1、1 复合材料基本特性、应用及其研究现状复合材料基本特性、应用及其研究现状2 复合材料的复合材料的结构结构通常是一个相为连续相，成为通常是一个相为连续相，成为；而另外一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相，而另外一相是以独立的形态分布在整个连续相中的分散相，它显著增强材料的性能，故常称为它显著增强材料的性能，故常称为多数情况下，多数情况下，较基体较基体，较基体大。较基体大。分散相可以是分散相可以是纤维及其编织物纤维及其编织物，也可以是，也可以是颗粒状颗粒状或弥散的或弥散的填料填料。在基体和增强体之间存在着在基体和增强体之间存在着。3因此，复合材料是由因此，复合材料是由两种以上组分两种以上组
2、分以及它们之以及它们之间的间的界面界面构成。构成。组分材料组分材料主要指主要指增强体增强体和和基体基体，它们也被称为，它们也被称为复合材料的复合材料的增强相增强相和和基体相基体相。增强相与基体相之间。增强相与基体相之间的的因为其特殊的结构组成也被视作复合材因为其特殊的结构组成也被视作复合材料中的料中的“相相”，即，即界面相界面相。4增强相和基体相是根据它们增强相和基体相是根据它们组分的物理和化学性质组分的物理和化学性质和在和在最终复合材料中的最终复合材料中的形态形态来区分的。来区分的。其中一个组分是细丝（连续的或短切的）、薄片或颗粒其中一个组分是细丝（连续的或短切的）、薄片或颗粒状，具有较高的
3、强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受状，具有较高的强度、模量、硬度和脆性，在复合材料承受外加载荷时是主要承载相，称为外加载荷时是主要承载相，称为（reinforced phase or reinforcement）。）。增强相或增强体在复合材料中呈分散形式，被基体相隔增强相或增强体在复合材料中呈分散形式，被基体相隔离包围，因此也称作离包围，因此也称作；5复合材料中的另一个组分是包围增强相并复合材料中的另一个组分是包围增强相并相对较软和韧的贯连材料，称为相对较软和韧的贯连材料，称为（matrix phase）。）。复合材料的各种形态示意于图中：复合材料的各种形态示意于图中：6复合材料及其增强相
4、的各种形态复合材料及其增强相的各种形态纤维状纤维状颗粒状颗粒状层状层状片状片状填充状填充状7复合材料在制造前，复合材料在制造前，可以是薄片、粉可以是薄片、粉末、块体或无定形的流体，它的末、块体或无定形的流体，它的可以是固态、气态、可以是固态、气态、熔融态或半固熔融态或半固半液态。半液态。基体材料在与增强相固结后，基体相在复合材料中就基体材料在与增强相固结后，基体相在复合材料中就成为包裹增强相的连续体。因此，基体相也叫做成为包裹增强相的连续体。因此，基体相也叫做。基体相具有基体相具有增强相的作用，在复合材料承增强相的作用，在复合材料承受外加载荷时，基体相主要以受外加载荷时，基体相主要以起向增强相
5、起向增强相的作用。的作用。8在复合材料中，在复合材料中，还存还存在着明显的结合面。在着明显的结合面。 位于增强相和基体相之间并使两相彼此相位于增强相和基体相之间并使两相彼此相连的、化学成分和力学性质与相邻两相有明显连的、化学成分和力学性质与相邻两相有明显区别、能够在相邻两相间起传递载荷作用的区区别、能够在相邻两相间起传递载荷作用的区域，称为域，称为（interface）。）。9复合材料中复合材料中界面层的厚度界面层的厚度通常在通常在亚微米亚微米以下，但以下，但在复合材料中很大，且复合材料的界在复合材料中很大，且复合材料的界面特征对复合材料的性能、破坏行为及应用效能有很面特征对复合材料的性能、破
