復合材料論文范文10篇

1畢業設計的重要性

畢業設計是高職復合材料專業教學計劃的組成部分，是實踐教學的重要環節之一，是學生在校期間對所學復合材料專業知識的綜合應用，是提升學生專業技能、分析解決問題以及對科技論文撰寫能力的一次有效鍛煉，同時其也是畢業生們從學校走向社會，對所學基礎課程知識、專業課程知識和各種綜合能力接受全面檢驗的一個重要階段。畢業設計的質量是衡量高職院校人才培養質量以及教育教學水平的一個重要指標，特別是在目前高職院校教學評估和巡視診斷工作中，畢業設計更是檢查評估的重點。

2高職復合材料專業畢業設計存在的問題

2.1學校方面

①畢業設計時間短，與就業實習時間有沖突。高職復合材料專業按人才培養方案將畢業設計安排在第五學期，共八周時間。但這段時間也正是畢業生找工作，簽訂就業協議的時間。很多學生一旦找到了合適的崗位后，便立即與用人單位簽訂合同，出去頂崗實習，例如12級專業就有20名左右學生與菲舍爾航空部件公司簽訂就業協議，提前進廠頂崗實習。學生不在學校，這給畢業設計指導帶來了很多的阻礙，指導教師只能通過電話、短信、郵件等方式和學生進行聯系，無法進行面對面指導與交流，論文指導效果非常不好。有些學生離校后更換手機號碼，不主動和指導教師聯系，造成教師根本無法聯系上指導學生，更不要談就論文進行定期指導了。

②開展畢業設計的實踐條件不足。畢業設計的選題大致為復合材料成型與膠接兩個方向，學校雖然有一定的復合材料的成型和膠接的實驗實訓條件，但由于場地小，設備缺乏，無法滿足專業學生的畢業設計要求，因此學生的畢業設計完成大多是參考相關文獻進行工藝設計，只是理論上的分析，不僅學生完成困難，而且沒有具體的工藝實訓過程操作，內容空洞。

通過介紹FRP復合材料，因其輕質高強、高彈模、耐腐蝕性能好及抗沖擊性能好等一系列優點，在橋梁、地鐵及一些工業廠房等混凝土結構的加固與修復領域中，應用潛力巨大。

土木工程學科的發展，在很大程度上依賴于性能優異的新材料新技術的應用和發展。在已有結構的加固改造領域，不僅要求材料經濟美觀、便于施工，且要求施工后的結構承載力能夠明顯提高。而FPR復合材料以其優異的力學性能和廣泛的適用性發揮著越來越重要的作用。

FRP（fiberreinforcedplastics）復合材料主要有碳纖維（CFRP）、芳綸纖維（AFRP）及玻璃纖維（GFRP）等，其材料形式主要有片材、棒材和型材。FRP的共同優點是：輕質高強、高彈模、抗疲勞、耐腐蝕耐久性能好、熱膨脹系數低等。另外，FRP復合材料可以節省材料、自由裁剪、施工方便且速度快，雖然其前期投資較大，但維護成本低，經濟效益明顯。因此，FRP（片材）復合材料在土木結構加固工程中應用潛力巨大。

1、FRP復合材料的基本特性

隨著增強纖維材料的發展，碳纖維、芳綸纖維及玻璃纖維已經成為當前結構工程中加固補強的重要材料。一些典型的FRP（片材）復合材料的基本力學性能見下表。

FRP復合材料的性能各異，在拉伸強度及拉伸模量方面，玻璃纖維和芳綸纖維一般比碳纖維低1/3左右；在斷裂延伸率方面，芳綸纖維一般是碳纖維的2倍左右，玻璃纖維一般比碳纖維高70%左右；在韌性、抗沖擊性能方面，芳綸纖維和玻璃纖維要比碳纖維好得多；在抗堿腐蝕方面，芳綸纖維和玻璃纖維則不如碳纖維好。關于其它方面的性能差異，這里不再贅述。

全球復合材料發展概況

復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，它可以發揮各種材料的優點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應用范圍。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。

