复合材料发展状况
复合材料状况
0．前言
《国家“十二五”科学和技术发展规划》发展目标：到2020年，我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全能力增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列。尤其在信息、生物、材料和航天等前言领域达到世界先进水平。其中复合材料作为新材料中不可分割的重要部分，明确指出对新材料的结构和复合华作为复合材料研究的一重点领域。
1．复合材料概述
复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的的物质组成的一种多相固体材料。在复合材料中，连续相成为基体，分散相成为增强体。材料主要分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料，金属材料本身密度大、化学性差；无机非金属材料脆性大；高分子材料易老化不耐高温。随着现代技术的发展，尤其是我国航空航天事业的快速发展，对材料提出了“三高一低”（即高强度、高模量、高耐温和低密度）的要求。单一材料所表现出的性能满足不了苛刻条件下材料性能的要求，因此，将三种材料复合并合理设计后通过“扬长避短”使得高性能复合材料得以快速发展。
2．复合材料得分类
复合材料按照基体材料种类分为树脂基、金属基和陶瓷基；按照增强形态分为纤维增强、颗粒增强和叠层（层状）增强。按照增强形态所致的复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性好、耐高温、和断裂安全系数高等特性。
2．1树脂基复合材料发展
树脂基复合材料具有比强度、比模量高、可设计性强的特点，60年代问世至今，在全球范围内已经成为一重要的技术产业，并且广泛使用于武器装备，对武器装备的轻量化、微型化和高性能化起到了至关重要的作用；由于树脂基复合材料较低的密度，使用于航空飞机，可降低飞机自重的25%-30%。
2.1.1国外现状
据有关部门统计，全世界树脂基复合材料制品共有40000多种，截止2007年，全球纤维增强复合材料产量达750多万吨，从业人员约45万人，年产值约415亿欧元[1]。发达国家如美国、德国和日本早在20世纪90年代初就开始从热固性树脂向高性能热塑性树脂研究。热塑性树脂基复合材料可以明显节约加工时间和工序。树脂基复合材料作为优异的性能主要使用于汽车、建筑、航空和体育用品中。
2.1.2国内现状
我国树脂基复合材料发展约50年左右，近年来，受世界复合材料大环境的影响，我国树脂基复合材料发展迅速，“十二五”国家发展纲要明确指出了新材料的发展使用，玻璃钢即玻璃纤维增强树脂在我国发展迅速，全球玻璃纤维2014年总产值为7898.5百万美元，预期在2019年达11046.5百万美元，年增长率6.9%，目前，亚洲市场容量最大。2014年全球玻璃纤维复合材料行业总产值为4898百万美元，预期2019年达7044.3百万美元，年增长率7.1%。2013年中国产量达410万吨，中国玻纤复合材料增长迅速，自1978（3.5万吨）年到2013（410万吨）年，中国总产量增长了683倍。
2.1.3树脂基复合材料制造技术
依据不同类型及结构设计的复合材料，对模具及制造工艺要求较
高，通过不同的成型工艺满足不同场合的需求。目前航空航天领域树脂基复合材料主要的成型工艺包括：热压罐成型工艺、RTM成型技术、缠绕成型技术、拉挤成型技术、热压成型技术、自动铺放技术等。目前，通过上述成型技术工艺，旨在发展树脂基复合材料高性能、轻量化的研究，同时重视生产工艺和综合配套设施的改进，降低成本，使得树脂基复合材料性价比更高。
2.2金属基复合材料发展
金属基复合材料发展至今，科技工作者主要在增强相和制备工艺做了大量研究，其增强相主要分为单丝、长纤维晶须、短纤维和颗粒等；制备工艺主要分为：扩散结合、粉末冶金、雾化和业态金属等方面。在过去二十几年中，金属基复合材料逐渐从军事国防向民用领域渗透，
2.2.1国外现状
目前，其使用已经在陆上运输（汽车和火车）、热管道、民航、工业和体育领域已经商业化，形成年产5000t年产值近20亿美元的工业部门。2008年全世界金属基复合材料市场总量达4400t，2013年以前全球MMCs（金属基复合材料）每年保持约5.9%的年增长率。其中陆上运输和高附加值散热组件各站60%和30%，
