。
5 複合材料區別傳統共混材料的特點。
1. 多相結構存在著復合效應（複合材料是組分間被明顯介面區分的多相材料，複合材料效能取決於各組分相效能的協同）
2. 復合後各組分物理化學性質不變（區別於化合物和合金）
3. 3. 人工製造（可設計性，區別於天然複合材料）
6 複合材料三大要素及其作用。
基體作用： 成形、防護、傳遞載荷
介面作用：傳力
增強體：受力，承擔載荷
7複合材料復合的四大原理。
1.複雜的環境響應 2．複雜微結構設計 3．結構不均勻性 4．介面穩定性
第二章1. 什麼是復合效應？
對於由a、b兩種原材料復合而成的材料c，其效能既包含a、b兩種原材料所固有的效能，又具有a、b兩種原材料所不具備的新效能。
2. 復合效應的本質是什麼？
復合效應本質是組分a、b的效能，及兩者間形成的介面效能，相互作用、相互補充。為複合材料的效能在其組分材料基礎上的線性和非線性的綜合。
3. 作業1： 請描述纖維間距隨體積分數的變化情況，即計算（s/r）在vf= 0.
3、0.4、0.5及0.
6時的值並採用畫圖的方式做出說明，其中纖維排布方式：六邊形。 提示：
橫座標：vf，縱座標：s/r
4. 作業２假設2 wt%二氧化釷（tho2）加入到鎳（ni）中，tho2顆粒直徑為100 nm，已知tho2和ni的密度分別為9.69和8.9 g/cm3，請計算每立方厘公尺的復合
材料中有多少個tho2顆粒。（假設介面上沒有反應產物） wt%: 質量分數。
5、作業 3銀-鎢複合材料可作為電觸頭材料，先由粉末冶金方法製備得到多孔鎢，再將純銀浸透到孔洞內製備得到複合材料。已知浸滲之前多孔鎢的密度是14.5 g/cm3，計算
孔所佔的體積分數及浸滲後銀在複合材料中的質量分數。純銀和純鎢的密度分別為：10.49g/cm3和19.3g/cm3 。
6、復合效應包括哪兩大類？各有幾種效應？簡述各種效應的意義。
線性效應、非線性效應
線性效應：平均效應、平行效應、相補效應、相抵效應
平均效應：是複合材料所顯示的最典型的一種復合效應，表示公式為：pc＝pmvm+pfvf；ec=emvm+ efvf（適用物件:
a 複合材料的密度。b 單向纖維複合材料的縱向 c 楊氏模量、縱向泊松比。）
平行效應 ：組成複合材料的各組分在複合材料中，均保留本身的作用，即無制約也無補償。本質：
主要是指複合材料的某項效能與其中某一組分的效能基本相當。（舉例：玻纖增強環氧樹脂複合材料的耐腐蝕性能與環氧樹脂的耐腐蝕性能基本相當。
增強體(纖維)＋基體介面很弱的複合材料。)
相補效應：組成複合材料的基體與增強體，在效能上互補，從而提高了綜合性能，則顯示出相補效應。本質：
複合材料某項效能，其主要取決於組分a和組分b的該項效能。當組分a和組分b的該項效能均具有優勢時，則在複合材料中獲得相互補充。（舉例：
對於脆性的高強度纖維增強體與韌性基體復合時，兩相間若能得到適宜的結合而形成的複合材料，其效能顯示為增強體與基體的互補。）
相抵效應：基體與增強體組成複合材料時，若組分間能相互制約，限制了整體效能提高，則復合後顯示出相抵效應。舉例脆性的纖維增強體＋韌性基體＝複合材料(介面結合很強)顯示為脆性斷裂。
玻璃纖維增強樹脂＋矽烷偶聯劑＝樹脂基體複合材料）
非線性效應：
相乘效應:兩種具有轉換效應的材料復合在一起，即可發生相乘效應。舉例電磁效應材料＋磁光效應的材料 ＝電光效應複合材料
誘導效應:在一定條件下，複合材料中的一組分材料可以通過誘導作用使另一組分材料的結構改變而改變整體效能或產生新的效應。這種誘導行為已在很多實驗中發現，同時也在複合材料介面的兩側發現。
(eg：結晶的纖維增強體對非晶基體的誘導結晶或晶形基體的晶形取向作用。）
共振效應：某材料組分具有一系列效能，當與另一組分復合後，該組分的某一效能得到突出發揮，而其他效能受到很大抑制。eg:材料的固有頻率
系統效應：多種組分復合後，複合材料出現了單一組分均不具有的新效能。（eg:紅黃藍三色光顯示各種顏色交替層疊鍍膜的硬度大於原來各單一鍍膜的硬度和按線性混合率估算值）
7、材料的復合效果包括哪些方面？簡述其意義。
組分效果、結構效果、介面效果
複合材料的復合效果:
1、組分效果：僅考慮相對組成作為變數，不考慮組分的幾何形態、分布狀態和尺度等複雜變數影響時產生的效果稱為組分效果。加和特徵：
複合材料的某一效能是各組分效能的按體積分數的平均值。複合材料的某些基本物理引數，如密度、比熱容，往往是近似具有加和作用的組分效果。
2、 結構效果：a幾何形態效果(形狀效果), b分布狀態效果(取向效果),c尺度效果複合材料效能用組分效能和組成來描述時，必須考慮組分的幾何形態、分布狀態和尺度等可變因素產生的效果。這類效果往往可以用數學關係描述
3、介面效果：介面結構(物理結構和化學結構)的變化引起複合材料效能的變化。基體與增強體或功能體復合效果的主要因素。只有介面效果的存在，才能充分地顯示複合材料的各種優越性能。