隨著科技的發展，樹脂與玻璃纖維在技術上不斷進步，生產廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強復合材料的價格成本已被許多行業接受，但玻纖增強復合材料的強度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強復合材料相繼問世，使高分子復合材料家族更加完備，已經成為眾多產業的必備材料。目前全世界復合材料的年產量已達550多萬噸，年產值達1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價值產品計入，其產值將更為驚人。從全球范圍看，世界復合材料的生產主要集中在歐美和東亞地區。近幾年歐美復合材料產需均持續增長，而亞洲的日本則因經濟不景氣，發展較為緩慢，但中國尤其是中國內地的市場發展迅速。據世界主要復合材料生產商PPG公司統計，2000年歐洲的復合材料全球占有率約為32%，年產量約200萬噸。與此同時，美國復合材料在20世紀90年代年均增長率約為美國GDP增長率的2倍，達到4%~6%。2000年，美國復合材料的年產量達170萬噸左右。特別是汽車用復合材料的迅速增加使得美國汽車在全球市場上重新崛起。亞洲近幾年復合材料的發展情況與政治經濟的整體變化密切相關，各國的占有率變化很大。總體而言，亞洲的復合材料仍將繼續增長，2000年的總產量約為145萬噸，預計2005年總產量將達180萬噸。

從應用上看，復合材料在美國和歐洲主要用于航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的復合材料用量達14.8萬噸，歐洲汽車復合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本，復合材料主要用于住宅建設，如衛浴設備等，此類產品在2000年的用量達7.5萬噸，汽車等領域的用量僅為2.4萬噸。不過從全球范圍看，汽車工業是復合材料最大的用戶，今后發展潛力仍十分巨大，目前還有許多新技術正在開發中。例如，為降低發動機噪聲，增加轎車的舒適性，正著力開發兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板；為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求，發動機活塞、連桿、軸瓦已開始應用金屬基復合材料。為滿足汽車輕量化要求，必將會有越來越多的新型復合材料將被應用到汽車制造業中。與此同時，隨著近年來人們對環保問題的日益重視，高分子復合材料取代木材方面的應用也得到了進一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復合材料，在北美已被大量用作托盤和包裝箱，用以替代木制產品；而可降解復合材料也成為國內外開發研究的重點。

另外，納米技術逐漸引起人們的關注，納米復合材料的研究開發也成為新的熱點。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態及結晶形態發生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能。

樹脂基復合材料的增強材料

1現行生產工藝

現行生產工藝有幾大類：

1）將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合后（按一定比例）用油壓機或等靜壓壓制成工藝所需的形狀，用高于自熔性金屬合金熔點的溫度下，進行燒結；

2）將制備好的氧化物陶瓷顆粒與自熔性金屬合金粉末混合燒結，是利用自熔性金屬合金與氧元素結合能力的差異，將金屬從其氧化物中置換出來，形成氧化物陶瓷／鐵基耐磨復合材料；

3）將自熔性金屬合金熔液熔滲到陶瓷預制體多孔之中。上述方法只能生產小型復合材料塊，無法將復合材料復合到需要耐磨的部位，運用到礦山機械、粉碎設備上難度很大。此工藝經濟性稍差。

2研究方向

【摘要】鋅鍍層的使用壽命取決于鍍層的耐蝕能力，為達到提高其耐蝕能力目的，文章探討了納米CeO2/Zn金屬基復合材料在鋅鍍層中的應用，并從其應用的優越性和可行性方面作了分析。

【關鍵詞】鋅鍍層；耐蝕；納米氧化鈰；金屬基復合材料

鋅鍍層用于防止鋼鐵制品的銹蝕，已有200多年的歷史，至今，它在鋼鐵材料防蝕涂層中仍占有重要的地位。鋅鍍層的使用壽命取決于鍍層的耐蝕能力，鍍層的耐蝕能力越強，則鍍層的使用壽命就越長。隨著日益發展的科技與經濟的需要，如何更好的改善鍍層的耐蝕能力對鍍層材料提出了更高的要求。

一、土元素在鍍鋅防腐蝕應用研究中的進展

隨著對稀土材料的開發研究，人們逐漸認識到其優越性，并將其應用在不同領域。20世紀80年代，Hinton和Wilson首次研究了稀土對純鋅的緩蝕作用，發現1.0g/L的CeCL3可使純鋅的腐蝕速率降低到原來的1/10，使電鍍鋅的腐蝕速率降低到原來的1/2，腐蝕試驗完畢后純鋅和電鍍鋅表面形成了一層黃色的膜。之后，Hinton進一步研究了純鋅和電鍍鋅表面的稀土轉化膜的成分和結構，發現膜中主要組成物質是CeO2和Zn，并且Ce是以四價形式存在于膜中的。昆明理工大學的郭忠誠副教授在1996年第5期的《金屬學報》中發表過一篇《稀土對復合鍍工藝及鍍層性能的影響》，研究了稀土對Ni-SiC復合鍍工藝及鍍層性能的影響。結果表明，添加適量的稀土能顯著地提高復合鍍層中微粒的含量、硬度和耐磨性。