6、坏行为及应用效能有很大影响。大影响。 所以，人们以极大的注意力开展对所以，人们以极大的注意力开展对-（surface and interface engineering）。）。10取决于取决于组分材料的组分材料的种类种类、性能性能、含量含量和和分布分布。主要包括：增强体的性能和它的表面。主要包括：增强体的性能和它的表面物理、化学状态；基体的结构和性能；增强体的配物理、化学状态；基体的结构和性能；增强体的配置、分布和体积含量。置、分布和体积含量。复合材料的性能复合材料的性能还取决于还取决于复合材料的复合材料的制造工艺制造工艺条件条件、复合方法复合方法、零件几何形状零件几何形状和和使用环境条件使用
7、环境条件。11复合材料既能保留原组分材料的主要特色，并复合材料既能保留原组分材料的主要特色，并通过复合效应获得组分材料所不具备的性能，还可通过复合效应获得组分材料所不具备的性能，还可以通过以通过使各组分的性能相互补充并彼此关使各组分的性能相互补充并彼此关联，从而获得新的性能。联，从而获得新的性能。选择选择复合材料的组分复合材料的组分、增强体增强体分布分布和和复合材料制造工艺复合材料制造工艺、使其具有、使其具有使用所要求的使用所要求的性能性能过程。过程。12 可分为三个层次：可分为三个层次：设计、设计、设计、设计、设计。设计。包括正确选择包括正确选择增强材料增强材料、基体材料基体材料及及共配比共
8、配比，该层次决定单层板的性能；，该层次决定单层板的性能；包括对铺层材料的包括对铺层材料的铺层方案铺层方案做出合理钱财做出合理钱财安的安排安的安排，该层次决定层合板的性能；该层次决定层合板的性能；则最后确定则最后确定产品结构的形状和尺寸产品结构的形状和尺寸。上述三个设计层次互为前提、互相影响、互相依赖。上述三个设计层次互为前提、互相影响、互相依赖。13因此，复合材料及其结构的设计打破了因此，复合材料及其结构的设计打破了材料研材料研究究和和结构研究结构研究的传统界限。设计人员必须把的传统界限。设计人员必须把和和统一考虑，换言之，统一考虑，换言之，和和必须同时进行，并将它们统一在同一个设计方必须同时
9、进行，并将它们统一在同一个设计方案中案中。14 复合材料是由多相材料复合而成，它的复合材料是由多相材料复合而成，它的主要有三个：主要有三个： ()综合发挥各种组成材料的优点，综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。例如，例如，玻璃纤维增强环氧基复合材料，既具有类似钢材的玻璃纤维增强环氧基复合材料，既具有类似钢材的强度，又具有塑料的介电性能和耐腐蚀性能。强度，又具有塑料的介电性能和耐腐蚀性能。 15(2)可按可按进行材料的设计和进行材料的设计和制造制造。如，针对方向性材料强度的设计，针对某。如，针对方向性材料
10、强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。种介质耐腐蚀性能的设计等。 (3)可制成所需的任意形状的产品，可避免多可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。例如，可避免金属产品的铸模、切次加工工序。例如，可避免金属产品的铸模、切削、磨光等工序。削、磨光等工序。16主要取决于主要取决于的的性能性能、含量含量及及分布状况分布状况，的的性能性能、含量含量，以及它们之间的，以及它们之间的界面结合界面结合情况，作为产品还与情况，作为产品还与成型工艺成型工艺和和结构设计结构设计有关有关。因此，不论对哪一类复合材料，就是同一类复因此，不论对哪一类复合材料，就是同一类复合材料的性能也不是一个定值，而只能
