復合材料應用探究

摘要：復合材料是近些年來，材料領域的一項重要成果，其不僅在性能上實現了取長補短，且應用領域十分廣闊。而為了能夠加深大眾認知，提高其在各領域中的應用，文章將對與之相關的問題進行探究，望所述對推動復合材料發展，有些許幫助。

關鍵詞：復合材料;發展 ;應用

引言

復合材料的出現，解決了諸多領域在材料選擇上的難題，成為推動社會前行的重要力量。復合材料主要可以分為兩大類，一類為金屬復合材料，另一類為非金屬復合材料，但無論哪種，都需要兩種或以上不同性質材料優化組成，且繼承原有材料的優點，因此，備受各個行業青睞，而致力于未來，必須對其繼續深度研究，才能使其發揮出更大價值。

一、復合材料的發展

隨著科學技術的不斷精進，越來越多性能不同的復合材料逐漸問世，如碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維等高性能增強材料，這些材料雖然是人工制造而成，但卻在性能上要好于很多天然材料，且被應用在諸多領域中，如航空、軍事、工業、醫療行業等等。

在材料種類不斷增多的同時，復合材料的制作工藝，也越來越成熟，且對復合材料發展起到巨大的推動作用，如熱壓罐固化技術、自動鋪帶技術、熱隔膜輔助成型技術、拉擠成型技術、復合材料液體成型技術等，這些工藝以成為推動其行業發展的關鍵。

二、復合材料在各領域中的應用

1、航空航天

先進復合材料自問世以來，就在各種飛行器上大放異彩，現已成為第四大航空結構材料，其比強度和比模量高、熱膨脹系數小、抗疲勞能力和減振能力強、可設計型號、吸波隱蔽型號，是航空航天領域材料的首選。

2、交通工具

地鐵、輕軌、高鐵、動車等高速交通工具的盛行，速度的快速增長與材料的輕質化密不可分。早期的軌道交通中，先進復合材料只在非承力部件中有較多應用，隨著科技的發展，復合材料才漸漸充當承力結構器件。

先進復合材料可以制作高質量加筋壁板以滿足軌道交通的大范圍要求，其制作技術又可支持低成本液體成型工藝。可以為軌道車輛的耐異物撞擊性能要求提供必要的技術支撐。復合材料在承擔承載職責的同時，又滿足可阻燃、隔熱、保溫、吸聲等特性。

3、土木建筑

隨著先進復合材料的發展，它已不僅僅在高端領域大放異彩，而且已經越來越貼近生活，比如講太陽能電池板與復合材料墻體一起使用，便可使墻體不僅輕質，又帶有自保溫和自發電等功能。

太陽能材料的短期計劃是使用夾層復合材料，因為二氧化鈦和二氧化錫原材料便宜，再加上如果能裝上這種玻璃，則電量幾乎可以自給，所以這種太陽能復合材料的前景十分光明。

4、高端能源

由于石油開采行業的愈加盛行，對石油的需求量也越來越大，所以對采油工具的使用分外頻繁，長此以往，則對其的磨損就十分嚴重了，加之在井下粉塵、沙子和細菌的滋生，對采油工具的更新提升已經到了刻不容緩的地步了。

先進復合材料SSL外層材料采用玻璃纖維增強環氧樹脂，并在表面覆馬丁氏，經過測試，其不光材料堅固、且操作溫度高、成本又低，是可用于采油工具的一個很好的選擇。熱塑加強管（RTP）含有凱夫拉纖維和高性能熱塑材料，可承受高壓、高溫，韌性好，也可以用于制作采用工具的。

5、體育器材

隨著社會的發展，人們對生活質量的要求也越來越高，體育運動不再像以前那么匱乏且稀有，而是成了人們強身健體、娛樂休閑必不可少的項目。相應地，人們也就對體育器械的要求也越來越高，不但要輕質，還要耐打。這時候，先進復合材料代替原有材料的趨勢也出現了苗頭。球拍、釣魚竿、箭弓、高爾球棒、滑雪板、自行車等等器材基本上都是由含氧基纖維復合材料制造，海上比賽運動的船艇都是用環氧或環氧乙烯基酯樹脂增強纖維材料制成。

6、風電領域

風能自新能源提出以來，一直受到人們的廣泛關注，其中它的風葉就一直由復合材料玻纖制成，但是隨著對風機的要求越來越高，比如轉速的加快，便要求其質量要較之以前，輕盈許多，再加上對剛度和強度的要求提高，玻纖無法再滿足需求，碳纖便進入人們的視野。據知2.5 MW葉片及長45 m以上的葉片多已采用先進復合材料，主要應用部位是主承力梁，碳纖維多用50 k左右的大絲束，因其成本較低，估計在這一方面會有很大的發揮空間。

7、節能與儲能

隨著社會的發展，“節能”和“環保”是當今世界的兩大主題，為節約不可再生能源，一些電動汽車逐步市場化，所以，亟需一些電力儲存裝置與之相應的匹配。同時，因為電力需求量的不斷增長，電網峰谷量負荷過大，所以當電網分布和新能源開始使用時，用戶可以利用儲能原件合理用電，減緩電網波動。新型儲能材料的需求迫在眉睫，如相變儲能材料，如用LA、DA、TA、DD 制作的復合材料，就聚合了各個原材料的優點，如無相分離現象、高相變潛熱、低成本、無腐蝕等;電介質儲能材料，如CNT/PANI 2復合材料，既具有CNT良好的導熱性，又具有PANI 2的高比熱容，同時還可彌補兩方的缺點。

結束語

綜上所述，就目前情況而言，復合材料以進入高速發展時期，無論是材料性能，還是材料制作工藝，均呈高姿態發展，且逐漸融入到各個行業發展之中，成為行業材料的首選，因此，致力于未來，復合材料必將為我們帶來一個全新的、輕質的生活。

參考文獻

[1]張菡英，劉明.碳纖維復合材料的發展及應用[J].工程塑料應用，2015（11）

[2]周小毛.解析復合材料在土木工程中的發展與應用[J].建材與裝飾，2019（23）

作者姓名：安小東，出生日期：1998年12月5日，性別：男，籍貫：四川省米易縣，專業：材料科學與工程，學校：四川輕化工大學

（四川輕化工大學?四川?自貢?643002）