已有研究表明，加入稀土氧化物CeO2所產生作用如下：

全球復合材料發展概況

復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，它可以發揮各種材料的優點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應用范圍。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。

隨著科技的發展，樹脂與玻璃纖維在技術上不斷進步，生產廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強復合材料的價格成本已被許多行業接受，但玻纖增強復合材料的強度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強復合材料相繼問世，使高分子復合材料家族更加完備，已經成為眾多產業的必備材料。目前全世界復合材料的年產量已達550多萬噸，年產值達1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價值產品計入，其產值將更為驚人。從全球范圍看，世界復合材料的生產主要集中在歐美和東亞地區。近幾年歐美復合材料產需均持續增長，而亞洲的日本則因經濟不景氣，發展較為緩慢，但中國尤其是中國內地的市場發展迅速。據世界主要復合材料生產商PPG公司統計，2000年歐洲的復合材料全球占有率約為32%，年產量約200萬噸。與此同時，美國復合材料在20世紀90年代年均增長率約為美國GDP增長率的2倍，達到4%~6%。2000年，美國復合材料的年產量達170萬噸左右。特別是汽車用復合材料的迅速增加使得美國汽車在全球市場上重新崛起。亞洲近幾年復合材料的發展情況與政治經濟的整體變化密切相關，各國的占有率變化很大。總體而言，亞洲的復合材料仍將繼續增長，2000年的總產量約為145萬噸，預計2005年總產量將達180萬噸。

從應用上看，復合材料在美國和歐洲主要用于航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的復合材料用量達14.8萬噸，歐洲汽車復合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本，復合材料主要用于住宅建設，如衛浴設備等，此類產品在2000年的用量達7.5萬噸，汽車等領域的用量僅為2.4萬噸。不過從全球范圍看，汽車工業是復合材料最大的用戶，今后發展潛力仍十分巨大，目前還有許多新技術正在開發中。例如，為降低發動機噪聲，增加轎車的舒適性，正著力開發兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板；為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求，發動機活塞、連桿、軸瓦已開始應用金屬基復合材料。為滿足汽車輕量化要求，必將會有越來越多的新型復合材料將被應用到汽車制造業中。與此同時，隨著近年來人們對環保問題的日益重視，高分子復合材料取代木材方面的應用也得到了進一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復合材料，在北美已被大量用作托盤和包裝箱，用以替代木制產品；而可降解復合材料也成為國內外開發研究的重點。

另外，納米技術逐漸引起人們的關注，納米復合材料的研究開發也成為新的熱點。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態及結晶形態發生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時，大大提高了材料的綜合性能。

樹脂基復合材料的增強材料

[論文關鍵詞]鋼纖維混凝土增強理論應用

[論文摘要]鋼纖維混凝土是一種新型的復合建筑材料，其物理和力學性能優于普通混凝土，通過介紹鋼纖維增強混凝土的基本理論，闡述鋼纖維混凝土在多個領域工程中的應用。

鋼纖維混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete,簡寫為SFRC）是在普通混凝土中摻入適量短鋼纖維而形成的可澆筑、可噴射成型的一種新型復合材料。它是近些年來發展起來的一種性能優良且應用廣泛的復合材料。其中所摻的鋼纖維是用鋼質材料加工制成的短纖維，常用的有：切斷型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等。鋼纖維在混凝土中主要是限制混凝土裂縫的擴展，從而使其抗拉、抗彎、抗剪強度較普通混凝土有顯著提高，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性有較大改善，使原本屬于脆性材料的混凝土變成具有一定塑性性能的復合材料。

