1.2 复合材料基本特性、应用及其研究现状
复合材料主要应用领域现状与发展趋势
型民用飞机 ，都大量使用碳纤维复合材料制件 ，以达到减轻整机重量 ， 需要 ，碳纤维复合材料用于生产 自行 车、钓鱼竿 、冲浪板 、滑雪板 、高尔 减少油耗 ，降低了运营成本 ，以获取更大的利润。２．２复合材料在通用飞 夫球杆、羽毛球拍和 网球拍等 ，是 目前消耗量最大的碳纤维应用领域 ， 机的应用 。“轻质化 、长寿命 、高可靠、高效能和低成本”是未来通用飞 每年约消耗 ５０００ｔ碳纤维复合材料 。
碳纤维复合材料因具有低密度 、高强度 、高模量 、耐高 温、耐腐蚀 、 长叶片超过 ６０ｍ，全玻璃钢叶片已无法满足大型化发展的要求。以直径 热膨胀系数低和生体相容性好等优异性能，使其成为制备各种结构和 为 １２０ｍ的风电叶片为例 ，使用碳纤维复合材料可减少其总重量 的
功能胜复合材料的重要原材料。是 目前运用最为广泛的一种复合材料。 ３８％，降低叶片成本的 １４％，降低整个风电装置成本的 ４．５ 。２．６复合
要运用 于航空航天、军工、船舶游艇 、风电叶片、汽车工业和体育器材等 瓷纤维组成。现在国外又推出了氧化铝纤维增强的铝活塞及氧化铝增
领 域 。
强的镁合金活塞ｔ３１。复合材料的应用 。可提高发动机的功率 ，从而达到节
２．１复合材料在民用飞机上 的应用 。空客 Ａ３８０和波音 Ｂ７８７等大 能减排的目的。２．７复合材料在体育器材中的应用。出于对安全 、减重的
机的发展趋势。随着复合材料及加工技术自勺Ｊ陕速发展 ，新型通用飞机开 始越来越多地使用复合材料。据专业人士估计 ，２０２０年通用飞机使用复
３ 展望 与 总结 “低成本、商胜能、多功能”是未来复合材料的发展方向。其 中，低成
合材料的市场将超过 ２０亿美元。Ｃｅｓｓｎａ ３５０、ＳＲ２Ｘ、ＤＡ４０、ＡＧ３００和 本制造技术是未来复合材料发展的重点。因过去主要注重复合材料 的 ＳＦ５０通用飞机 中复合材料的应用 。２．２．１ Ｃｅｓｓｎａ ３５０通用飞机 中复合 性能 ，较少考虑成本，但是现在越来越多的研究重点放在 了降低成本
复合材料技术的研究现状与发展趋势
复合材料技术的研究现状与发展趋势复合材料技术在过去几十年中有了较大的发展，创造了大量的应用场景，也极大地推动了相关行业的进步。
本文将从研究现状以及未来的发展趋势两个方面来探讨复合材料技术的发展。
一、研究现状1.复合材料的定义复合材料是指将两种或两种以上不同材料结合在一起所形成的材料，通过对其进行复合，可以有效提高其力学性能和其他性能指标。
2.制造复合材料的方法目前制造复合材料的方法有很多种，其中最常见的方法是：手工铺层法、机器成型、自动复合机材法、自动纺织机法等。
每种方法都有其特点和适用范围。
3.复合材料的应用复合材料的应用领域非常广泛，如航空航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域。
例如，碳纤维复合材料被广泛应用于航空领域中，可以制作轻量化的飞行器部件，如机翼、尾翼、机身等。
4.复合材料的优缺点复合材料具有较高的强度、刚度和韧性，同时还具有重量轻、易成型、良好的耐腐蚀性等优点，因此得到了广泛的应用。
但是，相对于传统材料来说，复合材料的成本较高，并且其开发和制造过程中还存在一些技术难点。
二、发展趋势1.材料的多样化和复合材料的集成在未来的发展趋势中，复合材料材料的多样化和复合材料的集成将是其中的关键点。
由于不同的材料具有不同的特性，因此它们可以用于不同的应用领域。
例如，钛合金和钢可以用于制造大型飞行器，而纤维素和树脂可以用于制造家具和纸质制品。
2.制造过程的自动化和数字化制造过程的自动化和数字化也是未来发展的重要方向。
通过在制造过程中引入自动化和数字化技术，如3D打印技术，可以提高制造效率和质量，同时降低成本。
3.绿色复合材料的开发随着环保意识的不断提高，绿色复合材料的开发也将成为一个重要的方向。
目前已有一些绿色复合材料得到了广泛应用，如生物基复合材料和可降解的聚酯复合材料等。
这些材料既具有较高的性能，又能够快速降解，并对环境产生较小的污染。
4.应用领域的扩大未来，复合材料的应用领域也将不断扩大。
例如，目前一些复合材料已经被用于制造电池、太阳能电池板和医疗器械等领域。
复合材料的特点及应用
