復合材料第七章第一節復合材料基礎第二節復合材料的基體材料第三節復合材料的增強材料第四節常用復合材料

主要內容一、概述人類從天然物質中選擇提煉出人類生活所必要的物質而加以利用。制造這些物質有兩種方法：一種是利用了化學反應的物質合成；另一種是通過組合兩種以上的物質，制成具有更高性能的材料。用后一種方法制造出的物質稱之為復合材料。天然材料→加工材料→合成材料→復合材料復合材料一詞出現時間:50年代6000年前人類就已經會用稻草加粘土作為建筑復合材料。水泥復合材料已廣泛地應用于高樓大廈和河堤大壩等的建筑，發揮著極為重要的作用。我們住在復合材料里燕子窩：泥土-草復合材料

現代高科技的發展更緊密地依賴于新材料的發展，同時也對材料提出了更高、更苛刻的要求。當前作為單一的金屬、陶瓷、聚合物等材料雖然仍在不斷日新月異地發展，但是以上這些材料由于其各自固有的局限性而不能滿足現代科學技術發展的需要。

復合材料特別是先進復合材料就是為了滿足以上高技術發展的需求而開發的高性能的先進材料。復合材料是應現代科學技術而發展出來的具有極大生命力的材料。材料的復合化是材料發展的基本趨勢

二、

復合材料的定義、命名和分類1.復合材料的定義確切定義目前尚無定論,有幾種說法:①指由兩種或兩種以上不同性質的單一材料通過不同復合方法得到的宏觀多相材料.②指兩種或兩種以上具有不同化學或物理性質的組分材料組成的一種與組分材料性質不同的新材料,且各組分材料之間具有明顯的界面.③國際標準化組織下的定義:

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.主要特征:多相結構，存在著復合效應.

組成:至少有兩相:

分散相:增強作用也稱增強材料

連續相:基體相也稱基體材料

2.復合材料的命名一般有以下三種情況：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。如玻璃纖維增強復合材料、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“玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料”，或簡稱為“玻璃纖維/環氧樹脂復合材料或玻璃纖維/環氧”。而我國則常將這類復合材料通稱為“玻璃鋼”。3.復合材料的分類

可用幾種方法分類:

（1）按基體材料類型分類（2）按增強材料種類分類①玻璃纖維復合材料。②碳纖維復合材料。③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。④金屬纖維(如鎢絲、不銹鋼絲等)復合材料。⑤陶瓷纖維(如氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維等)復合材料。（3）按增強體的形狀尺寸分類彌散強化:直徑0.01-0.1μm,體積含量1-15%.作用:阻止“位錯”.顆粒強化:直徑1-50μm,體積含量25-70%.顆粒間距大于1μm.阻止基體變形,起到增強作用.（4）按用途分類

可分為兩類:結構復合材料(承受載荷)

功能復合材料(壓電,導電,磁性)

三、復合材料的增強機理復合材料是由兩種或兩種以上不同物理、化學性質的以微觀或宏觀的形式復合而組成多相材料。復合材料中增強體與基體接觸構成的界面，是一層具有一定厚度(納米以上)、結構隨基體和增強體而異的、與基體有明顯差別的新相---界面相(界面層)。它是增強相和體相連接的“紐帶”，也是應力及其他信息傳遞的橋梁。界面是復合材料極為重要的微結構，其結構與性能直接影響復合材料的性能。復合材料中的增強體無論是晶須、顆粒還是纖維，與基體在成型過程中將會發生程度不同的相互作用和界面反應，形成各種結構的界面。因此，深入研究界面的形成過程、界面層性質、界面結合強度、應力傳遞行為對宏觀力學性能的影響規律，從而有效進行控制界面，是獲取高性能復合材料的關鍵。復合材料對界面的要求a.聚合物基復合材料的要求高的粘結強度和對環境破壞良好的抵抗力b.金屬基復合材料的要求適中的粘結界面、合適的塑性、控制組元間的化學反應能力影響界面效應的因素：a.兩相材料之間的潤濕、吸附、相容等熱力學因素；b.兩相材料本身的結構、形態以及物理、化學性質；c.界面應力；d.加工過程中兩相材料的相互作用和界面反應程度。第二節