2.2.2国内现状
从MMCs的生产效率，使用范围和规模和国外相比，已经成为衡量一个国家材料科技水平的水准线，以用量计算，美国、欧洲和日本是MMCs的消费大国，超过总量的65%以上，而我国目前尚没有形成MMCs产业及产业标准或军工标准。目前，仅有少量航空航天单位、科研单位形成了小批量生产的配套能力，品种较为单一，但仍然是我国国防和军工建设的有力支撑。近年来，国内MMCs市场发展潜力随
着技术和市场缺钱发展巨大，西方MMCs公司在中国建厂并生产，然而关于技术仍然没有得到解密。为了在航空航天，武器装备的迫切需求，我国亟需研制出一批高质量MMCs生产技术和配套设施。
2.2.3MMCs制造技术
MMCs制造工艺和方法主要为搅拌铸造法、粉末冶金法、原位生成法、挤压铸造法和喷射成形法。搅拌铸造工艺简单、操作方便、可生产大体积复合材料；粉末冶金可以制备出增强相高体积分数的复合材料，但工艺设备复杂，成本较高；原位生成主要是通过形核长大成稳定相形成，增强表面无污染，增强强度高；挤压铸造是制造金属基复合材料较为理想的途径，将预增强体在模具中加热迅速冷却制得；喷射成形主要是得到细小、致密、组织均匀体，生产工艺简单，生产成本低。
2.2.4MMCs发展方向
金属基复合材料由于其制备方法一般在较高的温度范围内制备新材料，为了满足科技发展的需要和市场需求，MMCs复合材料主要的发展方向为：简化制备工艺，降低成本；进一步探究金属基增强相强化机理，微观结构变化对机制的作用；润湿问题是金属基复合材料的难题，解决MMCs润湿问题成为关键；强调基体材料和增强材料的选择问题。
2.3陶瓷基复合材料（CMC）发展
陶瓷基复合材料（CMC）一般是指相变增韧、颗粒增韧和纤维、晶须增韧陶瓷的材料。主要针对耐高温复合材料研究使用，主要还是航空航天的使用，为了提高航空发动机的推重比和降低燃料消耗，50-60年代，发动机热端部件主要材料为铸造高温合金，其使用温度为800℃-900℃，70年代中期，定向凝固超合金开始推广，其使用温
度提高接近1000℃，进入80年代后，开发出了高温单晶合金、弥散强化超合金以及金属间化合物等，并且热障涂层技术得到了使用，是热端部件的使用温度提高到1200℃-1300℃，接近合金熔点的80%，再进一步提高其使用温度收到限制，陶瓷基复合材料是21世纪可替代金属及其合金热端部件的首选材料。近20年，世界各国对高温结构用陶瓷基复合材料进行了研究和开发，并投入了大量的人力物力，美国NASA制定的耐高温材料计划、宇航计划以及日本的日月光计划都把陶瓷基复合材料作为研究的主要对象，其研究目标是将发动机热端部件材料的耐温达1650℃，从而达到节能、减重、提高推进比和延长寿命的目的，满足军事和民用热机的需要。
2.3.1陶瓷基复合材料（CMC）制备方法
陶瓷基复合材料通过对陶瓷增韧，纤维增韧引入主要是使得陶瓷材料的断裂行为发生根本性变化，由原来脆性断裂变成了非脆性断裂；晶须是具有一定长径比且缺陷较少的陶瓷小单晶，有很高的强度，是一种理想的陶瓷基增韧增强体，晶须引入使得材料由沿晶断裂转变为穿晶断裂的混合模式；相变增韧是目前极具发展前途和潜力的结构性陶瓷，主要利用ZrO2的相变特性提高陶瓷的断裂韧性和抗弯强度，通过应力诱导、微裂纹和压缩表面韧化处理；颗粒增韧是使颗粒充分分散在陶瓷基体中，烧结致密化，对陶瓷基的高温强度和高温蠕变有较大改善，颗粒的分布减小了裂纹扩散的驱动力，可提高陶瓷基复合材料的断裂韧性。
2.3.2陶瓷基复合材料（CMC）未来发展
陶瓷虽然作为发动机热端材料具有独特的优越性，但是其脆性大限制了其广泛的使用，为了克服陶瓷材料存在的可靠性差、敏感和韧性差的缺点，主要通过上述增强机制改变陶瓷本质的特性，为了使陶
瓷基复合材料更快的发展，突破自身的缺陷，其未来发展趋势主要为：1.降低陶瓷基复合材料的制造成本，目前CMC成本较好，阻碍了其进一步发展，美国陶瓷界人士认为：通过凝胶铸成型和水基低压制造成型是目前较好的陶瓷成型工艺，且成本低；2.提高陶瓷基复合材料的可靠性和可重复制造性，降低因增强效应所带来得加工不稳定性；3.目前CMC设计准则主要参考金属材料设计手册，其本身尚没有形成完成的设计系统，随着科技手段的进步，在特殊领域和特殊构件下金属手册满足不了陶瓷材料的设计要求，因此需尽快完善陶瓷基材料的设计手册并制定新的加工设计准则，以便进一步推进陶瓷材料的进步。