11、给出其主要合材料的性能也不是一个定值，而只能给出其主要性能。性能。17 一般材料的简单混合与复合材料的一般材料的简单混合与复合材料的： （）复合材料不仅保留了原组成材料的特点，（）复合材料不仅保留了原组成材料的特点，而且通过各组分的而且通过各组分的可以获得原组分所可以获得原组分所没有的新的优越性能；没有的新的优越性能；18如结构复合材料不仅可根据材料在使用中如结构复合材料不仅可根据材料在使用中受力的要求受力的要求进进行行，更重要的是还可进行，更重要的是还可进行，即，即增增强体的比例、分布、排列和取向等的设计强体的比例、分布、排列和取向等的设计。对于结构复合材。对于结构复合材料来说，是由能承受载
12、荷的料来说，是由能承受载荷的与能连接增强体又起与能连接增强体又起传递力作用的传递力作用的构成。由不同的增强体和不同的基体构成。由不同的增强体和不同的基体即可组成名目繁多的结构复合材料。即可组成名目繁多的结构复合材料。19复合材料是由复合材料是由多种组分多种组分的材料组成，许多性能的材料组成，许多性能优于单一组分的材料。优于单一组分的材料。例如，纤维增强的树脂基复合材料，具有例如，纤维增强的树脂基复合材料，具有、耐耐烧蚀烧蚀及及等优点。等优点。20 、增强剂增强剂或者或者基体基体是比重小的物质，或两者是比重小的物质，或两者的比重都不高，且都不是完全致密的；的比重都不高，且都不是完全致密的；、增强
13、剂多是强度很高的纤维。、增强剂多是强度很高的纤维。（指（指强度强度与与密度密度的比值）和的比值）和是各类材料中最高的。是各类材料中最高的。21例如，例如，的密度为的密度为7.8 g/cm3。复合材料的密度为复合材料的密度为1.52.0 g/cm3，只有只有普通碳钢的普通碳钢的1/41/5，比铝合金还要轻，比铝合金还要轻1/左右，左右，而而却能超过普通碳钢的水平。却能超过普通碳钢的水平。22若按若按计算，计算，基复合材基复合材料不仅超过料不仅超过，而且可超过某些特殊，而且可超过某些特殊。复合材料、复合材料、复合材料具有比复合材料具有比复合材料更低的密度和更高的强度，因此具有更复合材料更低的密度和
14、更高的强度，因此具有更高的比强度。高的比强度。23 复合材料可以复合材料可以，灵活地进，灵活地进行产品设计，具有很好的可设计性。行产品设计，具有很好的可设计性。对于对于来说，可以根据来说，可以根据合理布置合理布置增强材料，达到增强材料，达到节约材料节约材料、减轻质量减轻质量的目的。的目的。24 对于有对于有要求的产品，设计时可以要求的产品，设计时可以选用耐腐蚀性能好的选用耐腐蚀性能好的和和；对于其他一些性能要求，如介电性能、耐热性对于其他一些性能要求，如介电性能、耐热性能等，都可以方便地通过能等，都可以方便地通过来满足来满足要求。要求。复合材料良好的可设计性还可以最大限度地克复合材料良好的可设
15、计性还可以最大限度地克服其服其、低等缺点。低等缺点。25复合材料具有优良的电性能，通过复合材料具有优良的电性能，通过、和和，可以将其制成，可以将其制成绝缘材料绝缘材料或或导电材料导电材料。例如，玻璃纤维增强的树脂基复合材料具有。例如，玻璃纤维增强的树脂基复合材料具有优良的优良的，并且在高频下仍能保持良好的，并且在高频下仍能保持良好的，因此可作为高性能电机、电器的绝缘材料；，因此可作为高性能电机、电器的绝缘材料；26玻璃纤维增强的树脂基复合材料还具有玻璃纤维增强的树脂基复合材料还具有，被广泛地用于制造机载、舰载和地面雷，被广泛地用于制造机载、舰载和地面雷达罩。达罩。复合材料通过复合材料通过和和可