復合材料的基體材料復合材料的基體主要有聚合物、金屬、陶瓷、水泥等。(1)金屬基體

基體材料是金屬基復合材料的重要組成部分，是增強體的載體，在金屬基復合材料中占有很大的體積含量，起非常重要的作用，金屬基體的力學性能和物理性能將直接影響復合材料的力學性能和物理性能。選擇載體的依據：一、根據合金的特點和復合材料的用途選擇基體材料；二、還要考慮復合材料的類型；三、還應考慮基體材料與增強體的相容性。目前用做金屬基復合材料基體的金屬主要有鋁及鋁合金、鎂合金、鈦合金、鎳合金、銅與銅合金、鋅合金、鉛、銀、鈦鋁金屬間化合物、鎳鋁金屬間化合物等。結構復合材料的基體可分為輕金屬基體和耐熱合金基體兩大類。(2)聚合物基體

1)聚合物基體的種類、組分和作用①聚合物基體的種類a.不飽和聚酯樹脂優點：工藝性良好，它能在室溫下固化，常壓下成型，工藝裝置簡單，固化后的樹脂綜合性能良好，它的價格比環氧樹脂低得多，只比酚醛樹脂略貴一些。缺點：力學性能不如酚醛樹脂或環氧樹脂；固化時體積收縮率大、耐熱性差等。b.環氧樹脂：具有一系列的可貴性能，發展很快，廣泛用于碳纖維復合材料及其他纖維復合材料。c.酚醛樹脂

在加熱條件下即能固化，無須添加固化劑，酸、堿對固化反應起促進作用，樹脂在固化過程中有小分子析出，故樹脂固化需要在高壓下進行，固化時體積收縮率大，樹脂對纖維的黏附性不夠好，已固化的樹脂有良好的壓縮性能，良好的耐水、耐化學介質和耐燒蝕性能，但斷裂延伸率低、脆性大。因此，酚醛樹脂大量用于粉狀壓塑料、短纖維增強塑料，少量地用于玻璃纖維復合材料、耐燒蝕材料等，在碳纖維和有機纖維復合材料中很少使用。

②聚合物基體的組分聚合物是聚合物基復合樹脂的主要組分其他的組分還有固化劑、增韌劑、稀釋劑、催化劑等，這些輔助材料是復合材料基體不可缺少的組分。③聚合物基體的作用聚合物復合材料中的基體三種主要的作用：a.將纖維粘在一起；b.分配纖維間的載荷；c.保護纖維不受環境的影響。

(3)陶瓷基體1)玻璃

玻璃和玻璃陶瓷作為陶瓷基復合材料的基體有以下特點：

①玻璃的化學組成范圍廣泛，可以通過調整化學成分，使其達到與增強體化學相容；②通過調整玻璃的化學成分來調節其物理性能，使其與增強體的物理性能相匹配；③玻璃類材料彈性模量低，有可能采用高模量的纖維來獲得明顯的增強效果；④由于玻璃在一定溫度下可以發生黏性流動，容易實現復合材料的致密化。主要用于：氧化鋁纖維、碳化硅纖維、碳纖維以及碳化硅晶須增強復合材料的基體。2)氧化物陶瓷種類：氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧化鋯、莫來石。特點：它們的熔點在2000℃以上。主要為單相多晶結構，微晶氧化物的強度較高，強度隨環境溫度升高而降低，但在1000℃以下降低較小。3)非氧化物陶瓷特點：耐火性能和耐磨性能好、硬度高，但脆性大。30什么是增強材料？在復合材料中，凡是能提高基體材料的機械強度、彈性模量等力學性能的材料統稱為增強材料。分類：按照物理狀態分為：纖維、片狀、顆粒。纖維：玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等。第三節復合材料的增強材料31一、玻璃纖維及其

簡介：玻璃纖維是纖維增強復合材料中應用最為廣泛的增強體，可作為有機高聚物基或無機非金屬材料基復合材料的增強體。玻璃纖維具有成本低、不燃燒、耐熱、耐化學腐蝕性好、拉伸強度和沖擊強度高、斷裂延伸率小、絕熱性及絕緣性好等特點。