3. 结论
为了满足苛刻条件下材料的使用，复合材料以其轻质、高强、结构可设计性、结构功能一体化等优异的综合性能在各个领域表现出突出的作用。尤其在航空航天、国防军工、能源交通、资源环境等国民经济中影响巨大。随着科学技术的不断进步，未来复合材料的发展将会在上述特性的基础上更经济化、功能性更专一化的领域发展迅速。国家推出“十三五”绿色环保节能后，复合材料的发展将会更加全面。专业化，系列化。
参考文献
[1] 陈详宝.先进树脂基复合材料的发展[J].航空材料学报,2000,v20(1):46-48
[2] 陈详宝.先进树脂基复合材料的发展和使用[J]. 航空材料学报,2003,v23(增):198-199
[3] 陈详宝,张宝艳,邢丽英.先进树脂基复合材料技术发展和使用现状[J].中国材料进展,2009,v28(6):3-5
[4]邢丽英,蒋诗才,周正刚.先进树脂基复合材料制造技术进展[J]. 复合材料学报,2013,v30(2):2-5
[5] 何亚飞,矫维成等.树脂基复合材料成型工艺的发展[J].纤维复合材料,2011,2:7-9
[6] 耿运贵,张永涛.树脂基复合材料的使用和发展趋势[J].河南理工大学学报(自然科学版),2007,V26(2):192-195
[7] 郝斌,段先进等.金属基复合材料的发展状况及展望[J].材料导报,2005,V19(7):64-66
[8] 李凤平.金属基复合材料的发展和研究现状[J].玻璃刚/复合材料,2004,1:47-50
[9] 王倩,高建国等.金属基复合材料的发展和使用[J].沈阳大学学报,2007,V19(2):10-13
[10] 张荻,张国定等.金属基复合材料的现状和发展趋势[J].中国材料进展,2010,V29(4):1-4
[11] 张效宁,王华等.金属基复合材料研究进展[J].云南冶金,2006,V35(5):53-55
[12] 张发云,闫红等.金属基复合材料制备工艺研究进展[J].锻压技术,2006,6:100-103
[13] 张立同,成来飞.连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略讨论[J].复合材料学报,2007,V27(2):1-4
[14] 王俊奎,周施真.陶瓷基复合材料的研究进展[J].1990,V7(4):1-3
[15] 何柏林,孙佳.陶瓷基复合材料增韧技术的研究进展[J].粉末冶金工业,2009,V19(4):49-51
[16] 史国普.纤维增强陶瓷基复合材料概述[J].陶瓷,2009,16-19
[17] 周洋, 袁广江等.高温结构陶瓷基复合材料的研究现状和展望[J].硅酸盐通报,2001,31-33
[18] 付前刚,李贺军等.国内C/C复合材料基体改性研究进展[J].中
复合材料的发展和应用
复合材料的发展和应用 复合材料的发展和应用 具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候 论文格式论文范文毕业论文 全球复合发展概况复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电气、、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。树脂基复合材料的增强材料树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道
的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止，我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中，只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平，且拥有自主知识产权，形成了小规模的产业，现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来，荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场，年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的，主要有长纤维增强粒料、连