复合材料的特点及应用复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的新材料，具有优良的综合性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、体育器材、电子等领域。
复合材料的特点和应用领域有着极其丰富的内容，以下将详细介绍。
一、复合材料的特点1. 高强度和高刚度：复合材料是由不同材料组合而成，可以充分发挥各材料的优点，因此具有很高的强度和刚度。
相较于传统材料，复合材料的强度可以达到甚至超过金属材料，而密度却较低。
2. 轻量化：由于复合材料的密度较低，本身重量很轻，可以有效降低整体产品的重量，对于航空航天、汽车等领域来说，可以减少燃料消耗、提高载重能力。
3. 耐腐蚀性能：复合材料对化学腐蚀和电化学腐蚀具有很好的抵抗能力，能够在恶劣环境下长时间使用，比如在海水中的应用。
4. 自由设计性：复合材料可以通过改变组合材料的种类、布局和结构，实现对材料性能的调控，从而满足不同工程应用的要求。
5. 热性能和隔热性能：复合材料具有较好的耐高温性能和隔热性能，能够在高温环境下保持稳定性能。
6. 高成型性：复合材料可以通过模压、注塑等成型工艺制成各种复杂形状的产品，成型性能很好，可以满足复杂结构产品的需求。
二、复合材料的应用1. 航空航天领域：复合材料在航空航天领域得到了广泛的应用，如飞机机身、翼面、动力部件等。
由于其轻量化和高强度的特点，可以有效降低飞机的自重，提高机身结构的强度和刚度，使飞机更节能、更安全。
2. 汽车工业：随着对汽车轻量化和节能化要求的提高，复合材料在汽车制造领域得到了越来越多的应用。
碳纤维复合材料在汽车制造中尤为突出，可以用于汽车车身、悬挂系统、发动机零部件等，能够提高汽车的整体性能和安全性。
3. 建筑领域：复合材料在建筑领域的应用包括建筑结构、装饰材料等，如玻璃钢、碳纤维等材料广泛用于桥梁、楼梯、管道等建筑结构部件中，其轻量化、耐腐蚀和耐久性能得到了充分发挥。
4. 体育器材：复合材料在体育器材领域应用广泛，如高尔夫球杆、网球拍、滑雪板等，这些产品因为采用了复合材料，具有轻量化、高强度和高刚度等优点，在提高运动员表现的也增加了器材的耐用性。
复合材料的研究和应用
复合材料的研究和应用随着科学技术的不断发展，人类对于材料的需求也越来越高。
作为现代制造业不可缺少的关键材料之一，复合材料以其高强度、轻质化、抗腐蚀等优越性能，近年来在各个领域得到了广泛的应用和研究。
本文将从复合材料的定义、分类以及其在航空航天、汽车、建筑、体育器材等领域的应用和研究进展等方面进行探讨。
一、复合材料的定义和分类复合材料，简单来说就是由两种或两种以上的不同材料组合而成的。
这些材料在复合过程中保持各自的特性，形成了一种新的材料，具有原材料所不具备的性能，如高强度、轻质化和高耐久性等。
根据复合材料的成分和结构，可以将其分为纤维增强复合材料和层板复合材料两类。
纤维增强复合材料，又称纤维复合材料，是指通过将高强度、高弹性的纤维材料与树脂或金属等复合而成的材料。
这种材料适合用于高品质工程，如航空航天、汽车、体育器材等领域。
层板复合材料，则是由由多个金属、陶瓷或塑料材料层叠在一起并通过加热压制而制成的。
这种材料一般用于建筑和电气设备等领域。
二、复合材料在航空航天领域的应用由于其轻质、高强度、高弹性和抗腐蚀等优点，复合材料已经在航空航天领域得到了广泛的应用。
以民航客机为例，利用复合材料可以减轻其重量，增加飞机的耐久性和燃油经济性。
具体而言，由于复合材料的密度比金属轻，导致客机的整体重量降低了10%-20%。
除此之外，复合材料还具有优异的疲劳和冲击性能，使得制造的飞机更加安全。
三、复合材料在汽车制造领域的应用汽车制造领域是另一个使用复合材料的重要领域之一。
汽车使用复合材料可以大幅度减轻车身重量，提高动力性能和燃油经济性。
由于汽车的制造需要很多金属零部件，材料本身是非常重的。
这不仅增加了建造的成本，而且使得车辆油耗很高。
然而，由于复合材料具有类似于金属的强度，但比金属轻，因此汽车制造商可以减少重量或者保持车辆功能而不增加重量，从而提高车辆性能。
四、复合材料在建筑领域的应用在建筑领域，为了让房屋结构更加坚固和耐久，通常需要使用具有高强度和耐久性的材料。