32玻璃纖維的分類a.按照原料組成分：無堿玻璃纖維、有堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維、特種玻璃纖維b.按單絲直徑分：粗纖維、初級纖維、中級纖維、高級纖維c.根據纖維的性能分、高強玻璃纖維、高模量玻璃纖維、耐高溫玻璃纖維、耐堿玻璃纖維、耐酸玻璃纖維、普通玻璃纖維d.按外觀分：長纖維、短纖維、空心纖維和卷曲纖維33玻璃纖維的物理性能和化學性能

a.玻璃纖維具有一系列優良性能，拉伸強度高，防火、防霉、防蛀、耐高溫和電絕緣性能好等。它的缺點是具有脆性，不耐腐蝕，對人的皮膚有刺激性等。b.一般天然或人造有機纖維的表面都有較深的皺紋，而玻璃纖維的外觀是光滑的圓柱體，橫斷面幾乎是完整的圓形。從宏觀上看，由于表面光滑，纖維之間的抱合力非常小，不利于與樹脂黏結。又由于呈圓柱狀，所以玻璃纖維彼此相靠近時，空隙填充得較為密實，這對于提高復合材料制品的玻璃含量是有利的。34c.玻璃纖維的最大特點是：拉伸強度較高，但扭轉強度和剪切強度都比其他纖維低很多，玻璃纖維的拉伸強度比相同成分的玻璃高很多，一般有堿玻璃的拉伸強度只有40-100MPa，而用它拉制的玻璃纖維，強度可提高20-50倍。

35d.玻璃纖維是一種優良的彈性材料，應力一應變曲線基本上是一條直線，沒有塑性變形階段，斷裂延伸率小。e.玻璃纖維的直徑越大和長度越長，都使其強度變得越低。拉伸強度還與玻璃纖維的化學成分密切相關，一般來說，含堿量越高，強度越低。玻璃纖維存放一段時間后，會出現強度下降的現象。36f.玻璃是一種很好的耐腐蝕材料，玻璃纖維的耐腐蝕性卻很差。g.玻璃纖維除對氫氟酸、濃堿、濃磷酸外，對所有化學藥品和有機溶劑都有良好的化學穩定性。37玻璃纖維的制造工藝

(1)坩堝法制造玻璃纖維的工藝(2)池窯拉絲法制造玻璃纖維的工藝

/u23/v_NDcwNzQzODA.html/v_show/id_XMjUyMjMwMzI=.htmlhtml表面處理的意義：表面處理就是在玻璃纖維表面涂覆表面處理劑，增加玻璃纖維與樹脂結合強度的的物質。處理后效果：改進了玻璃纖維的耐磨、防水、電磁絕緣性能，提高了復合材料的強度。玻璃纖維及其制品的表面處理界面理論：

界面層使纖維與基體形成一個整體，并通過它傳遞應力，若纖維與基體之間的相容性不好，界面不完整，則應力的傳遞面僅為纖維總面積的一部分。因此，為了使復合材料內部能夠均勻地傳遞應力，顯示其優異性能，要求在復合材料的制造過程中形成一個完整的界面層。界面區可以理解為由基體與增強體接觸界面和兩者表面薄層構成的一定厚度的范圍。而基體及增強體的表面層是相互影響和制約的，同時受本身表面的結構和組成的影響。界面區的厚度隨外場條件的改變而變，是一個變量，它將影響到復合材料的力學行為、韌性及其他特性。

在復合材料制備過程中，復合材料的增強體和基體，通?？偸且幌嘁砸簯B與另二相接觸，然后經過固化過程而形成整體。在此過程中兩相間的作用形成了界面，這一界面形成的機理，也就成為人們關心的問題，但至今仍并不完全清楚，人們提出的一些有關的理論主要包括：