纳米复合材料最新研究进展与发展趋势
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
航空航天复合材料技术发展现状
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复合材料的界面改性
界面及界面改性方法 界面结合强度低，则增强纤维与基体很容易分离，在材料的断面可观察到脱粘、纤维拔出、纤维应力松弛等现象，起不到增强作用；但界面结合强度太高，则增强纤维与基体之间应力无法松弛，形成脆性断裂。 在研究和设计界面时，不应只追求界面粘结而应考虑到最优化和最佳综合性能。 1、聚合物基复合材料界面 界面结合有机械粘接与润湿吸附、化学键结合等。 大多数界面为物理粘结，结合强度较低，结合力主要来自如色散力、偶极力、氢键等物理粘结力。 偶联剂与纤维的结合（化学反应或氢键）也不稳定，可能被环境（水、化学介质等）破坏。一般在较低温度下使用，其界面可保持相对稳定。增强剂本身一般不与基体材料反应。 聚合物基复合材料界面改性原则： 1）在聚合物基复合材料的设计中，首先应考虑如何改善增强材料与基体间的浸润性。一般可采取延长浸渍时间，增大体系压力、降低熔体粘度以及改变增强体织物结构等措施。２）适度的界面结合强度 ３）减少复合材料中产生的残余应力 ４）调节界面内应力和减缓应力集中 聚合物基体复合材料改性方法 １、颗粒增强体在热塑性聚合物基体加入两性相溶剂(增容剂)，则能使液晶微纤与基体间形成结合良好的界面 ２、纤维增强体复合材料界面改善 a)纤维表面偶联剂 b)涂覆界面层 c)增强体表面改性 2、金属基复合材料界面 金属基体在高温下容易与增强体发生不同程度的界面反应，金属基体多为合金材料，在冷却凝固热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。 金属基复合材料界面结合方式有化学结合、物理结合、扩散结合、机械结合。总的来讲，金属基体复合材料界面以化学结合为主，有时也会出现几种界面结合方式共存。 金属基体复合材料的界面有3种类型：第一类界面平整、组分纯净，无中间相。第二类界面不平直，由原始组分构成的凸凹的溶解扩散型界面。第三类界面中含有尺寸在亚微米级的界面反应物。多数金属基复合材料在制备过程中发生不同程度的界面反应。 金属基复合材料的界面控制研究方法： 1）对增强材料进行表面涂层处理在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应的阻挡层作用。 2）选择金属元素改变基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应。尽量避免选择易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素 3）优化制备工艺和参数金属基体复合材料界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应的有效途径。 3、陶瓷基复合材料的界面 陶瓷基体复合材料指基体为陶瓷材料的复合材料。增强体包括金属和陶瓷材料。界面结合方式与金属基体复合材料基本相同，有化学结合、物理结合、机械结合和扩散结合，其中以化学结合为主，有时几种结合方式同时存在。 陶瓷基体复合材料界面控制方法
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展 摘要聚合物基复合材料以聚合物为基体，玻璃纤维、碳纤维、芳纶等为增强材料复合而成。主要包括热固性复合材料和热塑性复合材料。本文先介绍聚合物基复合材料的最新性能研究，再简单介绍下最近几年的研究热点，最后从应用角度谈一谈聚合物基复合材料的发展现状和最近进展。 关键词聚合物基复合材料发展现状最近进展 一、引言 我国聚合物基复合材料的研究始于1958 年，第一个产品就是我们所熟知的玻璃钢。我国热塑性树脂基复合材料开始于20世纪80年代末期，近20年来取得了快速发展。