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復合材料分類(lèi)，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(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)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(jiǎn)單加和，而是有著(zhù)重要的改進(jìn).在復合材料中，通常有一相為連續相。稱(chēng)為基體;另一相為分散相，稱(chēng)為增強相(增強體)。分散相是以獨立的形態(tài)分布在整個(gè)連續相中的。兩相之間存在著(zhù)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(gè)連續物理相與一個(gè)連續分散相的復合。也可以是兩個(gè)或者多個(gè)連續相與一個(gè)或多個(gè)分散相在連續相中的復合，復合后的產(chǎn)物為固體時(shí)才稱(chēng)為復合材料。若復合產(chǎn)物為液體或氣體時(shí)，就不能稱(chēng)為復合材料。復合材料既可以保持原材料的某些特點(diǎn)，又能發(fā)揮組合后的新特征.它可以根據需要進(jìn)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(méi)有統一的名稱(chēng)和命名方法。比較共同的趨勢是根據增強體和基體的名稱(chēng)來(lái)命名，一般有以下三三種情況:
1.強調基體時(shí).以基體材料的名稱(chēng)為主。如樹(shù)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(shí)，以增強體材料的名稱(chēng)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(chēng)與增強體材料名稱(chēng)并用。這種命名方法常用來(lái)表示某一種具體的復合材料，習慣上將增強體材料的名稱(chēng)放在前面，基體材料的名稱(chēng)放在后邊。如“玻璃纖維增強環(huán)氧樹(shù)脂復合材料”，或簡(jiǎn)稱(chēng)為“玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復合材料或玻璃纖維/環(huán)氧”.而我國則常將這類(lèi)復合材料通稱(chēng)為“玻璃鋼“。
國外還常用英文編號來(lái)表示，如MMC(MMC Metal Matrix Composite)表示金屬基復合材料，FRP( 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(zhù)材料品種不斷增加，人們?yōu)榱烁玫匮芯亢褪褂貌牧?，需要對材料進(jìn)行分類(lèi).材料的分類(lèi)方法較多。如按材料的化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)，有金屬材料、非金屬材料之分;如按物理性質(zhì)分類(lèi),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(lèi)，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(lèi)方法也很多。常見(jiàn)的有以下幾種。
按基體材料類(lèi)型分類(lèi)
聚合物基復合材料以有機聚合物(主要為熱固性樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)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(wú)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(lèi)分類(lèi)
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(chēng)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(lèi)
連續纖維復合材料作為分散相的纖維，每根纖維的兩個(gè)端點(diǎn)都位于復合材料的邊
界處。
短纖維復合材料短纖維無(wú)規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(lèi)
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.
而功能復合材料有廣闊的發(fā)展前途. 21世紀將會(huì )出現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(zhì)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小、絕熱性能好或耐介質(zhì)腐蝕等其他性能。
結構復合材料按不同基體分類(lèi)和按不同增強體形式分類(lèi)如圖1. 1、圖1.2所示。
功能復合材料指具有除力學(xué)性能以外其他物理性能的復合材料，即具有各種電學(xué)性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能、聲學(xué)性能、摩擦性能、阻尼性能以及化學(xué)分離性能等的復合材料。
由于復合材料各組分之間“取長(cháng)補短”、“協(xié)同作用”，極大地彌補了單一材料的缺點(diǎn).產(chǎn)生單一材料所不具有的新性能。復合材料(Composite material)的出現和發(fā)展，是現代科
學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的結果，也是材料設計方面的一個(gè)突破。它綜合了各種材料如纖維、樹(shù)脂、橡膠、金屬、陶瓷等的優(yōu)點(diǎn)，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，那么未來(lái)的21世紀，將是復合材料的時(shí)代。
縱觀(guān)復合材料的發(fā)展過(guò)程，可以看到.早期發(fā)展出現的復合材料，由于性能相對比較低.生產(chǎn)量大，使用面廣，可稱(chēng)之為常用復合材料。后來(lái)隨著(zhù)高技術(shù)發(fā)展的需要，在此基礎上又發(fā)展出性能高的先進(jìn)復合材料。20世紀40年代.玻璃纖維和合成樹(shù)脂大最商品化生產(chǎn)以后，纖維復合材料發(fā)展成為具有工程意義的材料。同時(shí)相應地開(kāi)展了與之有關(guān)的科研工作。至60年代，在技術(shù)上臻于成熟，在許多領(lǐng)域開(kāi)始取代金屬材料。隨著(zhù)航天航空技術(shù)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，出現了高性能樹(shù)脂基先進(jìn)復合材料，標志在性能上區別于一般低性能的常用樹(shù)脂基復合材料。以后又陸續出現金屬篆和陶瓷葵先進(jìn)復合材料。對結構用先進(jìn)復合材料，各技術(shù)發(fā)達國家均提出研制開(kāi)發(fā)目標。如日本通商產(chǎn)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(shù)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(guò)60年代末期使用，樹(shù)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(lái)義逐步進(jìn)人其他工業(yè)領(lǐng)域。其增強體纖維有碳纖維、芳綸.或兩者混雜使用.樹(shù)脂基
主要是固化體系為1209度或170度的環(huán)氧樹(shù)脂，還有少最聚酰亞胺樹(shù)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(shù)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、不放氣和膨脹系數低等特點(diǎn).已經(jīng)廣泛用于航天舫空等尖端技術(shù)傾域，是理想的結構材料。
80年代開(kāi)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。