1.界面浸潤理論

2.化學鍵理論（偶聯理論）

3.物理吸附理論

4.變形層理論

5.擴散層理論

6.摩擦理論化學鍵理論化學鍵理論的主要觀點是處理增強體表面的偶聯劑，既含有能與增強體起化學作用的官能團，又含有能與樹脂基體起化學作用的官能團，由此在界面上形成共價鍵結合，如果能滿足這一要求，則在理論上可獲得最強的界面黏結能?；瘜W鍵理論直到現在仍是一種比較好時理論。針對不同的復合體系，人們根據這一理論來選擇和合成新的偶聯劑?；瘜W鍵理論的局限性：比如碳纖維復合材料，當碳纖維經過某些柔性聚合涂層處理后，力學性能得以改善，然而這些柔性涂層聚合物既不具有與碳表面起反應的活性基團，也不具備與樹脂起反應的基團。在此情況下，此理論就難以解釋了，此時起主要作用的不是化學偶聯，而是物理效應起主要作用。

由此看來，對各種復合材料體系中界面現象和結構的解釋，不能單純以一種化學偶聯或單純以一種物理化學現象來解釋。對不同的復合體系，界面上的作用是復雜的，也不盡相同；實際形成界面的過程與表面粗糙度、極性、化學反應性、液體樹脂的流變性、表面化學結構等等因素有關，必須針對不同的復合體系綜合分析才能得到合理的結論。45玻璃纖維表面處理方法玻璃纖維表面處理劑主要有三類：有機鉻、有機硅和鈦酸酯玻璃纖維表面處理主要有三種方法：后處理法：分兩步，首先除去纖維表面的紡織型浸潤劑，然后經處理劑溶液浸漬、水洗、烘干等工藝使纖維表面涂覆處理劑；前處理法：改變浸潤劑的配方，一劑多用；遷移法：將處理劑直接加入到樹脂膠液中進行整合滲合，在浸膠的同時將處理劑施于玻璃纖維上，借助處理劑從樹脂膠液至纖維表面的遷移作用而與纖維表面發生作用，從而在樹脂固化過程中產生偶聯作用。46二、碳纖維碳纖維（CarbonFibre,CF或Cf）的開發歷史可追溯到19世紀末期，美國科學家愛迪生發明的白熾燈燈絲，而真正作為有使用價值并規模生產的碳纖維，則出現在二十世紀50年代末期。47

碳纖維是由有機纖維經固相反應轉變而成的纖維狀聚合物碳，是一種非金屬材料。

碳纖維不屬于有機纖維范疇，但從制備方法上看，它又不同于普通無機纖維。

碳纖維制品具有非常優良的X射線透過性，阻止中子透過性，還可賦予塑料以導電性和導熱性。

以碳纖維為增強劑的復合材料具有比鋼強、比鋁輕的特性，是一種目前最受重視的高性能材料之一。它在航空航天、軍事、工業、體育器材等許多方面有著廣泛的用途。491、碳纖維的分類當前，國內外巳商品化的碳纖維種類很多，一般可以根據原絲的類型、碳纖維的力學性能和碳纖維的功能等三種方法進行分類。50根據原絲類型分類

(1)聚丙烯腈基纖維；

(2)粘膠基碳纖維；

(3)瀝青基碳纖維；

(4)木質素纖維基碳纖維；

(5)其他有機纖維基(各種天然纖維、再生纖維、縮合多環芳香族合成纖維)碳纖維。51根據碳纖維的力學性能分類

(1)高性能碳纖維在高性能碳纖維中，有高強度碳纖維、高模量碳纖維、中模量碳纖維等。

(2)低性能碳纖維這類碳纖維中，有耐火纖維、碳質纖維、石墨纖維等。52根據碳纖維功能分類：受力結構用碳纖維，耐焰碳纖維，活性碳纖維(吸附活性)，導電用碳纖維，潤滑用碳纖維，耐磨用碳纖維53碳纖維是一種以碳為主要成分的纖維狀材料。它不同于有機纖維或無機纖維，不能用熔融法或溶液法直接紡絲，只能以有機物為原料，采用間接方法制造。碳纖維制造方法可分為兩種類型，即氣相法和有機纖維碳化法。2、碳纖維的制造54