复合材料发展及应用现状综述
复合材料发展及应用现状综述
复合材料的发展与应用正在改变我们的生活，其被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车、电子、建筑等。
通过运用复合材料的优势，未来
可以期待一个更加安全、节能、耐久、可持续发展和具有较低环境污染的
社会。
但是，复合材料的开发和应用仍存在一定的问题。
一方面，复合材料
的设计和开发仍然存在一定的问题，如性能预测、制备工艺以及其它方面
的复杂性。
另一方面，复合材料的应用对于产品的质量和性能是至关重要的，但是质量控制和评估方法仍然处于低效状态，且在质量控制和长期性
能上尚未开发出高精度的预测模型，这是一个未解决的重要问题。
此外，
为了满足市场的要求，复合材料的成本必须更低，在大规模生产的情况下，必须开发出低成本和高质量的复合材料产品，这是一个必须解决的问题。
未来，复合材料的发展将朝着更加高效、经济、安全、环保的方向发展，且其在各个领域均将得到广泛应用。
复合材料的特点及应用
复合材料的特点及应用
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，这些材料在组合后保留各自材料的优点，同时弥补了各自材料的缺点。
复合材料通常具有以下特点：
1.高强度和高刚度：复合材料通常能够提供比传统材料更高的强度和刚度。
2.轻质：复合材料的密度通常比金属要低，因此在重量方面具有优势。
3.耐腐蚀性能：许多复合材料对腐蚀性能有良好的表现，使其在恶劣环境下具有更长的使用寿命。
4.设计灵活性：复合材料可以被设计成各种形状，并且能够满足不同的工程需求。
复合材料在许多领域有广泛的应用，包括但不限于：
1.航空航天工业：用于制造飞机、导弹、卫星等航空航天器件，以提高强度和减轻重量。
2.汽车工业：用于制造汽车零部件，如车身结构、发动机零部件等，以提高燃油效率和安全性能。
3.建筑业：用于制造建筑材料，如钢筋混凝土、玻璃钢等，以提高结构强度和耐久性。
4.体育用品：如高尔夫球杆、网球拍、自行车框架等，以提高产品的性能和耐用度。
5.医疗器械：用于制造医疗设备和假体，如人工关节、心脏起搏器等，以提高产品的生物相容性和耐用性。
这些只是复合材料的一些特点和应用领域，随着材料科学和工程技术的发展，复合材料在更多领域将发挥重要作用。
复合材料的研究与应用
复合材料的研究与应用一、前言复合材料是将两种或多种不同材料组合在一起形成的一种新型材料，由于具有轻质、高强、耐腐蚀、隔热、隔音等独特性能，因此在各种领域中得到广泛应用。
本文主要介绍复合材料的研究与应用。
二、复合材料的分类1. 根据基体材料分类：常见的复合材料有基体材料和填充材料两部分组成。
根据基体材料的不同，复合材料可以分为无机基复合材料、有机基复合材料和无机-有机混合基复合材料三类。
2. 根据填充材料分类：填充材料可以分为一般复合材料和功能性复合材料。
一般复合材料指填充材料对基体材料的物理性能或加工性能起到辅助作用的材料，功能性复合材料指能够对基体材料性能进行重构以改变其性能的填充材料。
功能性复合材料可以进一步分为增强型复合材料和改性型复合材料。
三、复合材料的制备方法1. 气相沉积法：将一种或多种气相原料通过加热或等离子体作用，在基体表面上沉积成薄膜或纤维，常用于制备陶瓷、金属或半导体复合材料。
2. 溶液浸渍法：将溶于适当溶剂中的活性材料浸渍到基体表面上，经过干燥、烧结等工艺，形成复合材料，常用于制备陶瓷复合材料。
3. 碳化分解法：将碳化材料作为填充材料，在高温条件下分解并沉积在基体表面上，常用于制备增强型复合材料。
4. 压制法：选用适当的粉末作为填充材料，与基体材料通过高温高压的方式压制在一起，常用于制备金属复合材料。
5. 熔融法：将填充材料加入到熔融状态的基体材料中，混合均匀后冷却，形成复合材料，常用于制备聚合物复合材料。
四、复合材料的应用领域1. 航空航天领域：因为复合材料具有轻质、高强等优异性能，被广泛应用于航空器的制造中，如飞机外部壳体、引擎及翼尖等部件。
2. 电子领域：复合材料可以提高电气性能和热稳定性，被应用于半导体、光电器件等领域。
3. 新能源领域：采用复合材料制造风力机叶片，可以提高叶片的强度和刚度，提高发电效率。
