復(fù)合材料的應(yīng)用與展望

王犇

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，材料作為科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容之一，得到了非常快速的發(fā)展。目前，復(fù)合材料在市場上逐漸興起，給人類社會(huì)生活的許多領(lǐng)域帶來許多幫助。本文針對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展研究，首先闡述復(fù)合材料的基本概念及其分類，然后對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用范圍與空間，進(jìn)行一個(gè)大體的分析。最后結(jié)合復(fù)合材料的優(yōu)勢，提出復(fù)合材料的未來發(fā)展與創(chuàng)新材料。復(fù)合材料對(duì)今天的人類社會(huì)發(fā)展具有積極的意義，研究復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展，至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TB33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

復(fù)合材料的應(yīng)用與展望

王 犇

（中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司，北京 101300）

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，材料作為科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容之一，得到了非常快速的發(fā)展。目前，復(fù)合材料在市場上逐漸興起，給人類社會(huì)生活的許多領(lǐng)域帶來許多幫助。本文針對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展研究，首先闡述復(fù)合材料的基本概念及其分類，然后對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用范圍與空間，進(jìn)行一個(gè)大體的分析。最后結(jié)合復(fù)合材料的優(yōu)勢，提出復(fù)合材料的未來發(fā)展與創(chuàng)新材料。復(fù)合材料對(duì)今天的人類社會(huì)發(fā)展具有積極的意義，研究復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展，至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TB33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

材料是科學(xué)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的重要工具，復(fù)合材料是在材料發(fā)展的基礎(chǔ)上逐步形成的一種新型物質(zhì)。復(fù)合材料的發(fā)展主要是由簡到繁與從宏觀到微觀。在宏觀復(fù)合材料發(fā)展進(jìn)程中，出現(xiàn)了水泥與砂石、鋼筋復(fù)合混凝土形成的復(fù)合材料等，在當(dāng)下的微觀復(fù)合材料發(fā)展領(lǐng)域，主要的有聚合物基、金屬基、無極非金屬材料基的復(fù)合材料。在目前的許多領(lǐng)域中，具有良好的應(yīng)用前景。本文針對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展，給出相關(guān)分析。

1 復(fù)合材料基本概述

所謂的復(fù)合材料是指由兩種或者兩種以上性質(zhì)不同的材料，通過物理或者化學(xué)的技術(shù)與方法，在宏觀或者微觀上組合而成的材料。復(fù)合材料當(dāng)中各種材料在性能上取長補(bǔ)短，各具優(yōu)勢，可以充分彌補(bǔ)自身的不足與缺陷。通過材料組合，形成復(fù)合材料，可以是原來材料的性能得到極大的強(qiáng)化。一般情況下，在物理或者化學(xué)方法的條件下，復(fù)合材料的基本性能優(yōu)于原來任何一種材料的性能。對(duì)于人類社會(huì)化大生產(chǎn)起到了關(guān)鍵性的影響和作用，充分滿足不同生產(chǎn)的需要。復(fù)合材料的基體根據(jù)性質(zhì)劃分，可以分成金屬基體與非金屬基體兩大類。常見的金屬基體有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨和碳等。增強(qiáng)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、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。

根據(jù)上述復(fù)合材料的概念探究，可以得出，復(fù)合材料是一種混合物。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合材料已經(jīng)替代了許多傳統(tǒng)的材料。根據(jù)相關(guān)組成成分分類，復(fù)合材料可以分成金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與非金屬復(fù)合材料、金屬與非金屬復(fù)合材料等，各種成分的復(fù)合材料對(duì)于社會(huì)科技的進(jìn)步具有助推的作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類，復(fù)合材料又可以分成細(xì)粒復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層復(fù)合材料與混雜復(fù)合材料。每一種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不一致的復(fù)合材料在社會(huì)航天航空、土木工程、機(jī)械制造等領(lǐng)域發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。從大方向劃分，復(fù)合材料主要分成功能復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)復(fù)合材料強(qiáng)調(diào)承力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，可以增強(qiáng)相關(guān)部件的結(jié)構(gòu)承受力。結(jié)構(gòu)復(fù)合復(fù)合材料可以合理地滿足節(jié)約用材料的目標(biāo)。功能復(fù)合材料主要是強(qiáng)調(diào)材料混合之后的功能體現(xiàn)，多功能復(fù)合材料，這是功能復(fù)合材料的未來發(fā)展方向與前景。隨著材料化學(xué)、物理技術(shù)等的不斷發(fā)展，復(fù)合材料發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出新的形勢。

2 復(fù)合材料的應(yīng)用范圍

在日常生活中，常用的復(fù)合材料有玻璃鋼，玻璃鋼具有價(jià)格低廉的特征，使其得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，在車輛、化工、建筑結(jié)構(gòu)、體育用品等多個(gè)方面發(fā)揮功效。一言以蔽之，復(fù)合材料的應(yīng)用范圍廣泛，基本沒有什么很大的局限性。通過查閱大量科學(xué)文獻(xiàn)資料，并綜合分析其發(fā)展，可以得出關(guān)于其應(yīng)用的不同范圍優(yōu)勢。本文將從航天航空、汽車行業(yè)、紡織、化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域來高度闡述復(fù)合材料的作用與性能。

