什么是復合材料？

復合材料是一種人造材料，其基體分為金屬和非金屬兩大類。

金屬基體常見的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。

非金屬基體常見的有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬。

復合材料比傳統(tǒng)材料更加堅固、輕盈，因此在很多領(lǐng)域都有潛在應用。例如，一些行業(yè)正在開發(fā)智能復合材料，這些材料可能具有傳感、驅(qū)動、計算、通信以及其他功能。但是，在使用這些材料設(shè)計復合結(jié)構(gòu)之前，工程師必須充分了解它們的行為特性。

復合材料廣泛應用于汽車行業(yè)，化工、紡織、機械制造和醫(yī)學領(lǐng)域，航空航天領(lǐng)域。

航空航天領(lǐng)域

碳纖維復合材料具有高強度的特點是鋼材強度的五倍以上，所以在航天航空領(lǐng)域使用上可以使飛行器更加結(jié)實堅固。在主承力構(gòu)件上也用了樹脂基復合材料。

碳纖維復合材料的優(yōu)勢還不僅僅體現(xiàn)在宇宙飛行器上，在航空領(lǐng)越特別是飛機制造業(yè)中應用廣泛。統(tǒng)計顯示,目前碳纖維復合材料在小型商務飛機和直升飛機上的使用量已占70%-80%， 在軍用飛機上占30%-40%,在大型客機上占15%-50%。

碳/碳復合材料具有許多碳和石墨材料的優(yōu)點,目前,國際上大多數(shù)軍用和民用干線飛機采均用碳纖維增強基體的復合材料剎車。飛機上使用纖維增強樹脂的還有：螺旋槳、雷達屏、起落架、機門、座椅、行李架等。

作為航天航空領(lǐng)域的重要支柱，復合材料的生產(chǎn)和研究直接關(guān)系到我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)尤其是航天航空產(chǎn)業(yè)能否占領(lǐng)世界的科技技術(shù)前沿,對于我國航天航空事業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。

交通運輸領(lǐng)域

樹脂基復合材料在鐵路客車、貨車、冷藏車上主要應用于機車車身，客車和貨車車廂或頂棚。應用最多的是以泡沫塑料為芯材的夾層構(gòu)造。這種構(gòu)造在冷藏車上；即做構(gòu)架材料又做隔熱材料。

長纖維增強熱塑性復合材料采取電纜包覆等形式將其與PP、PA等材料復合，代替原來的短纖維。通過注射模壓等工藝，制成性能更高的汽車部件，比如汽車的保險杠、備胎、儀表盤。

目前來看，高級跑車已經(jīng)廣泛大量使用復合材料。比如寶馬的明星產(chǎn)品i8，就是全碳纖維車身。比如：注塑復合材料車輪轂，玻璃纖維增強的板簧等。復合材料在高鐵上的應用主要為：車窗裝飾框、座椅、衛(wèi)生間地板等。

在高速列車應用研制過程中，主承載結(jié)構(gòu)優(yōu)先選用碳纖維復合材料，次結(jié)構(gòu)可采用玻璃纖維復合材料等材料，局部抗沖擊部位可考慮選用芳綸纖維復合材料。除此之外，碳纖維鋁蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)用于列車的車體制作，與傳統(tǒng)鋁合金車體相比，車體外殼的總質(zhì)量可以降低40%，這對于實現(xiàn)汽車輕量化、提高列車運行速度有著很好的優(yōu)勢。

建筑工程領(lǐng)域

纖維復合材料作為新型建筑材料，對于降低工程的投入成本，提高建筑質(zhì)量具有重要意義。復合材料在建筑工程中主要用作采光材料，維護材料、裝飾材料等，還用在排水工程、衛(wèi)生器材、采暖通風、土木工程等。

采用了碳纖維復合材料后，土木工程的承載力度將提高20%，抗彎力度提高17%，運用碳纖維加固的板材，具有更高的抗拉伸力，并阻止了裂縫的擴張。國內(nèi)，玻璃鋼主要用于各種類型的門窗、地面、裝飾板、道路燈具、路標、衛(wèi)生器材、家具等。透光玻璃鋼主要用于采光材料，用于農(nóng)業(yè)溫室，水產(chǎn)養(yǎng)殖、大型民用建筑等。

木塑復合材料，是由PP、PE、PVC等回收的廢舊塑料與鋸木、秸桿、稻殼、玉米桿等農(nóng)林廢棄物，經(jīng)擠出、壓制成型的板材或其他制品，原料中廢棄物的利用比例可高達90%，符合國家節(jié)能環(huán)保的政策導向。

如今，隨著技術(shù)的發(fā)展，木塑性能的提高，木塑應用于家具的多個方向，在板材、型材、異型材的制造上尤為突出。塑復合材料可以用于制作框式和板木家具，木塑復合材料也適合進行染色、做舊和仿古處理，還適合用于制造具有懷舊韻味和自然風格的美式家具。

體育、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

FRP 復合材料系統(tǒng)是由高強度的連續(xù)纖維（如玻璃絲或碳絲）與聚合物基體組合而成。使用FRP制造體育用品，可以充分發(fā)揮其高強度、耐疲勞和高彈性的特點。FRP用于制造夾層滑雪板、高爾夫球棒、網(wǎng)球拍、跳板、釣魚竿、體育賽艇等。

碳纖維復合材料通過合理的設(shè)計可整體成型，這樣可以省掉許多組合型架和裝配型架，降低生產(chǎn)成本。隨著技術(shù)的發(fā)展，體育器材的成型方法很多，主要包括纏繞成型、模壓成型、RTM成型、拉擠成型等技術(shù)。

在醫(yī)學方面，玻璃鋼假肢比鋼制品輕2/3，制造費用減少1/4，國外采用碳纖維增強復合材料制造關(guān)節(jié)，采用碳纖維增強有機玻璃制造齒痕，與原來的有機玻璃相比，強度高，厚度薄，導熱性提高，更接近生理需求。

復合材料具有輕質(zhì)、高強、低碳環(huán)保、性能與功能可設(shè)計性等優(yōu)點，在國內(nèi)外都屬于重點支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)業(yè)。希望在大家的不斷努力下復合材料必將實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、智能化、綠色循環(huán)的產(chǎn)業(yè)輝煌，也為國民經(jīng)濟的持續(xù)增長作出應有的貢獻。（來源：靈犀研究院?）

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