氣相法是在惰性氣氛中，小分子有機物(如烴或芳烴等)在高溫下沉積成纖維。用這種方法只能制造晶須或短纖維，不能制造連續長絲。55

有機纖維碳化法可以制造連續長纖維，它通常分為兩步進行： ①將有機纖維經過穩定化處理變成耐焰纖維； ②在惰性氣氛中，于高溫下進行焙燒碳化，使有機纖維失去部分碳和其它非碳原子，形成以碳為主要成分的纖維狀物。56無論用哪一種原絲纖維來制造碳纖維，所產生的最終纖維基本成分為碳，都要經過五個階段：拉絲牽伸穩定碳化石墨化57拉絲可用濕法、干法或者熔融狀態三種中的任意一種方法進行。牽伸在室溫以上，通常是100--300℃范圍內進行。穩定通過400℃加熱氧化的方法。碳化在1000--2000℃范圍內進行。石墨化在2000--3000℃范圍內進行。碳纖維的表面處理處理目的：提高碳纖維和基體的結合強度處理方法：①表面清潔法；②液相氧化法；③氣相氧化法；④表面涂層法途徑：清除表面雜質；在纖維表面形成微孔或者刻蝕溝槽；從類石墨層面改性成碳狀結構以增加表面能；引進具有極性或反應性官能團以及形成能與樹脂起作用的中間層。59芳綸纖維是指目前已經工業化生產并廣泛應用的聚芳酰胺纖維。國外商品牌號叫凱芙拉(Kevlar)纖維，我國暫命名為芳綸纖維，有時也稱有機纖維。三、芳綸纖維60

芳綸纖維的歷史很短，發展很快。

1968午美國杜邦公司開始研制。

1972年以B纖維為名發表了專利并提供產品。1972年又研制了以PRD--49命名的纖維。

1973年正式登記的商品名稱為ARAMID纖維。61芳綸、芳綸-29、芳綸-49這三種牌號纖維的用途各不相同。

芳綸主要用于橡膠增強，制造輪胎、三角皮帶、同步帶等；

芳綸-29主要用于繩索、電纜、涂漆織物、帶和帶狀物，以及防彈背心等。

芳綸-49用于航空、宇航、造船工業的復合材料制件。62

由于該纖維具有獨特的功能，使之廣泛應用到軍工和國民經濟各個部門。 自1972年芳綸纖維作為商品出售以來，產量逐年增加。63由于芳綸纖維具有規整的晶體結構，因此，它具有化學穩定性、高溫尺寸穩定性、不發生高溫分解以及在很高溫度下不致熱塑化等特點。第四節常用復合材料一、聚合物基復合材料以聚合物為基體的復合材料。復合材料中研究最早、發展最快的一類復合材料。在現代復合材料領域中占有重要的地位，在國民經濟建設中發揮了越來越重要的作用。1.分類聚合物基復合材料增強纖維種類玻璃纖維增強型碳纖維增強型芳綸纖維增強型基體材料性能通用型耐化學介質腐蝕型耐高溫型復合材料成型固化方式常溫常壓固化成型高溫加壓固化成型阻燃型聚合物基體的結構形式熱固性樹脂基復合材料熱塑性樹脂基復合材料2.聚合物基復合材料的制造工藝和方法聚合物基復合材料的制造把復合材料的制造和產品的制造融合為一體。根據增強體和基體材料種類的不同，需要應用不同的制造工藝和方法。根據基體材料不同分類：

熱固性樹脂復合材料的制造方法：手糊成型法、噴射成型法、模壓成型法、注射成型法、RTM成型法(注射成型法)等。熱塑性復合材料的制造方法：模壓成型法、注射成型法、RTM成型法、真空熱壓成型法、纏繞成型法等。1）手糊成型工藝模具準備樹脂膠液配制增強材料準備涂脫模劑手糊成型固化脫模后處理檢驗制品手糊成型工藝流程纖維增強材料和樹脂膠液在模具上鋪覆成型，室溫(或加熱)、無壓(或低壓)條件下固化，脫模成制品的工藝方法。待浸樹脂的增強材料壓實輥樹脂可選用膠衣手糊成型示意圖膠衣是賦予復合材料制品表面的一層美觀、耐化學品侵蝕、耐擦傷和耐老化等的對其起到保護作用的表面涂層。優點(1)不受尺寸、形狀的限制，適宜尺寸大、批量小、形狀復雜產品的生產；(2)設備簡單、投資少、設備折舊費低，成本低；(3)工藝簡單；(4)可在任意部位增補增強材料，易滿足產品設計要求；(5)產品樹脂含量高，耐腐蝕性能好。缺點