迄今，我国已经成功将碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维增强高性能聚合物基复合材料实用化，其中高强度玻璃纤维增强复合材料已达到国际先进水平，形成了年产500t的规模[1]。随着科技的高速发展，传统聚合物基复合材料已不能满足使用需求，对高性能、耐高温、耐磨损、耐老化性能的研究不断深入。新型复合材料的出现也给该领域带来了更大的发展前景，进而在军事、航空航天、交通，乃至日常生活中的广泛运用也使得该领域具有巨大的发展空间和良好的市场前景[2]。 二、性能研究进展 常见的高性能耐高温聚合物材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等。研究发现液晶材料能很好的提高PTFE的耐磨损性能，将PEEK与其它聚合物共混或采用碳纤
维(CF)、玻璃纤维(GF)、无机纳米粒子等复合增强，已成为制备摩擦学性能和力学性能更优异的PEEK复合材料的首选[3]。美国一家PI复合材料供应商，主要生产不含MDA型PI／碳纤维、玻璃纤维、石英纤维单向带、织物以及预制品。该公司开发的900HT材料的瓦约为426℃，使用温度最高816℃，可采用热压罐、模压以及某些液体模塑工艺加工[4]。该材料还具有十分优异的热氧化稳定性，因此尤其适用于制造在高温氧气环境中长期工作的发动机以及机身部件[5]。 聚合物基复合材料在自然环境下使用，性能会受到许多环境因子（如紫外辐射、臭氧、氧、水、温度、湿度、微生物、化学介质等）的影响。这些环境因子通过不同的机制作用于复合材料，导致其性能下降、状态改变、直至损坏变质，通常称之为“腐蚀”或“老化”[6]。环境因素对复合材料性能的影响主要是通过树脂基体、增强纤维以及树脂/纤维粘接界面的破坏而引起性能的改变。陈跃良等分析了湿热老化、化学侵蚀和大气老化对复合材料的作用机理及对其力学性能的影响[7]，也提出了复合材料老化寿命预测方法。 对于大多数聚合物材料而言，阻燃性能不佳，加入阻燃剂往往是必须的。从阻燃剂发展趋势来看,以高效、价廉、无卤素、无污染为特征的无机类阻燃剂符合世界各国发展环保型材料,推进可持续发展战略的政策要求。无机阻燃剂可以单独使用,也可以与有机阻燃剂复配使用,产生协同效应,起到很好的阻燃效果,是目前阻燃剂发展的主流。而其中的氢氧化物阻燃剂被认为是最有发展前途的、环境友好的无机阻燃剂, 成为近几年各国研究的热点[8]。Kazuki等研究发现了含
复合材料的最新研究进展
复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.360docs.net/doc/9b4511927.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -
复合材料的发展前景,发展与应用
复合材料的发展及应用 随着科学技术迅速发展，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，传统的单一材料已不能满足实际需要。这时候复合材料就出现在了这百家争鸣的舞台上。 基本概论 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。此定义来自ISO。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。从上述定义中可以看出，复合材料是两个或多个连续相与一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。所以我们可根据增强材料与基体材料的名称来给复合材料命名，增强基体复合材料。如：玻璃钎维环氧树脂复合材料，可写作玻璃/环氧复合材 料。 分类与性能 按增强材料形态分类可分为（1）连续纤维复合材料；（2）短纤维复合材料；（3）粒状填料复合材料；（4）编织复合材料。按增强纤维种类分类可分为（1)玻璃纤维复合材料；（2）碳纤维复合材料；（3）有机，金属，陶瓷纤维复合材料。在此篇文章中主要讨论以基体材料分类的几种复合材料。1.聚合物基复合材料——比强度，比模量大；耐疲劳性好；减震性好；过载时安全性好；具有多种功能性；