16、以制得可以制得。这是一种功能复合材料，。这是一种功能复合材料，在冶金、化工和电池制造等工业领域具有广泛的应在冶金、化工和电池制造等工业领域具有广泛的应用前景。用前景。27 聚合物基复合材料具有优异的聚合物基复合材料具有优异的、耐耐海水性能海水性能、也能、也能、和和。因此它是。因此它是一种优良的耐腐蚀材料，用其制造的一种优良的耐腐蚀材料，用其制造的化工管道化工管道、贮贮罐罐、塔器塔器等具有较长的使用寿命、极低的维修费用。等具有较长的使用寿命、极低的维修费用。28玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有玻璃纤维增强的聚合物基复合材料具有，是一种优良的绝热材料。，是一种优良的绝热材料。选择适当的基体材料和
17、增强材料可以制成选择适当的基体材料和增强材料可以制成和和，能有效地保护火箭、导弹和，能有效地保护火箭、导弹和宇宙飞行器在宇宙飞行器在2000以上承受用温、高速气流的冲以上承受用温、高速气流的冲刷作用。刷作用。29纤维增强的聚合物基复合材料具有纤维增强的聚合物基复合材料具有，能满足各种类型制品的制造需，能满足各种类型制品的制造需要，特别适合于大型制品、形状复杂、数量要，特别适合于大型制品、形状复杂、数量少制品的制造，少制品的制造，30金属基和陶瓷基复合材料能够在较高的温度金属基和陶瓷基复合材料能够在较高的温度下长期使用，但是聚合物基复合材料的下长期使用，但是聚合物基复合材料的。因此，制成的制品容
18、易变形。因此，制成的制品容易变形 。 用用可以提可以提高复合材料的弹性模量，另外，通过高复合材料的弹性模量，另外，通过也也可以克服其弹性模量差的缺点。可以克服其弹性模量差的缺点。31系指在温度为系指在温度为232和相对湿度为和相对湿度为505的条件下测量的杨氏模量的条件下测量的杨氏模量(单位单位:N.m-2)除以除以比重比重(单位单位:N.m-3)。就是指表达物体在变形时所受的应力就是指表达物体在变形时所受的应力与应变关系的比例常数。与应变关系的比例常数。32在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例
19、常数就是材料的纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的E，也叫也叫。横向应变与纵向应变之比值称为横向应变与纵向应变之比值称为，也，也叫叫，它是反映材料横向变形的弹性，它是反映材料横向变形的弹性常数。常数。 33复合材料的突出优点是复合材料的突出优点是和和（即（即强度、模量与密度之比）高。强度、模量与密度之比）高。比强度和比模量是度量比强度和比模量是度量的一个的一个指标，比强度愈高，同一零件的比重愈小；比模指标，比强度愈高，同一零件的比重愈小；比模量愈高，零件的刚性愈大。量愈高，零件的刚性愈大。 34金属基和陶瓷基复合材料能在较高的温度下长金属基和陶瓷基复合材料能在较高的温度下长期使用，但是聚合物
20、基复合材料不能在高温下长期期使用，但是聚合物基复合材料不能在高温下长期使用，即使耐高温的聚酰亚胺基复合材料，其长期使用，即使耐高温的聚酰亚胺基复合材料，其长期工作温度也只能在工作温度也只能在300 左右。左右。35在白然条件下，由于紫外光在白然条件下，由于紫外光、湿热、机械应湿热、机械应力力、化学侵蚀的作用，会导致化学侵蚀的作用，会导致，即发生所谓的老化现象。，即发生所谓的老化现象。复合材料在使用过程中发牛老化现象的程度复合材料在使用过程中发牛老化现象的程度与其组成、结构和所处的环境有关。与其组成、结构和所处的环境有关。36首先，缺陷少的纤维的疲劳抗力很高；其次，基首先，缺陷少的纤维的疲劳抗力