(1)生產效率低，勞動強度大，勞動衛生條件差；(2)產品質量不易控制，性能穩定性差；(3)產品力學性能較低。2）噴射成型工藝為改進手糊成型工藝而開發的一種半機械化成型工藝，是手糊工藝的變形。工藝流程玻璃纖維無捻粗紗聚酯樹脂引發劑促進劑加熱靜態混合切割噴槍噴射成型模具輥壓固化脫模將混有引發劑和促進劑的不飽和聚酯樹脂從噴槍噴出，同時將玻璃纖維無捻粗紗用切割機切斷并由噴槍中心噴出，與樹脂一起均勻沉積到模具上。待沉積到一定厚度，用手輥滾壓，使纖維浸透樹脂、壓實并除去氣泡，最后固化成制品。優點(1)生產效率比手糊法提高2~4倍；(2)利用粗紗代替織物，降低了材料成本；(3)成型過程中無接縫，制品的整體性好；(4)減少了飛邊、裁屑和剩余膠液的損耗；(5)可自由調節產品壁厚、纖維與樹脂的比例及纖維的長度。缺點(1)產品的均勻程度在很大程度上取決于操作工人的熟練程度；(2)樹脂含量高，增強纖維短，制品的強度較低，耐溫性能差；(3)因過量噴涂而造成原材料損耗大；(4)陰模成型比陽模成型難度大，小型制品比大型制品難度大；(5)現場粉塵大，工作環境惡劣；(6)初期投資比手糊成型大。3）模壓成型工藝定義將一定量的模壓料放入金屬對模中，在一定溫度、壓力作用下，固化成型制品的方法。加熱加壓的作用使模壓料塑化、流動，充滿空腔，并使樹脂發生固化反應。優點缺點有較高的生產效率，適于大批量生產，制品尺寸精確，表面光潔，可以有兩個精制表面，價格低廉，容易實現機械化和自動化，多數結構復雜的制品可一次成型，無需有損于制品性能的輔助加工，制品外觀及尺寸的重復性好。壓模的設計與制造較復雜，初次投資較高，制品尺寸受設備限制，一般只適于制備中、小型玻璃鋼制品。模壓工藝模具預熱脫模劑涂刷料的稱量料預熱成預成型裝模壓制脫模后處理打底及輔助加工檢驗成品壓制前準備壓制模壓成型工藝流程4）纏繞成型工藝纏繞工藝：將浸過樹脂膠液的連續纖維或布帶，按照一定規律纏繞到芯模上，然后固化脫模成為復合材料制品的工藝過程。決定產品形狀的模具繞線筒張力控制器預浸槽小車吐絲嘴芯模基本纖維纏繞機纏繞工藝流程圖浸膠膠紗紗錠張力控制固化打模噴漆脫模芯模制造膠液配制紗團集束烘干絡紗加熱粘流縱、環向纏繞張力控制縱、環向纏繞成品濕法纏繞成型工藝干法纏繞成型工藝3.聚合物基復合材料的主要性能(1)比強度和比模量高復合材料的突出優點是比強度和比模量（即強度、模量與密度之比）高。比強度和比模量是度量材料承載能力的一個指標，比強度愈高，同一零件的比重愈?。槐饶Ａ坑?，零件的剛性愈大。如碳纖維增強的環氧樹脂復合材料的比強度比鋼高七倍。這對于高速運動的零件，要求自重輕的運輸機械具有重大的意義。(4)破損安全性好復合材料中每平方厘米截面上有幾千－幾萬根增強纖維，當其中一部分纖維斷裂時，應力會重新分布到未破壞的纖維上，致使零件不會造成突然斷裂。(3)減震性好機器結構的自振頻率與材料的比模量的平方成正比。復合材料的比模量高，結構的自振頻率高，避免與環境產生共振。(2)耐疲勞性好大多數金屬材料的疲勞極限是其抗拉強度的40－50％，而碳纖維增強的復合材料可達70－80％。(5)具有多種功能性聚合物基復合材料可以制成具有較高比熱、熔融熱和汽化熱材料，以吸收高溫燒蝕時的大量熱能；有良好的摩擦性能，包括良好的摩阻特性及減摩特性；高度的電絕緣性能；優良的耐腐蝕性能；有特殊的光學、電學和磁學特性。(6)具有很好的加工工藝性但復合材料還有一些缺點，如耐高溫性能，耐老化性能及材料強度一致性等有待于進一步研究提高。4.聚合物基復合材料的應用聚合物基復合材料占復合材料總量的90%以上；每年的平均增長率為50%；95%的是玻璃纖維增強聚合物復合材料；美國三分之一歐共體三分之一日本十分之一美國：交通運輸車輛、工具等33%；建筑、海洋結構、船舶等22%電器產品、化工等10%軍事裝備1%體育用品和其他民用消費12%歐洲共同體：交通運輸車輛30%建筑18%軍事裝備8%其他日本：基本建筑40%交通運輸車輛18%~20%化工容器10%體育用品10%電器產品15%航空二、金屬基復合材料（MMC）金屬基復合材料是一門相對較新的材料學科，它涉及材料表面、界面、相變、凝固、塑性形變和斷裂力學等。金屬基復合材料的制備工藝過程涉及高溫、增強材料的表面處理、復合成型等復雜工藝，而金屬基復合材料的性能、應用、成本等在很大程度土取決于其制造技術。概述金屬基復合材料(MMC)是一類以金屬或合金為基體，以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強相的非均質混合物，其共同點是具有連續的金屬基體。由于其基體是金屬，因此金屬基復合材料具有與金屬性能相似的一系列優點，如高強度、高彈性模量、高韌性、熱沖擊敏感性低、表面缺陷敏感性低、導電導熱性好等。通常增強相是具有高強度、高模量的非金屬材料。增強相的加入主要是為了彌補基體材料的某些不足的性能，如提高剛度、耐磨性、高溫性能和熱物理性能等。1.金屬基復合材料的分類1）按用途分類：—結構用金屬基復合材料—功能用金屬基復合材料2）按增強材料分類：