一、鋼纖維增強混凝土的基本理論

（一）復合力學理論

復合力學理論是以連續纖維復合材料理論為基礎，結合鋼纖維在混凝土中的分布特點形成的。該理論是將復合材料視為以纖維為一相，基體為另一相的兩相復合材料。

一、引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確要求，“高校要牢固樹立主動為社會服務的意識，全方位開展服務。推進產學研用結合來加快科技成果轉化，規范校辦產業發展，積極參與決策咨詢，主動開展前瞻性、對策性研究，充分發揮智囊團、思想庫作用”。而復合材料是建立在三大傳統材料基礎之上的新型材料，是新型材料發展的主流方向之一。復合材料具有比強度比模量高、可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能優越以及便于大面積整體成型等顯著優點，顯示出比傳統鋼、鋁合金結構材料更優越的綜合性能。它目前廣泛用于國民經濟的各個領域，對尖端科學技術的發展起到了重要作用。培養具有復合材料方面的高素質人才是高校復合材料專業的主要目標之一。《復合材料工藝及設備》是高分子材料和材料工程專業必修的一門重要課程，通過該課程可以使學生對復合材料工藝發展及趨勢有比較全面的了解和掌握。然而，隨著新工藝、新技術和新設備的不斷涌現，復合材料成型工藝課程內容也需要不斷發展和更新。當務之急是通過課程建設對教學內容進行優化和改革，不斷創新和改革教學方法，讓學生學有所用并激發學生的學習興趣，提高他們的學習能力、實踐能力和創新能力，從而為本專業培養出優秀的復合材料研究和生產技術人才。

二、課程的內容及存在的問題與不足

《復合材料工藝及設備》課程48學時，其中課堂教學40學時，實驗8學時。該課程全面介紹了各種類型的復合材料成型工藝與設備，包括聚合物基復合材料、陶瓷基復合材料及其他類型復合材料的成型工藝與設備。以聚合物復合材料的成型工藝與設備為主，使學生比較全面的了解和掌握復合材料成型工藝與設備，為今后的工作打下堅實的基礎。然而，在實際教學中，還存在一些問題與不足。由于缺乏高效的交流平臺和豐富的教學資源，教師難于組織高效的課堂教學和課后輔助教學，無法及時掌握學生的學習動態，課程教學資源需要加強；教學團隊人員不夠穩定，團隊建設中還缺少具有高瞻遠矚的建設性建議及規劃；理論與實踐的結合需加強，新知識、新技術與實際工程問題不能及時引入課堂；教學大綱未能及時更新；教學手段和教學質量需要進一步強化；教與學的協同性和互動性還存在單一性，大多作業模式是教師布置作業、學生寫作業、教師改作業的環節，學生有應付和厭煩情緒；考核方式比較單一，需要用更加科學的方式考核學生學習的效果和激發學生學習本專業課程的興趣，提高學生思考和動手能力。

三、教學建設與改革

（一）教學團隊

1創新型實驗開展的必要性

相比基礎性實驗，綜合性實驗的設置和開展對學生各課程知識的掌握在廣度和深度上均提出了更高的要求，也使得學生能夠對分屬于不同課程的知識點有了更為深刻的認識，通過相互對比和驗證，有助于專業知識的全面掌握和理解。但鑒于實驗開展仍然遵循著學生預習、老師講授、動手操作和課后交報告的傳統模式，雖然實驗指導老師針對實驗可以設計不同的反應歷程，讓不同組別的學生獲得迥異的結果，但實驗結論的預測性很強，一些意外問題的發生也會在指導教師的預料之中，并能夠很快給出解決方案，這對于提升學生在主觀能動學習能力的效果很有限。另外，本校開展的高分子實驗在內容的編排上還存在著較為明顯的學科界限，還不能完全融合高分子化學、高分子物理和高分子成型加工原理等課程內容，因此很有必要開設具有創新型的研究型實驗課程。

2實驗開設時機

鑒于此類研究型實驗的開展往往需要比較集中的時間段，高分子材料教研室經過多次商討，確定本實驗的學時為90學時(30學時/周×3周)，將主要的實驗內容集中安排在大四上學期的最后3周內完成。此時，一方面學生已經完成了所有的理論課程的學生和各類基礎實驗的訓練，為本實驗的開展提供了先決條件;其次，在此時間段有關校園招聘活動也會告一段落，可以保證學生有充足的時間和精力完成實驗;最后，此次實驗訓練也為下一學期的本科畢業設計(論文)的開展提供一次很好的預演，能夠有效地消除學生對畢業設計(論文)的恐慌和迷茫心理。