2.1 航天航空

復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。在我國航天航空領(lǐng)域中具有舉足輕重的地位，可以用于制造衛(wèi)星天線及其相關(guān)結(jié)構(gòu)、飛機(jī)機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、大型火箭的外殼、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件等。在航天航空領(lǐng)域中應(yīng)用復(fù)合材料，可以提升航天航空部件的性能，增加質(zhì)量優(yōu)勢。一般情況下，國家對(duì)于航天航空的結(jié)構(gòu)制造性能要求比較高，通過應(yīng)用復(fù)合材料，可以達(dá)到相應(yīng)的目標(biāo)。如果應(yīng)用單一的材料，與復(fù)合材料相比，其質(zhì)量與性能不是很好。在我國航天航空事業(yè)不斷發(fā)展的背景下，復(fù)合材料的應(yīng)用范圍及其空間更加廣闊。

2.2 汽車行業(yè)

復(fù)合材料具有特性的振動(dòng)阻尼特性，具有良好的抗震與減輕噪聲的效果，還具有很強(qiáng)的抗疲勞性能，將其應(yīng)用在汽車車身、受力部件、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其其他結(jié)構(gòu)中，可以充分發(fā)揮復(fù)合材料的基本優(yōu)勢。在當(dāng)下，復(fù)合材料在汽車行業(yè)領(lǐng)域中具有越來越突出的位置，特別是隨著現(xiàn)代社會(huì)快節(jié)奏生活步伐的不斷推進(jìn)，國家對(duì)低碳環(huán)保的倡導(dǎo)。復(fù)合材料的應(yīng)用范圍與前景顯得更加突出。

2.3 化工、紡織、機(jī)械制造

在我國的化工、紡織及其機(jī)械制造領(lǐng)域當(dāng)中，復(fù)合材料也具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，由良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復(fù)合而成的材料，可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。極大地提升了人們的生活水平與質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)的高速發(fā)展。

2.4 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

碳纖維復(fù)合材料具有很好的力學(xué)性能與不吸收X射線相送性，可以用于制造醫(yī)學(xué)X光機(jī)與一些矯形支架。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相送性與血液相容性，可以作為生物醫(yī)學(xué)材料來應(yīng)用。

除了上述的一些常見功能，在當(dāng)下的社會(huì)生活中，復(fù)合材料還可以應(yīng)用在體育器材與土木建筑工程領(lǐng)域中，極大地推動(dòng)了當(dāng)前很多工藝的進(jìn)步與革新。

3 復(fù)合材料發(fā)展

復(fù)合材料是指由兩種或者兩種以上單一材料構(gòu)成的混合材料，具有性能優(yōu)越的良好優(yōu)勢。可以克服單一材料的缺陷與不足，極大地發(fā)揮各種單一材料的優(yōu)點(diǎn)。除此以外，復(fù)合材料還具有強(qiáng)度高、重量輕、耐化學(xué)腐蝕性等的特征，已經(jīng)漸漸取代了目前的金屬合金與一些木材，在我國航天航空、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、土木建筑工程、化工、紡織、機(jī)械制造等行業(yè)發(fā)揮了自身獨(dú)特的作用及其優(yōu)勢。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，許多技術(shù)呈現(xiàn)出逐漸成熟的優(yōu)勢。在當(dāng)下，復(fù)合材料的發(fā)展?fàn)顩r非常樂觀，而且其發(fā)展空間與前景也表現(xiàn)出蓬勃的良好情況。

復(fù)合材料電纜支架就是復(fù)合材料發(fā)展的一個(gè)良好趨勢，也是前景比較樂觀的一種技術(shù)。在復(fù)合材料不斷發(fā)展的形勢背景下，樹脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷成熟，且許多生產(chǎn)廠家的工藝能力與水平不斷提升，使玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料逐漸被許多人接納，但是其強(qiáng)度不能夠滿足當(dāng)前的社會(huì)工藝需要。因此，硼纖維、碳纖維等復(fù)合材料的不斷問世，為復(fù)合材料電纜支架的發(fā)展提供了必要的條件。與此同時(shí)，在納米技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代背景下，復(fù)合材料也表現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。還有目前許多復(fù)合材料增強(qiáng)材料的發(fā)展，如樹脂基復(fù)合材料采用的增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。將推進(jìn)復(fù)合材料的高速進(jìn)步。

隨著社會(huì)快節(jié)奏生活節(jié)奏的不斷加快，社會(huì)航天航空、醫(yī)學(xué)行業(yè)、紡織制造、機(jī)械制造等領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)于復(fù)合材料的性能要求將會(huì)逐步提升。在未來，復(fù)合材料的應(yīng)用前景將會(huì)更加樂觀，發(fā)展前景更加鮮明和充滿活力。

結(jié)語

復(fù)合材料是由兩種或者兩種以上單一材料構(gòu)成的一種新型材料，目前，在航天航空、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、土木建筑工程等行業(yè)具有舉足輕重的地位，且伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，復(fù)合材料未來的前景將會(huì)更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

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