複合材料的來曆與分類

　曆史

　　20世紀40年代，因航空工業的需要，發展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現了複合材料這一名稱。50年代以後，陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化矽纖維。

　　複合麵料使用的曆史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料複合而成。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體複合，構成各具特色的複合材料。

　　分類

　　第五代戰機複合材料60年代，為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要，先後研製和生產了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維等）為增強材料的複合材料，其比強度大於4×106厘米（cm），比模量大於4×108cm。為了與代玻璃纖維增強樹脂複合材料相區別，將這種複合材料稱為先進複合材料。按基體材料不同，先進複合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基複合材料。其使用溫度分別達250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進複合材料除作為結構材料外，還可用作功能材料，如梯度複合材料（材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能複合材料）、機敏複合材料（具有感覺、處理和執行功能，能適應環境變化的功能複合材料）、仿生複合材料、隱身複合材料等。

　　複合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用，代替了很多傳統的材料。複合材料按其組成分為金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。按其結構特點又分為：①纖維增強複合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內複合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層複合材料。由性質不同的表麵材料和芯材組合而成。通常麵材強度高、薄；芯材質輕、強度低，但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒複合材料。將硬質細粒均勻分布於基體中，如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜複合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相複合材料比，其衝擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高，並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜複合材料。

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