复合材料
姓名：鲁天阳
学号：040204186 班级：材料044
复合材料综述
前言
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、能源、材料作为社会文明的支柱；80年代以高科技群为代表的新技术革命，又把新材料与信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料是国民经济建设、国防建设与人民生活所不可须臾缺少的重要组成部分。复合材料作为材料科学中一支独立的新的科学分支，已得到广泛重视，正日益发展，并在许多工业部门得到广泛应用，成为当今高科技发展中新材料开发的一个重要方向。
本综述对复合材料的发展、分类、基本性能进行了大概的介绍，并介绍了中国复合材料发展现状和前景。
正文
复合材料简介： 定义：复合材料是由两种和两种以上的材料通过先进的材料制备技术组合而成的一种多相材料。
复合材料具有以下几点含义：
（1）复合材料的组分是人们有意选择和设计的。 （2）复合材料必须是人工制造的。
（3）复合材料必须由两种和两种以上化学及物理性质不同的材料组成。
（4）复合材料既保持各组分材料性能的优点，又具有单一组元不具备的优良性能。
复合材料的发展概况：
人类发展的历史证明，材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑，纵观人类利用材料的历史，可以清楚的看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化。当前以信息、生命和材料三大科学为基础的世界规模的新技术革命风涌兴起，它将人类的物质文明推向一个新的阶段。在新型材料的研究、开发和应用，在特种性能的充分发挥以及传统材料的改性等诸多方面，材料学都肩负着重要历史使命。近30年来，科学技术迅速发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料性能提出越来越高、越来越严和越来越多的要求。在许多方面，传统的单一材料不能满足实际需要，这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法，而向着按预定性能设计新材料的研究方向发展。
根据复合材料的定义，复合材料的组分材料虽然保持其相对的独立性，但复合材料的性能却不是组分材料的性能的简单相加，而是有着重要的改进。在复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相，称为增强材料。复合材料可以是一个连续物理相与一个连续分散相的复合，也可以是两个或多个分散相在连续相中的复合，复合后的产物为固体时才称为复合材料。复合材料可以保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特征，它可以根据需要进行设计，从而最合理的达到使用所要求的性能。由于复合材料各个组分之间“取长补短”、“协同作用”，极大地弥补了单一材料的缺点，产生单一材料所不具备的性能。复合材料的出现和发展，是现代科学不断进步的结果，也是材料设计方面的一个突破。它综
合了各种材料如纤维、树脂、橡胶、金属、陶瓷等的优点，按需要设计，复合成为综合性能优异的新型材料。
纵观复合材料的发展过程，可以看到，早期发展出现的复合材料，由于性能相对比较低，生产量大，使用面广，可称之为常用复合材料。后来随着高技术发展需要，在此基础上又发展出性能高的先进复合材料。二十世纪40年代，玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产以后，纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料，同时相应的展开了与之有关的研究工作。至60年代，在技术上臻于成熟，在许多领域开始取代金属材料。
经过60年代末期使用，树脂基高性能复合材料已用于制造军用飞机的承力结构，近年来又进入其它工业领域。其增强体纤维有碳纤维、芳纶，或两者混杂使用，树脂基主要是固化体系为120℃或170℃的环氧树脂，还有少量聚酰亚胺树脂，以适应耐热性高达250℃的要求。
70年代末期发展的用高强度、高模量的耐热纤维与金属复合，特别是与轻金属复合而成的金属基复合材料，克服了树脂基复合材料耐热性差和不导电、导热性低等不足。金属基复合材料由于金属基体良好的导电和导热性，加上纤维增强体不仅提高了材料的强度和模量，而且降低了密度。此外，这种材料还有耐疲劳、耐磨耗、高阻尼、不吸潮、不放气和膨胀系数低等特点，已经广泛应用于航天航空等尖端技术领域，是理想的结构材料。
80年代开始逐渐发展起来的陶瓷基复合材料，采用纤维补强基体以提高韧性。主要目标是希望用以制造燃气涡轮叶片和其他耐热部件。
复合材料的发展历史所走过的路程如下： 1、 古代复合材料
草增强泥基复合材料
漆器：以固化生漆为基体，麻布为增强材料 弓：由动物的腱、角和木片粘合而成的复合材料 2、 近代复合材料
层合板 由薄板和粘结剂合成 钢筋混泥土 1867年专利 纤维增强橡胶 1897年提出 3、现代复合材料
第一代复合材料 （20世纪 40年代）
玻璃纤维增强塑料 （Glass Reinforced Plastic-GRP） 第二代复合材料 （20世纪 60-70年代） 高性能纤维增强树脂
如碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、纺伦纤维又称先进复合材料
（Advanced Composite Materials- ACM）
第三代复合材料 （20世纪 70年代）
金属基复合材料 （Metal Matrix Composite-MMC） 陶瓷基复合材料 (Ceramics Matrix Composite-CMC)
复合材料的命名和分类：
复合材料可根据增强材料与基体材料的名称来命名。将增强材料的名称放在前面，基体材料的名称放在后面，再加上“复合材料”。如玻璃纤维和环氧树脂构成的复合材料称为玻璃纤维环氧树脂复合材料。有时为突出增强材料和基体材料，视强调的组分不同，也可简称为玻璃纤维复合材料或环氧树脂纤维材料。碳纤维和金属基体构成的复合材料叫金属基复合材料，也可写为碳/金属复合材料。碳纤维和碳构成的复合材料叫碳/碳复合材料。
随着材料品种不断增加，人们为了可以更好的研究和使用材料，需要对材料进行分类。复合材料的分类方法有很多种，常见的分类方法有以下几种：
1、按增强材料的形态分类
（1）连续纤维复合材料：作为分散相的纤维，每根纤维的两端点都位于复合材料的边界处
（2）短纤维复合材料：短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料 （3）粒状填料复合材料：微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料
（4）编织复合材料：以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料
2、按增强纤维种类分类 （1）玻璃纤维复合材料 （2）碳纤维复合材料 （3）有机纤维复合材料
（4）金属纤维（如钨丝、不锈钢丝等）复合材料
（5）陶瓷纤维（如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等）复合材料
此外，如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。混杂复合材料可以看成是两种或多种单一纤维复合材料的相互复合，即复合材料的“复合材料”。
3、按基体材料分类
（1）聚合物基体复合材料：以有机聚合物（主要是热固性树脂、热塑性树脂及橡胶）为基体制成的复合材料
（2）金属基复合材料：以金属为基体制成的复合材料，如铝基复合材料、钛基复合材料等
（3）无机非金属基复合材料：以陶瓷材料（也包括玻璃和水泥）为基体制成的复合材料
4、按材料作用分类
（1）结构复合材料：用于制造受力构件的复合材料
（2）功能复合材料：具有各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等）的复合材料
此外，还有同质复合材料和异质复合材料。增强材料和基体材料属于同种物质的复合材料为同质复合材料，如碳/碳复合材料。增强材料和基体材料属于不同种物质的复合材料为异质复合材料。
