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细说复合材料的出现
- 作者：admin
- 发布时间：2023-03-24 10:30
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近年来，复合材料 这个词用得多了起来。那么什么是复合材料呢？简单说，复合材料是由两种或多种不同的的材料组合而成的材料。其中的一种材料作为基体，其它的材料作为增强相，基体通常是连续的，增强相可以是颗粒、纤维、层板。可以认为增强相是镶嵌在基体里的。这种组合成的材料的性质与它的任何一种成分的材料都显著不同。
复合材料中各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料较以往的材料能够具有许多优点：高的强度重量比、高抗疲劳性和耐腐蚀性、增强的耐摩擦和耐磨损性、低导热系数和低热膨胀系数、材料属性具有可调整性以满足设计要求。例如陶瓷材料有耐高温的优点，但是它比较脆，为了增强它的韧性，采用高强度、高弹性的纤维与陶瓷基复合后，这种复合材料就可以用作液体火箭发动机喷管、导弹天线罩、航天飞机鼻锥、飞机刹车盘和高档汽车刹车盘等，成为高技术新材料的一个重要分支。
复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土，用石灰沫墙其中掺入麻刀和头发以防开裂，已使用了上百年的钢筋混凝土，制造家具的层合板，加有高强度纤维线的橡胶轮胎。它们都是由两种或两种以上的材料复合而成。我们现在所说的复合材料当然不是指这些，而是指二十世纪40年代以后发展起来的新的复合材料，有时称为先进复合材料。
20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维，能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等
在这种新的复合材料出现以前。人类所用的结构材料，有如下三类：
金属材料：钢铁、铝与铝合金、铜、镁、钛等；
无机非金属材料：砖、瓦、玻璃、陶瓷、水泥、石墨、碳等；
高分子材料：橡胶、树脂、塑料、纤维 、粘合剂、涂料等。
现在出现的第四类材料——复合材料，就是以上三类材料复合而成的材料。以上三类材料都可以作为复合材料的基体，也都可以作为增强相加入基体中。
关于复合材料，最重要的，有以下三方面的问题需要研究。
首先，是复合材料的组成、构造与加工问题。选取的基体是什么，增强相是以什么方式加入基体的以及增强相自身的分布和编织方式，如何加工和实现这种复合材料。复合材料的构成结构是多种多样的，如下面图示。有增强体无规则分散的，有纤维单向增强的，有以层合板的形式叠加的，有夹层结构的，有三维编织的等等，不一而足，而且还会研究发展新的构造形式。
20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维，能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。
复合材料兴起虽然只有半个多世纪，但是已经取得令人瞩目的成就，他在改变着许多高技术结构的面貌。因此，它是国际上激烈竞争的高技术领域之一。谁在这种高技术领域占上风，就可能在航空、航天、国防上领先。
复合材料中各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料较以往的材料能够具有许多优点：高的强度重量比、高抗疲劳性和耐腐蚀性、增强的耐摩擦和耐磨损性、低导热系数和低热膨胀系数、材料属性具有可调整性以满足设计要求。例如陶瓷材料有耐高温的优点，但是它比较脆，为了增强它的韧性，采用高强度、高弹性的纤维与陶瓷基复合后，这种复合材料就可以用作液体火箭发动机喷管、导弹天线罩、航天飞机鼻锥、飞机刹车盘和高档汽车刹车盘等，成为高技术新材料的一个重要分支。
复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土，用石灰沫墙其中掺入麻刀和头发以防开裂，已使用了上百年的钢筋混凝土，制造家具的层合板，加有高强度纤维线的橡胶轮胎。它们都是由两种或两种以上的材料复合而成。我们现在所说的复合材料当然不是指这些，而是指二十世纪40年代以后发展起来的新的复合材料，有时称为先进复合材料。
20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维，能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等
非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。
在这种新的复合材料出现以前。人类所用的结构材料，有如下三类：
无机非金属材料：砖、瓦、玻璃、陶瓷、水泥、石墨、碳等；
高分子材料：橡胶、树脂、塑料、纤维 、粘合剂、涂料等。
现在出现的第四类材料——复合材料，就是以上三类材料复合而成的材料。以上三类材料都可以作为复合材料的基体，也都可以作为增强相加入基体中。
关于复合材料，最重要的，有以下三方面的问题需要研究。
20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维，能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。
复合材料兴起虽然只有半个多世纪，但是已经取得令人瞩目的成就，他在改变着许多高技术结构的面貌。因此，它是国际上激烈竞争的高技术领域之一。谁在这种高技术领域占上风，就可能在航空、航天、国防上领先。
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