21、很高；其次，基体的塑性好，能消除或减小应力集中区的大小和数量。体的塑性好，能消除或减小应力集中区的大小和数量。复合材料的比模量高，所以它的自振频率很高，复合材料的比模量高，所以它的自振频率很高，不容易发生共振而快速脆断；另外，复合材料是一种不容易发生共振而快速脆断；另外，复合材料是一种非均质多相体系，在复合材料中振动衰减都很快。非均质多相体系，在复合材料中振动衰减都很快。37 与传统材料与传统材料(如金属、木材、水泥等如金属、木材、水泥等)相比，复合相比，复合材料是一种新型材料。它具有许多优良的性能，并材料是一种新型材料。它具有许多优良的性能，并且其成本在逐渐地下降，成型工艺的机械化、白动且其
22、成本在逐渐地下降，成型工艺的机械化、白动化程度也在不断地提高。团此，复合材料的应用领化程度也在不断地提高。团此，复合材料的应用领域日益广泛。域日益广泛。38氮化硅结构陶瓷被用作航天飞机的防热瓦氮化硅结构陶瓷被用作航天飞机的防热瓦39硼纤维金属基复合材料制成的火箭履轴的管道输送部件硼纤维金属基复合材料制成的火箭履轴的管道输送部件40美国美国B-2B-2隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料41由光导纤维构成的光缆由光导纤维构成的光缆42先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰赛车上使用的特殊轮胎赛车上使用的特殊轮胎43
23、人工合成的金刚石人工合成的金刚石44高分子分离膜已被用来制造高效家庭净水器高分子分离膜已被用来制造高效家庭净水器45人工肾脏人工肾脏46生物陶瓷人造关节生物陶瓷人造关节47可调节的太阳镜可调节的太阳镜耐高温纤维制成的消防人员的服装耐高温纤维制成的消防人员的服装48 由于复合材料的由于复合材料的持性，使其在航空持性，使其在航空航天领域得到广泛的应用。在航空方面，主要用航天领域得到广泛的应用。在航空方面，主要用作战斗机的机冀蒙皮、机身、垂尾、副翼、水平作战斗机的机冀蒙皮、机身、垂尾、副翼、水平尾冀、雷达罩、侧壁板、隔框、翼肋和加强筋等尾冀、雷达罩、侧壁板、隔框、翼肋和加强筋等主承力构件。主承力构件
24、。49由复合材料制成的汽车质量减轻，在相同条件下由复合材料制成的汽车质量减轻，在相同条件下的耗油量只有钢制汽车的的耗油量只有钢制汽车的14，而且在受到撞击时复，而且在受到撞击时复合材料能大幅度吸收冲击能量，保护人员的安全。合材料能大幅度吸收冲击能量，保护人员的安全。 50用复合材料制造的汽车部件较多，如车体、用复合材料制造的汽车部件较多，如车体、驾驶室、挡泥板、保险杠、引擎罩、仪表盘、驱驾驶室、挡泥板、保险杠、引擎罩、仪表盘、驱动轴、板黄等。动轴、板黄等。 随着列车速度的不断提高，火车部件用复合随着列车速度的不断提高，火车部件用复合材料来制造是最好的选择。复合材料常被用于制材料来制造是最好的选
25、择。复合材料常被用于制造高速列车的车箱外壳、内装饰材料、整体卫生造高速列车的车箱外壳、内装饰材料、整体卫生间、车门窗、水箱等。间、车门窗、水箱等。51在化学工业方面，复合材料主要被用于制造防在化学工业方面，复合材料主要被用于制造防腐蚀制品。聚合物基复合材料具有优异的耐腐蚀性腐蚀制品。聚合物基复合材料具有优异的耐腐蚀性能能。例如，在酸性介质中，聚合物基复合材料的耐例如，在酸性介质中，聚合物基复合材料的耐腐蚀性能比不锈钢优异得多。腐蚀性能比不锈钢优异得多。52聚合物基复合材料是一种优异的电绝缘材料，聚合物基复合材料是一种优异的电绝缘材料，被广泛地用于电机、电工器材的制造，如绝缘板、被广泛地用于电机