8、複合材料的性質包括哪些方面？
1、固有性質：複合材料在各相之間不相互作用所表現出來的材料性質。這類性質往往是材料性質的直觀表現，如材料的密度、比熱容。
2、傳遞性質：材料的傳遞性質是材料在外作用場作用時，表徵某通量通過材料阻力大小的性質，諸如導熱性質(導熱係數)、導電性質(電阻率)等等。
3、強度性質（材料的強度特性是材料承受外作用場極限能力的表徵。材料的力學強度是材料承受外力的極限能力，如拉伸強度、衝擊強度等；材料對電場承受能力，則為電擊穿強度。）
4、轉換性質（前面提到的材料復合的相乘效應是複合材料轉換性質的典型效應。由於材料轉換性質的複雜性，確定其一般規律是困難的）
9、 瀰散增強與顆粒增強的特點和區別。
瀰散增強特點：a質點是瀰散於基體中且均勻分布的球形。
b主要由基體承擔載荷。
c顆粒尺寸越小，體積分數越高，強化效果越好。d顆粒直徑為0.001~0.1μm，一般顆粒的體積分數為1%~15%。
顆粒增強特點：a顆粒增強複合材料是由尺寸較大（直徑大於1μm）顆粒與基體復合而成。
b載荷主要由基體承擔，但增強顆粒也承受載荷並約束基體的變形。
c顆粒尺寸越小，體積分數越高，顆粒對複合材料的增強效果越好。
d一般顆粒直徑為1~50μm，顆粒間距為1~25μm ，顆粒的體積分數為5~50%
10、根據連續纖維增強原理，對給定基體和增強體的複合材料，可以採用哪些措施獲得優異的效能？
連續纖維增強機理：高強度、高模量的纖維承受載荷，基體只是作為傳遞和分散載荷的媒介。
連續纖維串聯模型增強特點：a 纖維對橫向強度有減弱的作用。纖維在與其相鄰
的基體中產生的應力和應變對基體產生約束，使複合材料的斷裂應變比復合前要低的多。b 介面結合弱，則為介面結合強度。
連續纖維併聯模型增強特點：
a纖維體積份數小，複合材料強度等於基體強度。
b增強纖維體積份數增大，複合材料強度增加；
c纖維份數太大的時候，介面粘接效能差，強度下降。
11、根據短纖維增強原理，可以採用哪些措施獲得優異的效能？
短纖維增強特點：a、該類材料受力基體變形時，短纖維上應力的分布載
荷是基體通過介面傳遞給纖維的。
b、在一定的介面強度下，纖維端部的切應力最大，中部最小。
c、作用在纖維上的拉應力是切應力由端部向中部積累的結果。所以拉應力端部最小，中部最大。
第三章1、一滴油酸在20℃時，落在潔淨水面上，已知：γ水=73×10-3 n·m-1 ， γ油酸=32×10-3 n·m-1 γ油酸,水=12×10-3 n·m-1 ，油酸與水相互飽和後，γ'油酸=γ油酸 ，γ'水=40×10-3 n·m-1請問：油酸在水面上開始與終了時的接觸角分別為多大？
2、增強體與基體具有良好粘附的表面物理化學條件是什麼？
良好粘附的熱力學條件應是：
1）被粘附體的臨界表面張力γc要大，以保證良好潤濕。
2）粘附功要大，以保證牢固粘附。
3）粘附面的介面張力γsl要小，以保證粘附介面的熱力學穩定。
4）粘附劑與被粘附體間相容性要好，以保證粘附介面的良好鍵合和保持強度。
3、簡述增強體表面的物理特性對介面結合效能的影響。
比表面積、多孔性、表面極性、表面結構均一性、表面結晶特性
比表面積：一般認為：增強體的比表面越大，與基體結合的物理介面大，對粘合強度的貢獻大。
多孔性：部分孔隙能被基體填充，部分由於很難完全浸潤，介面結合不好，成為應力傳遞的薄弱環節。
表面極性：極性的基體與極性的增強體有較強的介面結合，因而也就有較強的介面結合強度及複合材料強度。
增強體表面的均一性：分布均勻：介面結合均勻、完善；分布不均：在介面區域性形成缺陷，形成弱介面。
增強體表面的結晶特性：表面晶體越小表面積就越大，增加與基體的粘結面。
4、為什麼玻璃纖維增強的複合材料中，一旦水浸入介面，就會導致複合材料效能的下降？
由於吸附水的作用，吸附水與玻璃纖維中的鹼金屬或鹼土金屬發生反應，玻纖表面帶有－si－oh基團。玻璃纖維成分中含鹼量越高，吸附水對sio2骨架的破壞
愈大，纖維強度下降就越大。
5、複合材料的介面層，除了在效能和結構上不同於相鄰兩組分相外，還具有哪些特點；
1.非單分子層：其組成、結構形態、形貌十分複雜、形式多樣；介面區至少包括：基體表面層、增強體表面層、基體/增強體介面層三個部分。
2.具有一定厚度：其組成、結構、效能隨厚度方向變化而變化，具有「梯度」材料效能特徵。
3.介面相的體積分數很大（尤其是奈米複合材料）介面效應顯著。
4. 介面層隨環境條件變化而改變。
5.介面缺陷形式多樣（包括殘餘應力），對複合材料效能影響十分敏感
6、 複合材料介面效應及其特點？
（1）傳遞效應：介面可將複合材料體系中基體承受的外力傳遞給增強相，起到基體和增強相之間的橋梁作用。
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