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文件名称:航空航天复合材料 课件知识点5 纳米复合材料.pptx
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更新时间:2025-06-28
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文档摘要

;;1.定义:是指聚合物基体中加入纳米级异质相的复合材料

2.分类:三类

1.聚合物/聚合物纳米复合材料

是指两种或两种以上的聚合物混合在一起,其中有一种聚合物以纳米级的尺度分散在其他聚合物之中的复合材料。

第三代环氧树脂粘接剂即为将纳米球状交联橡胶粒子分散在环氧树脂中形成。

2.聚合物/层状纳米无机物复合材料

是将层状的无机物以纳米尺度分散于聚合物中形成的复合材料。常用插层法。

蒙脱土:以片状晶体构成,片厚约1nm,片层间距约1nm,长约100nm。

3.聚合物/无机纳米粒子复合材料

是以纳米级无机粒子填充到聚合物当中去的复合材料。由于小尺寸等效应使材料具有光、电、磁、声、热和化学活性等功能,具有良好的综合性能。;1.插层复合法

插层复合法是利用许多无机化合物具有典型的层状结构,将聚合物插入其中,获得的复合材料。常用层状无机化合物:硅酸盐类粘土、石墨等。

插层复合法可分为二类:

1)插层聚合法:是先将聚合物单体分散,插入硅酸盐片层中,再原位聚合,利用聚合时放出大量的热量克服片层间的库仑力,使其剥离,形成复合材料。

2)熔体插层法:它是将层状无机物与高聚物混合,再将混合物加热到软化点以上,实现高聚物插入层状无机的层间形成。

优点:具有填充体系质量小、成本低、热稳定性好及尺寸稳定等优点。

应用:主要适用于有机聚合物/无机物混杂物一类。;2.原位聚合法

使纳米粒子在单体中均匀分散,然后进行聚合反应,粒子在原位,既实现了填充粒子的均匀分散,又保证了粒子的纳米特性。基体只经一次聚合成型,不需热加工,避免了降解,保证基体性能稳定。

3.共混法

共混法是将各种无机纳米粒子(包括纤维管)与聚合物直接进行分散混合得到复合材料的方法。该法的特点是过程简单,容易实现工业化。其缺点是要纳米粒子呈原生态纳米级的均匀分散较困难,因而给产品的稳定性带来了新问题。

为此,又发展了其他一些工艺,如溶液共混法、乳液共混法和熔融共混法等。;4.溶胶凝胶(sol-gel)法

它是将硅氧烷金属氧化物等前驱物溶于水或有机溶剂中,溶质经水解生成纳米级粒子并??成溶胶再经蒸发干燥而成凝胶。

优点:在于其可在温和的反应条件下进行,两相分散均匀,甚至可以达到分子复合水平。

不足:在于凝胶干燥过程中,由于溶剂、小分子和水分的挥发,材料内部会产生收缩应力,可能导致材料脆裂。

应用:用于制备陶瓷基纳米复合材料,聚合物基纳米复合材料。;1.尼龙6/粘土(ne-PA6)纳米复合材料与尼龙6的性能比较;2.CNT/PU复合材料的力学性能;3.PI/CNT纳米复合材料的力学性能;1.热塑性纳米复合材料;2.热固性纳米复合材料;3.发展前景

纳米合成为发展新型材料提供了新的途径和新的思路。纳米尺度的合成为人们设计新型材料,特别是为人类按照自己的意愿设计和探索所需要的新型材料打开了新的大门。

例如,在传统相图中根本不共溶的两种元素或化合物,在纳米态下可形成固溶体,制造出新型材料。

铁铝合金、银铁和铜铁合金等纳米材料已在实验室获得成功。利用纳米微粒的特性,人们可以合成原子排列状态完全不同的两种或多种物质的复合材料。人们还可以把过去难以实现的有序相或无序相、晶态相和金属玻璃铁磁相和反铁磁相、铁电相和顺电相复合在一起,制备出有特殊性能的新材料。;谢谢!