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復合材料分類，命名，發(fā)展歷程
復合材料是由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。復合材料的組分材料雖然保待其相對獨立性。但復合材料的性能卻不是組分材料性能的簡單加和，而是有著重要的改進.在復合材料中，通常有一相為連續(xù)相。稱為基體;另一相為分散相，稱為增強相(增強體)。分散相是以獨立的形態(tài)分布在整個連續(xù)相中的。兩相之間存在著相界面。分欣相可以是增強纖維，也可以是順村狀成彌散的坡料。
從上述的定義中可以看出。復合材料可以是一個連續(xù)物理相與一個連續(xù)分散相的復合。也可以是兩個或者多個連續(xù)相與一個或多個分散相在連續(xù)相中的復合，復合后的產物為固體時才稱為復合材料。若復合產物為液體或氣體時，就不能稱為復合材料。復合材料既可以保持原材料的某些特點，又能發(fā)揮組合后的新特征.它可以根據(jù)需要進行設什。從而最合理地達到使用所要求的性能。
復合材料在世界各國還沒有統(tǒng)一的名稱和命名方法。比較共同的趨勢是根據(jù)增強體和基體的名稱來命名，一般有以下三三種情況:
1.強調基體時.以基體材料的名稱為主。如樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料等.
2.強調增強體時，以增強體材料的名稱為主。如玻瑞纖維增強復合材料、碳纖維增強復合材料、陶瓷顆粒增強復合材料。
3.基體材料名稱與增強體材料名稱并用。這種命名方法常用來表示某一種具體的復合材料，習慣上將增強體材料的名稱放在前面，基體材料的名稱放在后邊。如“玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料”，或簡稱為“玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復合材料或玻璃纖維/環(huán)氧”.而我國則常將這類復合材料通稱為“玻璃鋼“。
國外還常用英文編號來表示，如MMC(MMC Metal Matrix Composite)表示金屬基復合材料，F(xiàn)RP( FRP Fiber Reinforced Plastics)表示纖維增強塑料.而玻璃纖維/環(huán)氧則表示為“GF/Epoxy"或"G/Ep(G-Ep)”。
隨著材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁玫匮芯亢褪褂貌牧希枰獙Σ牧线M行分類.材料的分類方法較多。如按材料的化學性質分類，有金屬材料、非金屬材料之分;如按物理性質分類,有絕緣材料、磁性材料、透光材料、半導體材料、導電材料等。按用途分類，有航空材料、電工材料、建筑材料、包裝材料等。
復合材料的分類方法也很多。常見的有以下幾種。
按基體材料類型分類
聚合物基復合材料以有機聚合物(主要為熱固性樹脂、熱塑性樹脂及橡膠)為基體制
成的復合材料。
金屬從復合材料以金屬為基體制成的復合材料，如鋁墓復合材料、鐵基復合材料等。
無機非金屬基復合材料以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)為基體制成的復合材料。
按增強材料種類分類
玻璃纖維復合材料。
碳纖維復合材料。
有機纖維(芳香族聚酰胺纖維、芳香族聚酯纖維、高強度聚烯烴纖維等)復合材料。
金屬纖維(如鎢絲、不銹鋼絲等)復合材料。
陶瓷纖維(如氧化鋁纖維、碳化硅纖維、翩纖維等)復合材料。
此外，如果用兩種或兩種以上的纖維增強同一基體制成的復合材料稱為“混雜復合材料”?；祀s復合材料可以看對免戈趁兩種或多種單一纖維復合材料的相互復合，即復合材料的“復合材料”。
按增強材料形態(tài)分類
連續(xù)纖維復合材料作為分散相的纖維，每根纖維的兩個端點都位于復合材料的邊
界處。
短纖維復合材料短纖維無規(guī)則地分散在基體材料中制成的復合材料。
粒狀填料復合材料微小顆粒狀增強材料分散在基體中制成的復合材料。
編織復合材料以平面二維或立體三維纖維編織物為增強材料與基體復合而成的復合
材料。
按用途分類
復合材料按用途可分為結構復合材料和功能復合材料。目前結構復合材料占絕大多數(shù).
