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浅谈复合材料 温乐斐复材101 摘要 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体 材料。复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是组分材料 性能的简单加和，而是有着重要的改进。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基 体；另一项为分散相，称为增强相（增强体）。分散相是以独立的形态分布在整个连续 相中的，两相之间存在着界面相。分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒状或弥散的填 料。复合材料既可以保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的性特征，它可以根据需 要进行设计，从而最合理地达到使用所要求的性能。本文简单介绍一下复合材料的基体 材料、增强材料以及两者的界面、复合材料的特点、分类、应用等。 关键字 基体材料 增强材料 特点 分类 应用 前言 现代科学技术正以日新月异的速度深刻改变、影响着当代人类衣食住行等的各个方 面，而在这个过程中，材料扮演了极为重要的、无可取代的角色。材料是人类社会发展 的先导者、是国家实力的重要标志、是人民生活水平提高的重要保证。 如果把科技进步作为材料开发、创新的最原始的推动力，那么材料的发现和使用则 被称为“科技进步的基础和柱石”是丝毫也不过分的。 而在此之中，无机非金属材料、有机高分子材料和金属材料并列被称为“材料三巨头” 彼此都具有相应的使用特点。但是金属材料容易腐蚀、密度大；无机非金属材料性质脆 容易破裂；高分子材料易老化不耐高温的缺点同时也限制了它们使用的条件和范围。如 何在有限的条件下尽可能更好地达到材料的性能使用要求，要求材料能单独表现出多方 面的优异性能的考量促进了复合材料的创新和发展。由高性能纤维、晶须、颗粒等增强 材料与树脂、金属、陶瓷基体材料组成的复合材料具有高比强度、高比模量、低热膨胀、 耐热耐磨、导电导热等优异的综合性能，从而有着广阔的应用前景，是现代社会中不可 或缺的高技术新材料。 1.复合材料的分类 随着材料品种不断增加，人们为了更好地研究和使用材料，需要对材料进行分类。 材料的分类方法较多，如按材料的化学性质分类，有金属材料、非金属材料之分；如按 物理性质分类，有绝缘材料、磁性材料、透光材料、半导体材料、导电材料等；按用途 分类，有航空材料、电工材料、建筑材料、包装材料等 复合材料的分类方法也很多，常见的有以下几种。 （1）按基体材料类型分类 ①聚合物基复合材料：以有机聚合物（主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基 体制成的复合材料。 ②金属基复合材料：以金属为基体制成的复合材料，如铝基复合材料、钛基复合材料 等。 ③无机非金属复合材料：以陶瓷材料（也包括玻璃和水泥）为基体制成的复合材料。 （2 ）按增强材料种类分类 ①玻璃纤维复合材料。 ②碳纤维复合材料。 ③有机纤维（芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等）复合材料。 ④金属纤维（如钨丝、不锈钢丝等）复合材料。 ⑤陶瓷纤维（如氧化铝纤维、氧化硅纤维、硼纤维等）复合材料。 此外，如果用；两种或两种以上的纤维增强同一基体制成的复合材料称为“混杂复合 材料”。混杂复合材料可以看成是两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材 料的“复合材料”。 （3 ）按增强材料形态分类 ①连续纤维复合材料：做为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边 界处。 ②短纤维复合材料：短纤维无规地分散在基体材料中制成的复合材料。 ③粒状填料复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料。 ④编制复合材料：以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复 合材料。 （4 ）按用途分类 复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料。目前结构复合材料占绝大多 数，而功能复合材料有广阔的发展前途。21 世纪将会出现结构复合材料与功能复合材料 并重的局面，而且功能复合材料更具有与其他功能材料竞争的优势。 结构复合材料主要用做承力和次承力结构，要求它质量轻、强度和刚度高，且能耐 受一定温度