26、、电工器材的制造，如绝缘板、绝缘管、印刷线路板、电机护环、槽楔、高压绝缘绝缘管、印刷线路板、电机护环、槽楔、高压绝缘子、带电操作工具等。子、带电操作工具等。53玻璃纤维增强的聚合物基复合材料玻璃纤维增强的聚合物基复合材料(玻璃钢玻璃钢)具有力具有力学性能优异，隔热、隔声性能良好，吸水率低，耐腐学性能优异，隔热、隔声性能良好，吸水率低，耐腐蚀性能好和装饰性能好的特点，因此，它是一种理想蚀性能好和装饰性能好的特点，因此，它是一种理想的建筑材料。的建筑材料。在建筑上，玻璃钢被用作承力结构、围护结构、在建筑上，玻璃钢被用作承力结构、围护结构、冷却塔、水箱、卫生洁具、门窗等。冷却塔、水箱、卫生洁具、门窗
27、等。54 复合材料在机械制造工业中，用于制造各种叶片、复合材料在机械制造工业中，用于制造各种叶片、风机、各种机械部件如齿轮、皮带轮和防护罩等。风机、各种机械部件如齿轮、皮带轮和防护罩等。 用复合材料制造叫片具力制造容易、质量轻、用复合材料制造叫片具力制造容易、质量轻、耐腐蚀等优点，各种风力发电机叶片都是由复合材耐腐蚀等优点，各种风力发电机叶片都是由复合材料制造的。料制造的。55在体育用品方面，复合材料被用于制造赛车、在体育用品方面，复合材料被用于制造赛车、赛艇、皮艇、划桨、撑杆、球拍、弓箭、雪橇等。赛艇、皮艇、划桨、撑杆、球拍、弓箭、雪橇等。56我国是制造和使用复合材料最早的国家，远在我国是制
28、造和使用复合材料最早的国家，远在400余年前就发明了以麻丝增强大漆，构成典型的复余年前就发明了以麻丝增强大漆，构成典型的复合材料器皿，并一直沿用至今。合材料器皿，并一直沿用至今。现代复合材料是现代复合材料是1958年才开始发展的，是以玻年才开始发展的，是以玻璃纤维增强热固性聚合物为主要品种。璃纤维增强热固性聚合物为主要品种。57除聚合物基复合材料以外，目前已展开金属除聚合物基复合材料以外，目前已展开金属基、陶瓷基、碳基、水泥基，以及功能复合材料基、陶瓷基、碳基、水泥基，以及功能复合材料的制备科学和其结构与性能的研究，有些研究处的制备科学和其结构与性能的研究，有些研究处于国际复合材料前沿，如纳米
29、复合材料，智能复于国际复合材料前沿，如纳米复合材料，智能复合材料等。合材料等。58结构型复合材料中关键的原材料是增强体。我国结构型复合材料中关键的原材料是增强体。我国于于20世纪世纪50年代末，开始研制年代末，开始研制，研，研究了各种玻璃纤维的配方，包括中碱的玻璃，无究了各种玻璃纤维的配方，包括中碱的玻璃，无碱的玻璃以及高强度的玻璃等。碱的玻璃以及高强度的玻璃等。工艺方法是以传统的工艺方法是以传统的为主，近来正发展为主，近来正发展到先进的到先进的（直接熔融法）。（直接熔融法）。59高性能增强体如碳纤维、芳酰胺纤维（芳高性能增强体如碳纤维、芳酰胺纤维（芳纶）、超高分子量聚已乙烯纤维，以及一些陶瓷
30、纶）、超高分子量聚已乙烯纤维，以及一些陶瓷纤维等我国均有研究。纤维等我国均有研究。特别是碳纤维在特别是碳纤维在20世纪世纪60年代即从聚丙烯腈年代即从聚丙烯腈原丝开始研究，一直到烧成碳纤维。随后又解决原丝开始研究，一直到烧成碳纤维。随后又解决了连续化的问题，并且开展有关机理性的研究。了连续化的问题，并且开展有关机理性的研究。60、聚合物基复合材料、聚合物基复合材料主要为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛主要为不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、双马树脂，以及少量的耐高温聚酰亚胺树脂，其中的树脂、双马树脂，以及少量的耐高温聚酰亚胺树脂，其中的研究工作集中在合成新型树脂，同时也对其结构表征和固化研究工作集中在