4. 医疗领域：复合材料可以提高医用器械的强度和耐磨性，例如复合材料的支架、骨折钢板等等。
复合材料研究进展和应用现状
复合材料研究进展和应用现状随着科技的发展，越来越多的新材料被开发出来并应用于各个领域。
复合材料便是其中之一，它是指两种或以上的不同材料在某一方面有协同作用的新材料。
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、隔热性能好等优点，因此在航空、航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域都有广泛的应用。
本文将从复合材料的种类、应用领域、研究进展等方面介绍复合材料的发展现状。
一、种类复合材料广泛存在于我们生活中，既有自然产生的复合材料，如树木、贝壳等，也有人工合成的复合材料。
人工合成的复合材料多为高分子复合材料和无机复合材料。
1.高分子复合材料高分子复合材料是指由高分子基体和增强相组成的复合材料，在高分子基体中嵌入了颗粒、纤维、薄膜等增强相，形成了具有一定力学性能的材料。
常见的高分子复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、碳纤维增强聚酰亚胺材料等。
2.无机复合材料无机复合材料是指由无机基体和增强相组成的复合材料，无机基体可以为金属、陶瓷或玻璃等，增强相可以为颗粒、纤维、薄膜等。
常见的无机复合材料有碳化硅增强铝基复合材料、碳化硅增强氮化硅基复合材料等。
二、应用领域1.航空航天航空航天是复合材料最早应用的领域之一，航空器和航天器必须具备高度的轻量化和高性能的要求。
复合材料的轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等优点，使其成为替代金属材料的理想选择。
航空器和航天器中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
2.汽车近年来，汽车行业对复合材料的需求越来越高，主要是为了减轻车身重量，降低燃油消耗和排放。
复合材料的轻质、高强度、抗冲击、耐腐蚀、隔热性能好等优点，使其成为汽车制造的理想材料。
汽车中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
3.建筑复合材料在建筑领域的应用越来越广泛。
随着建筑设计对于材料轻量化、材料强度、材料可塑性及设计细节方面的要求越来越高，复合材料得到了越来越多的应用。
复合材料发展现状分析
复合材料发展现状分析复合材料指将多种材料通过特殊工艺和制造方法复合而成的新型材料。
本文首先对复合材料进行概述，然后对树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料的发展现状进行分析，并对其发展趋势展开讨论。
标签：复合材料；发展现状；发展趋势；陶瓷基引言：《国家“十二五”科学和技术发展规划》为我国科技发展提出明确目标：到2020年，自主创新能力要得到显著提高，用科技促进经济社会发展和保障国家安全，取得能够对世界产生影响的科学技术成果。
特别是在信息、生物、材料和航天等领域达到世界先进水平。
复合材料作为新型材料中的重要部分，在我国的发展现状及发展趋势有待研究。
1 复合材料概述复合材料是由两种及两种以上性质不同的物质复合而成的多相固体材料。
材料主要分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。
其中密度最大的是金属材料，化学性质稳定，脆性最大的是无机非金属材料，高分子材料易老化不耐高温。
随着我国科技水平的快速提高，对材料提出了“高强度、高模量、耐高温、低密度”的要求，普通材料的性能已满足不了科技时代的要求，因此由多种材料复合而成的高性能复合材料被迅速推广。
复合材料按照基体材料种类被分为树脂基复合材料、金属基复合材料及陶瓷基复合材料；按照增强形态被分为纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料及层状增强复合材料；按照增强形态复合而成的复合材料具有高强度、高模量、耐高温及断裂安全系数高等特性。