—纖維增強金屬基復合材料

—顆粒、晶須增強金屬基復合材料

—層壓增強金屬基復合材料2.金屬基復合材料的制造技術金屬基復合材料制備工藝的分類：

1）直接涂覆法

2）液態法：連續浸漬法、鑄造法

3）固態法：擴散粘結法、粉末冶金法、壓力加工法、爆炸焊接法。3.金屬基復合材料的性能特征1）高比強度、高比模量由于在金屬基體當中加入了適量的高強度、高模量、低密度的纖維、晶須、顆粒等增強物，明顯提高了復合材料的比強度和比模量，特別是高性能連續纖維—硼纖維、碳（石墨）纖維、碳化硅纖維等增強物，具有很高的強度和模量。用高比強度、比模量金屬基復合材料制成的構件相對密度輕、剛性好、強度高，是航空航天技術領域中理想的結構材料。2）導熱、導電性能金屬基復合材料中金屬基體占有很高的體積分數，一般在60%以上，因此仍能保持金屬所具有的良好的導熱和導電性能。良好的導熱性可以有效傳熱，減少構件受熱后產生的溫度梯度和迅速散熱，這對于尺寸穩定性要求高的構件和高集成度的電子器件尤為重要。良好的導電性可以防止飛行器構件產生靜電聚集的問題。在金屬基復合材料中采用高導熱性的增強物還可以進一步提高金屬基復合材料的熱導率。3)熱膨脹系數小、尺寸穩定性好金屬基復合材料中所用的增強物碳纖維、碳化硅纖維、晶須、顆粒、硼纖維等均具有