而功能復合材料有廣闊的發(fā)展前途. 21世紀將會出現(xiàn)結構夏合材料與功能復合材料并重的
局面，而且功能復合材料更具有與其他功能材料競爭的優(yōu)勢。
結構復合材料主要用做承力和次承力結構，要求它質量輕、強度和剛度高.且能耐受一定
溢度，在某種情況下還要求有膨脹系數(shù)小、絕熱性能好或耐介質腐蝕等其他性能。
結構復合材料按不同基體分類和按不同增強體形式分類如圖1. 1、圖1.2所示。
功能復合材料指具有除力學性能以外其他物理性能的復合材料，即具有各種電學性能、磁學性能、光學性能、聲學性能、摩擦性能、阻尼性能以及化學分離性能等的復合材料。
由于復合材料各組分之間“取長補短”、“協(xié)同作用”，極大地彌補了單一材料的缺點.產生單一材料所不具有的新性能。復合材料(Composite material)的出現(xiàn)和發(fā)展，是現(xiàn)代科
學技術不斷進步的結果，也是材料設計方面的一個突破。它綜合了各種材料如纖維、樹脂、橡膠、金屬、陶瓷等的優(yōu)點，按需要設計、復合成為綜合性能優(yōu)異的新型材料?？梢灶A言，如果用材料作為歷史分期的依據(jù)，那么未來的21世紀，將是復合材料的時代。
縱觀復合材料的發(fā)展過程，可以看到.早期發(fā)展出現(xiàn)的復合材料，由于性能相對比較低.生產量大，使用面廣，可稱之為常用復合材料。后來隨著高技術發(fā)展的需要，在此基礎上又發(fā)展出性能高的先進復合材料。20世紀40年代.玻璃纖維和合成樹脂大最商品化生產以后，纖維復合材料發(fā)展成為具有工程意義的材料。同時相應地開展了與之有關的科研工作。至60年代，在技術上臻于成熟，在許多領域開始取代金屬材料。隨著航天航空技術的發(fā)展，對結構材料要求比強度、比模量.韌性、耐熱、抗環(huán)境能力和加工性能都好。針對不同需求，出現(xiàn)了高性能樹脂基先進復合材料，標志在性能上區(qū)別于一般低性能的常用樹脂基復合材料。以后又陸續(xù)出現(xiàn)金屬篆和陶瓷葵先進復合材料。對結構用先進復合材料，各技術發(fā)達國家均提出研制開發(fā)目標。如日本通商產業(yè)省制定的下一代材料工業(yè)基礎發(fā)展計劃(1981 - 1988).對復合材料提出的要求是:樹脂基復合材料的耐熱性不低于250度 ,拉伸強度達到2.5GPa以上;金屬基復合材料的耐熱性不低于450度，拉伸強度達到1. 5GPa以上。
經(jīng)過60年代末期使用，樹脂基高性能復合材料已用于制造軍用飛機的承力結構.近年來義逐步進人其他工業(yè)領域。其增強體纖維有碳纖維、芳綸.或兩者混雜使用.樹脂基
主要是固化體系為1209度或170度的環(huán)氧樹脂，還有少最聚酰亞胺樹脂，以適應耐熱性高達250度的要求。
70年代末期發(fā)展的用高強度、高模量的耐熱纖維與金屬復合，持別是與輕金屬復合而成金屬基復合材料.克服了樹脂基復合材料耐熱性差和不導電、導熱性低等不足。金屬
基復合材料由于金屬基體的優(yōu)良導電和導熱性，加上纖維增強體不僅提高了材料的強度和模量，而且降低了密度。此外，這種材料還具有耐疲勞、耐磨耗、高限尼、不吸潮、不放氣和膨脹系數(shù)低等特點.已經(jīng)廣泛用于航天舫空等尖端技術傾域，是理想的結構材料。
80年代開始逐漸發(fā)展陶瓷基復合材料，采用纖維補強陶瓷基體以提高韌性。主要目標是希望用以制造燃氣渦輪葉片和其他耐熱部件。