2 复合材料发展现状分析2.1树脂基复合材料发展2.1.1发展现状树脂基复合材料除了高强度、高模量的特点，还具有非常高的可设计性，问世至今已经成为一项重要的技术产业。
树脂基复合材料主要应用于武器装备制造业，对武器装备的轻量化、微型化和提高武器性能起到重要作用。
由于树脂基复合材料密度较低，也在航空航天工业领域被广泛应用，能够降低飞机近30%自重。
据统计，树脂基复合材料制品共有40000多种，截止2017年，全世界树脂基复合材料产量近千万吨。
复合材料的性能和应用
复合材料的性能和应用复合材料是由两种或两种以上的成分组成，通过物理或化学方法结合在一起形成的具有新的材料。
它将不同材料的优点结合在一起，弥补了各个单一材料的不足之处，因此具有很多独特的性能和广泛的应用。
1.强度高：复合材料的高强度是其最显著的特征之一、它通常由高强度的纤维增强材料与韧性较好的基体材料组成。
纤维增强材料能够承担大部分的受力，而基体材料具有一定的韧性，能够吸收能量和分散应力，提高整体的抗拉、抗压和抗弯强度。
2.轻质：由于纤维增强材料通常是空心结构，重量较轻，加上基体材料具有较低的密度，因此复合材料具有轻质的特点。
这使得它特别适用于需要减轻重量的应用领域，如航空航天、汽车和运动器材等。
3.耐腐蚀性好：复合材料通常由不同的材料组成，可以选择具有良好耐腐蚀性的材料作为基体或纤维，从而使得整体材料具有较好的耐腐蚀性能。
这使得复合材料在化学工业、海洋工程和环境保护等领域得到广泛应用。
4.尺寸稳定性好：复合材料具有较好的尺寸稳定性，不容易变形和膨胀。
这主要由于纤维增强材料的低热膨胀系数和高温稳定性，以及基体材料的高玻璃化转变温度等因素所决定的。
因此，复合材料适用于需要低热膨胀系数和高稳定性的高精度仪器制造。
5.良好的设计自由度：由于复合材料可以通过选择不同的纤维增强材料、基体材料和制备工艺来调整材料的性能，因此具有很高的设计自由度。
可以根据实际需求设计出具有特定性能和形状的复合材料制品，满足不同的应用需求。
1.航空航天领域：航空航天行业对材料的强度要求高、重量轻，具有较好的耐腐蚀性和尺寸稳定性。
因此，复合材料成为航空航天器件、机翼、螺旋桨、发动机罩等的理想材料。
它的应用可以减轻飞机的重量，提高整体性能。
2.汽车工业：汽车行业对材料的强度、硬度和耐磨性要求较高，而且需要减轻车身重量，提高燃油经济性。
复合材料的轻质和高强度特性使其成为汽车制造中的重要材料，尤其在电动汽车领域有广泛应用。
3.体育器材：复合材料的轻质和高强度使其成为运动器材制造的理想选择。
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对于有耐腐蚀性能要求的产品，设计时可以
选用耐腐蚀性能好的基体树脂和增强材料； 对于其他一些性能要求，如介电性能、耐热性
能等，都可以方便地通过选择合适的原材料来满足
要求。
复合材料良好的可设计性还可以最大限度地克
服其弹性模量、层间剪切强度低等缺点。
24
(3)电性能好
复合材料具有优良的电性能，通过选择不同的树脂 基体、增强材料和辅助材料，可以将其制成绝缘材料或 导电材料。例如，玻璃纤维增强的树脂基复合材料具有 优良的电绝缘性能，并且在高频下仍能保持良好的介电 性能，因此可作为高性能电机、电器的绝缘材料；
25
玻璃纤维增强的树脂基复合材料还具有良好的
透波性能，被广泛地用于制造机载、舰载和地面雷
达罩。 复合材料通过原材料的选择和适当的成型工艺 可以制得导电复合材料。这是一种功能复合材料， 在冶金、化工和电池制造等工业领域具有广泛的应 用前景。
26
(4)耐腐蚀性能好
聚合物基复合材料具有优异的耐酸性能、耐 海水性能、也能耐碱、盐和有机溶剂。因此．它是 一种优良的耐腐蚀材料，用其制造的化工管道、贮 罐、塔器等具有较长的使用寿命、极低的维修费用。
14
(2)可按对材料性能的需要进行材料的设计和 制造。如，针对方向性材料强度的设计，针对某 种介质耐腐蚀性能的设计等。
(3)可制成所需的任意形状的产品，可避免多
次加工工序。例如，可避免金属产品的铸模、切 削、磨光等工序。
15
影响复合材料性能的因素
主要取决于增强材料的性能、含量及分布状况， 基体材料的性能、含量，以及它们之间的界面结合
9