3實驗內容的優化設計

根據王新平等［5］的觀點，創新型實驗必須具有實驗結果的不確定性和探索性、實驗設計程序的自主性和開放性，以及實驗過程的可行性和可操縱性等基本要素。因而，這類實驗的開展必然會對實驗人員(包括指導教師和學生)、實驗設備和場地等諸多方面提出了更高的要求。根據創新型實驗內容設計的三點原則［5］和本專業教研室老師的科研情況，教研室選擇了“導電性高分子材料的制備及其應用”這一開放性較強的實驗。通過多方面的探討和論證，我們嘗試設計了一個以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應用為主線的研究型實驗，實驗內容和所需基本學時安排如下:(1)學生分組，布置實驗的側重方向(一組在聚丙烯中的應用，一組在天然橡膠中的應用)，安排相關文獻的查詢和閱讀，著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性，溫習有關設備的操作和安全注意事項(30學時)。(2)根據分組，學生在老師的指導下搭建實驗平臺，進行聚苯胺的合成，分別采用化學氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經過質子酸或無機酸摻雜改性的聚苯胺，經純化干燥后備用(30學時)。(3)用高阻計測試聚苯胺的電導率，X射線衍射儀分析產物的物相結構，紅外光譜儀觀察產物的特征官能團，并在掃描電鏡下觀察產物的形貌，并比較不同組別間所得聚苯胺產物在性能和外觀上的異同(15學時)。(4)各組同學在制得合格的聚苯胺后，按照預先選定的應用方向，分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復合材料，前者在雙螺桿擠出機中完成，而后者在雙輥開煉機和平板硫化機中進行。(30學時)(5)將所得復合材料進行標準化制樣后，分別用萬能電子試驗機、擺錘式沖擊試驗機和高阻計測試復合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導率隨聚苯胺添加量的變化規律并記錄實驗結果;用掃描電鏡觀察復合材料斷面形貌，分析破壞機制，探討材料的強度和韌性變化的機理(15學時)。(6)學生整理數據，并撰寫實驗報告。報告要求參照本科畢業論文的模板和格式，須包括引言、實驗過程、結果與討論、結論和參考文獻等主要部分(30學時)。其中(1)和(6)要求學生利用課余時間分別在實驗周的前后一周內完成，不占用實驗周的學時。在整個實驗進行過程中，如因出現不可抗力或意外情況導致實驗進展不順利，可通過與實驗室管理人員協調，利用周六和周日的時間進行彌補，以保證學生有充足的實驗時間。通過這樣一個研究型實驗的設計和內容編排，不但使學生能夠將有機化學、高分子化學、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現代測試與分析技術等課程中散落的知識點進行有機串聯，還同時大大增強了學生對高分子材料從合成、表征到應用的整體認識。在實驗過程出現不可預料的事件時，合理引導學生利用理論知識去分析問題，并通過查找資料尋求解決問題的方法，有力地推動了學生在理論知識和實踐應用方面的融會貫通，極大地提升了學生的主觀能動性。

摘要:本文介紹了梯度功能材料(functionallygradedmaterials簡寫為FGM)的基本概念、分類、性質和制備方法的基本原理,綜述了國內外FGM的研究和應用現狀,提出了FGM在應用方面尚需解決的一些問題，并展望了梯度功能材料的發展前景與方向。

關鍵詞:梯度功能材料,復合材料,研究進展

Abstract:Thispaperintroducestheconcept，types，capability，preparationmethodsoffunctionallygradedmaterials.Baseduponanalysisofthepresentapplicationsituationsandprospectofthiskindofmaterialssomeproblemsexistedarepresented.ThecurrentstatusoftheresearchofFGMarediscussedandananticipationofitsfuturedevelopmentisalsopresent.

Keywords:FGM；composite；theAdvance

0引言

信息、能源、材料是現代科學技術和社會發展的三大支柱。現代高科技的競爭在很大程度上依賴于材料科學的發展。對材料,特別是對高性能材料的認識水平、掌握和應用能力,直接體現國家的科學技術水平和經濟實力,也是一個國家綜合國力和社會文明進步速度的標志。因此,新材料的開發與研究是材料科學發展的先導,是21世紀高科技領域的基石。