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复 合 材 料 材料科学技术的发展趋势 ●从均质材料向复合材料发展 参考书 张玉龙主编，先进复合材料制造技术手册，机械工业出版社，2003年6月。 沃丁柱主编，复合材料大全，化学工业出版社，2001.1 吴人洁主编，复合材料，天津大学出版社，2000.12 徐国财，张立德主编 ，纳米复合材料，化学工业出版社，2002.3 贾成厂主编，陶瓷基复合材料导论，冶金工业出版社，2002.1 高技术复合材料制备手册，张玉龙主编，国防工业出版社，2003。 结构复合材料：用作承力和次承力结构。要求具有质量轻、高强度、高刚度、耐高温以及其它性能。 功能复合材料：电、热、声、摩擦、阻尼等。包括机敏和智能复合材料。 混杂复合材料：两种或两种以上增强体构成的复合材料。通过产生混杂效应改善性能和降低成本。 结构 / 功能一体化复合材料：在保持材料基本力学性能的前提下，具有特定功能特性，如光、电、磁、摩擦、阻尼等。 2) 对提高人类生活质量做出贡献 复合材料 3) 在解决资源短缺与能源危机方面的贡献 4）在治理环境中可起的作用 复合材料 (1)　在航空、航天方面的应用 　由于复合材料的轻质高强持性，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、翼肋和加强筋等主承力构件。 (2)在交通运输方面的应用 　　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1／4，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。 硼纤维金属基复合材料制成的火箭履轴的管道输送部件 美国B-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 由光导纤维构成的光缆 赛车上使用的特殊轮胎 先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰 人工合成的金刚石 高分子分离膜已被用来制造高效家庭净水器 人工肾脏 生物陶瓷人造关节 可调节的太阳镜 耐高温纤维制成的消防人员的服装 　　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、驱动轴、板黄等。 　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。 (3)在化学工业方面的应用 　　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能。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。 (4)在电气工业方面的应用 　　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、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。 (5)在建筑工业方面的应用 　　玻璃纤维增强的聚合物基复合材料(玻璃钢)具有力学性能优异，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，它是一种理想的建筑材料。 　　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。 (6)在机械工业方面的应用 　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。 　 用复合材料制造叶片具力制造容易、质量轻、耐腐蚀等优点，各种风力发电机叶片都是由复合材料制造的。 (7)在体育用品方面的应用 　　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。 ４、我国复合材料科学的研究现状 　　我国是制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，构成典型的复合材料器皿，并一直沿用至今。 　　现代复合材料是1958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。 　　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，如纳米复合材料，智能复合材料等。 一、原材料的研究 　　结构型复合材料中关键的原材料是增强体。我国于20世纪50年代末，开始研制玻璃纤维增强体，研究了各种玻璃纤维的配方，包括中碱的Ｃ玻璃，无碱的Ｅ玻璃以及高强度的Ｓ玻璃等。 　　工艺方法是以传统的坩埚法为主，近来正发展到先进的池窑法（直接熔融法）。 二、各种基体复合材料的研究 　　１、聚合物基复合材料 　　热固性聚合物基体主要为不饱和聚酯、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过程进行了研究。 ２、金属基复合材料 　　目前主要集中在以轻金属（如铝、镁、钛）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。增强的形式包括连续纤维、短纤维、晶须和颗粒。 ３、其他基体复合材料