复合材料的性能取决于组分材料的种类、性能、 含量和分布。主要包括：增强体的性能和它的表面 物理、化学状态；基体的结构和性能；增强体的配 臵、分布和体积含量。 复合材料的性能还取决于复合材料的制造工艺 条件、复合方法、零件几何形状和使用环境条件。
10
复合材料既能保留原组分材料的主要特色，并 通过复合效应获得组分材料所不具备的性能，还可 以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关 联，从而获得新的性能。 复合材料设计：选择复合材料的组分、增强体
29
(7)弹性模量
金属基和陶瓷基复合材料能够在较高的温度 下长期使用，但是聚合物基复合材料的弹性模量 很低。因此，制成的制品容易变形 。 用碳纤维等高模量纤维作为增强材料可以提
高复合材料的弹性模量，另外，通过结构设计也
可以克服其弹性模量差的缺点。
30
比模量系指在温度为23±2℃和相对湿度为
50±5％的条件下测量的杨氏模量(单位:N.m-2)除以
53
(6)在机械工业方面的应用
复合材料在机械制造工业中，用于制造各种叶片、 风机、各种机械部件如齿轮、皮带轮和防护罩等。
34
(9)老化现象
在白然条件下，由于紫外光、湿热、机械应 力、化学侵蚀的作用，会导致复合材料的性能变
差，即发生所谓的老化现象。
复合材料在使用过程中发牛老化现象的程度 与其组成、结构和所处的环境有关。
35
(10) 抗疲劳性能好
首先，缺陷少的纤维的疲劳抗力很高；其次，基 体的塑性好，能消除或减小应力集中区的大小和数量。
常数。
32
复合材料的突出优点是比强度和比模量（即 强度、模量与密度之比）高。 比强度和比模量是度量材料承载能力的一个 指标，比强度愈高，同一零件的比重愈小；比模
量愈高，零件的刚性愈大。
33
(8)长期耐热性
金属基和陶瓷基复合材料能在较高的温度下长
期使用，但是聚合物基复合材料不能在高温下长期 使用，即使耐高温的聚酰亚胺基复合材料，其长期 工作温度也只能在300 ℃左右。
比重(单位:N.m-3)。 杨氏模量就是指表达物体在变形时所受的应力 与应变关系的比例常数。
31
在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即 变形与受力成正比。 纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的 弹性模量E，也叫杨氏模量。 横向应变与纵向应变之比值称为泊松比µ ，也
叫横向变性系数，它是反映材料横向变形的弹性
（２）复合材料的可设计性
如结构复合材料不仅可根据材料在使用中受力的要求进 行组元选材设计，更重要的是还可进行复合结构设计，即增 强体的比例、分布、排列和取向等的设计。对于结构复合材 料来说，是由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体又起 传递力作用的基体组元构成。由不同的增强体和不同的基体 即可组成名目繁多的结构复合材料。
（matrix phase）。
复合材料的各种形态示意于图中：
5
纤维状
颗粒状
层状
片状
填充状
复合材料及其增强相的各种形态
6
复合材料在制造前，基体材料的形状可以是薄片、粉 末、块体或无定形的流体，它的状态可以是固态、气态、
熔融态或半固—半液态。
基体材料在与增强相固结后，基体相在复合材料中就
成为包裹增强相的连续体。因此，基体相也叫做连续相。
50
(3)在化学工业方面的应用
在化学工业方面，复合材料主要被用于制造防 腐蚀制品。聚合物基复合材料具有优异的耐腐蚀性
能。例如，在酸性介质中，聚合物基复合材料的耐
腐蚀性能比不锈钢优异得多。
51
(4)在电气工业方面的应用
聚合物基复合材料是一种优异的电绝缘材料，
被广泛地用于电机、电工器材的制造，如绝缘板、
第二章 复合材料基本特性、应用及其研究现状
1
1、 复合材料的结构和性能
复合材料的结构通常是一个相为连续相，成为基体； 而另外一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相， 它显著增强材料的性能，故常称为增强体。
多数情况下，分散相较基体硬，刚度和强度较基体大。
分散相可以是纤维及其编织物，也可以是颗粒状或弥散的 填料。 在基体和增强体之间存在着界面。
情况，作为产品还与成型工艺和结构设计有关。