31、合成新型树脂，同时也对其结构表征和固化过程进行了研究。过程进行了研究。61除聚丙烯外，还有常用除聚丙烯外，还有常用的工程塑料，如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜的工程塑料，如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚砜和热塑性聚酰亚胺等的合成，改性和表征等。和热塑性聚酰亚胺等的合成，改性和表征等。62聚合物基复合材料聚合物基复合材料，除，除成型等常规方法的成型等常规方法的研究外，也研究一些新型的加工方法，如树脂传递研究外，也研究一些新型的加工方法，如树脂传递法（法（RTM）的充模过程，包括其模拟计算等。的充模过程，包括其模拟计算等。63、金属基复合材料、金属基复合材料目前主要集中在以目前主要集中在以（如铝、镁、钛）（
32、如铝、镁、钛）等为基体的复合材料研究，少量研究致力于铜、等为基体的复合材料研究，少量研究致力于铜、铁、铅基体的复合材料。增强的形式包括铁、铅基体的复合材料。增强的形式包括连续纤连续纤维维、短纤维短纤维、晶须和颗粒晶须和颗粒。64、其他基体复合材料、其他基体复合材料方面的研究工作，如热压烧方面的研究工作，如热压烧结的结的增强氧化硅，或碳化硅基体的复增强氧化硅，或碳化硅基体的复合材料；合材料；增强碳化物陶瓷复合材料等增强碳化物陶瓷复合材料等的制备科学和结构性能研究。的制备科学和结构性能研究。65由于复合材料的性能优于传统材料，如能降由于复合材料的性能优于传统材料，如能降低复合材料的成本，其应用前景
33、将是非常广阔的。低复合材料的成本，其应用前景将是非常广阔的。66 高性能复合材料是指具有高性能复合材料是指具有、等特性等特性的复合材料。的复合材料。随着人类向太空发展，航空航天工业对高性能复合材料随着人类向太空发展，航空航天工业对高性能复合材料的需求量越来越大，而且也会提出更高的性能要求，如更高的需求量越来越大，而且也会提出更高的性能要求，如更高的强度要求、更高的耐温要求等。的强度要求、更高的耐温要求等。67 功能复合材料是指具有功能复合材料是指具有、等功能的复合材料。等功能的复合材料。68 智能复合材料是指具有智能复合材料是指具有、及及的复合材料。的复合材料。在技术上是通过在技术上是通过、来
34、实现复合材料的来实现复合材料的上述能力。上述能力。例如，当用智能复合材料制造的飞机部件发生损伤时，例如，当用智能复合材料制造的飞机部件发生损伤时，可由埋入的传感器在线检测到该损伤，通过控制器决策后，可由埋入的传感器在线检测到该损伤，通过控制器决策后，控制埋入的形状记忆合金动作，在损伤周围产生压应力，从控制埋入的形状记忆合金动作，在损伤周围产生压应力，从而防止损伤的继续发展，大大提高了飞机的安全性能。而防止损伤的继续发展，大大提高了飞机的安全性能。69复合材料的设计从常规设计向仿生设计发展。复合材料的设计从常规设计向仿生设计发展。仿照竹子从表皮到内层纤维由密排到疏松的特点，仿照竹子从表皮到内层纤
35、维由密排到疏松的特点，成功地制备出具有明显成功地制备出具有明显与与的新型梯度的新型梯度复合材料。复合材料。70仿照鲍鱼壳的结构，由碳、铝和硼混合成仿照鲍鱼壳的结构，由碳、铝和硼混合成陶瓷细带制成了陶瓷细带制成了10微米厚的薄层，由此得到的微米厚的薄层，由此得到的层状复合材料比其原材料坚固层状复合材料比其原材料坚固40。71 从环境保护的角度看，目前的复合材料大多注重材料从环境保护的角度看，目前的复合材料大多注重材料性能和加工工艺性能，而在回收利用上存在与环境不相协性能和加工工艺性能，而在回收利用上存在与环境不相协调的问题。因此，开发、使用与环境相协调的复合材料，调的问题。因此，开发、使用与环境相协调的复合材料，是复合材料今后的发展方向之是复合材料今后的发展方向之。
