聚合物复合材料讲解(详细版)(6)

居多。短玻璃纤维、芳香尼龙纤维、晶须、碳纤维都是无规排列的。整齐排列时，复合材料的强度可以按下式修正：

（4－13）

如果l/ lc =10，复合材料的平均强度仅比连续纤维的低5%。

如果纤维是无规排列的，修正方法将有所不同，（式4-3）中复合材料的模量应写成：

Ec = aEf Vf + Em Vm (4-14)

a为纤维效率因子，取决于Vf ，Ec / Em 比和纤维的取向。习惯上取完全平行于应力方向取向的纤维效率因子为1，完全垂直于应力方向的为零。无规取向的情况经实验确定为0.2~0.6。聚合物常与无规玻璃短纤维一起制成复合材料。在金属浇铸时无规加入短纤维也能制备此类复合材料。

4.2.5 复合材料的强度

如果增强纤维是连续的，复合材料的强度取决于纤维的强度与纤维与基体间的结合力。但一般情况下用混合规律近似地描述复合材料的强度：

（4－15）

例4-1：一复合材料的基体为尼龙，含30vol%的E玻璃。求玻璃纤维所承担的外力的分数。

解：两组分的弹性模量分别为：Ef（玻璃）＝72GPa，Em（尼龙）＝2.8GPa 假定二者之间的结合良好，则纤维与基体应变相等：

可知纤维承担了绝大部分的外力。

4.3聚合物基体

4.3.1 热塑性树脂

有两类主要的聚合物基体：热塑性的与热固性的。截止到1994年，95%的聚合物复合材料都是热固性的。热塑性复合材料基本上都是与玻璃短纤维（几毫米长）