因此，不论对哪一类复合材料，就是同一类复 合材料的性能也不是一个定值，而只能给出其主要 性能。
16
一般材料的简单混合与复合材料的两点本质区别：
（１）复合材料不仅保留了原组成材料的特点，
而且通过各组分的相互补充和关联可以获得原组分所 没有的新的优越性能；
17
状，具有较高的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受 外加载荷时是主要承载相，称为增强相或增强体 （reinforced phase or reinforcement）。 增强相或增强体在复合材料中呈分散形式，被基体相隔 离包围，因此也称作分散相；
4
复合材料中的另一个组分是包围增强相并 相对较软和韧的贯连材料，称为基体相
Ｂ、增强剂多是强度很高的纤维。
比强度（指强度与密度的比值）和比弹性模 量是各类材料中最高的。
20
例如，普通碳钢的密度为7.8 g/cm3。玻璃纤维 增强树脂基复合材料的密度为1.5~2.0 g/cm3，只有
普通碳钢的1/4—1/5，比铝合金还要轻1/３左右，
而机械强度却能超过普通碳钢的水平。
21
若按比强度计算，玻璃纤维增强的树脂基复合材
42
人工合成的金刚石
43
高分子分离膜已被用来制造高效家庭净水器
44
人工肾脏
45
生物陶瓷人造关节
46
可调节的太阳镜
耐高温纤维制成的消防人员的服装
47
(1) 在航空、航天方面的应用
由于复合材料的轻质高强持性，使其在航空
航天领域得到广泛的应用。在航空方面，主要用 作战斗机的机冀蒙皮、机身、垂尾、副翼、水平 尾冀、雷达罩、侧壁板、隔框、翼肋和加强筋等 主承力构件。
2
因此，复合材料是由两种以上组分以及它们之
间的界面构成。
组分材料主要指增强体和基体，它们也被称为
复合材料的增强相和基体相。增强相与基体相之间
的界面区域因为其特殊的结构组成也被视作复合材
料中的“相”，即界面相。
3
增强相和基体相是根据它们组分的物理和化学性质和在 最终复合材料中的形态来区分的。
其中一个组分是细丝（连续的或短切的）、薄片或颗粒
基体相具有支撑和保护增强相的作用，在复合材料承 受外加载荷时，基体相主要以剪切变形的方式起向增强相 分配和传递载荷的作用。
7
在复合材料中，增强相和基体相之间还存
在着明显的结合面。
位于增强相和基体相之间并使两相彼此相
连的、化学成分和力学性质与相邻两相有明显
区别、能够在相邻两相间起传递载荷作用的区 域，称为复合材料的界面（interface）。
绝缘管、印刷线路板、电机护环、槽楔、高压绝缘
子、带电操作工具等。
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(5)在建筑工业方面的应用
玻璃纤维增强的聚合物基复合材料(玻璃钢)具有力
学性能优异，隔热、隔声性能良好，吸水率低，耐腐
蚀性能好和装饰性能好的特点，因此，它是一种理想
的建筑材料。 在建筑上，玻璃钢被用作承力结构、围护结构、 冷却塔、水箱、卫生洁具、门窗等。
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(5)热性能良好
玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有较低的 导热系数，是一种优良的绝热材料。 选择适当的基体材料和增强材料可以制成耐烧 蚀材料和热防护材料，能有效地保护火箭、导弹和
宇宙飞行器在2000℃以上承受用温、高速气流的冲
刷作用。
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(6)工艺性能优良
纤维增强的聚合物基复合材料具有优良
的工艺性能，能满足各种类型制品的制造需 要，特别适合于大型制品、形状复杂、数量 少制品的制造，
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复合材料中界面层的厚度通常在亚微米以下，但 界面层的总面积在复合材料中很大，且复合材料的界 面特征对复合材料的性能、破坏行为及应用效能有很 大影响。 所以，人们以极大的注意力开展对复合材料界 面的研究--------表面和界面工程（surface and interface engineering）。