有很好的加工工艺性。2金属基复合材料——高比强度，高比模量；导热，导电性能；热膨胀系数小，尺寸稳定性好；良好的高温性能；耐磨性好；良好的疲劳性能和断裂韧性；不吸潮，不老化，气密性好。此外还有陶瓷，水泥基复合材料，都有与上类似的特点。 基体材料 一：金属材料 选择基体的原则：使用要求，组成特点，基体金属与增强物的相 容性。 结构复合材料的基体：450℃以下的轻金属基体（“铝基和镁基”用于航天飞机，人造卫星，空间站，汽车发动机零件，刹车盘等）；450-700℃的复合材料的金属基体（“钛合金”用于航天发动机）；1000℃以上的高温复合材料的金属基体（“镍基，铁基耐热合金和金属间化合物”用于燃气轮机）。 二：陶瓷材料 陶瓷是金属和非金属元素的固体化合物，其键合为共价键或离子键，与金属不同，它们不含有大量的电子。一般而言，陶瓷具有比金属更高的熔点和硬度，化学性质非常稳定，耐热性，抗老化性皆佳。常用的陶瓷基体主要包括玻璃（无机材料高温烧结），玻璃陶瓷，氧化物陶瓷（MgO，Al2O3，SiO2，莫来石等），非氧化物陶瓷（氮化物，碳化物，硼化物和硅化物等）。 三：聚合物材料
碳基复合材料研究现状及发展趋势全解
碳基复合材料研究现状及发展趋势 摘要：碳基复合材料由于其优异的各项性能在航空航天工业、能源技术、信息技术等方面有着很好的应用前景，国内外对高性能复合材料的研究也日趋加深，本文主要从材料的性能来分析其应用及其在未来主要领域的发展趋势。 1 碳基复合材料的特点 碳纤维增强碳复合材料（碳基复合材料，C/C）是具有特殊性能的新型工程材料，是以碳或石墨纤维为增强体，碳或石墨为基体复合而成的材料。碳基复合材料几乎完全是由碳元素组成，故能承受极高的温度和极大的加热速度。该材料具有极高的烧蚀热、低的烧蚀率、抗热冲击，并在超热环境下有高强度，被认为是再入环境中高性能的抗烧蚀材料。它抗热冲击和抗烧诱导能力极强，且具有良好的化学惰性。碳基复合材料做导弹的鼻锥时，烧蚀率低且烧蚀均匀，从而可提高导弹的突防能力和命中率。碳基复合材料还具有优异的耐磨差性能和高的导热，使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。 碳基复合材料不仅具有其它复合材料的优点，同时又有很多独到之处。碳基复合材料的特点如下： （1）整个系统均由碳元素构成，由于碳原子彼此间具有极强的亲和力，使碳基复合材料无论在低温下还是在高温下，都有很好的稳定性。同时，碳素材料高熔点的本性，赋予了该材料优异的耐热性，可以经受住2000℃左右的高温，是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料。更重要的是碳基复合材料随着温度的升高，其强度不降低，甚至比室温还高，这是其他材料无法比拟的。 （2）密度低（小于2.0g/cm3），仅为镍基高温合金的1/4，陶瓷材料的1/2。 （3）抗烧蚀性能良好，烧蚀均匀可以用于3000 ℃以上高温短时间烧蚀的环境中，可作为火箭发动机喷管、喉衬等材料。 （4）耐摩擦，耐磨损性能优异，其摩擦系数很小，性能稳定，是各种耐磨和摩擦部件的最佳候选材料。 （5）良好的生物相容性，具有与人体骨骼相当的密度和模量，在人体骨骼修复与替代材料方面具有较好的应用前景。 2 碳基复合材料的制备工艺 碳基复合材料制备过程包括：增强体碳纤维及其织物的选择、基体碳先驱体
复合材料的发展概述
复合材料的发展 摘要：材料是科学技术发展的基础，复合材料作为最新发展起来的一大类新型材料，对科学技术的发展产生了极大的推动作用。对航空航天事业的影响尤为显著。复合材料的发展近几十年来极为迅速。从最早出现的宏观复合材料，如水泥与砂石、钢筋复合而成的混凝土，到随后发展起来的微观复合材料：聚合物基、金属基和无机非金属材料基复合材料。各种新型复合材料及其制备技术犹如雨后春笋般出现，同时，随着科学技术的发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料的性能要求越来越高，因而对复合材料也提出了更高的要求。 前言 复合材料与金属、高聚物、陶瓷并称为四大材料。今天，一个国家或地区的复合材料公业水平，已经成为衡量其科技以经济实力的标志之一，先进复合材料是国家安全和国民经济具有竞争力优势的源泉。在未来的发展中，只有复合材料有可能大概率的提高。 环氧树脂是优良的反应固化型性树脂，在纤维增强复合材料领域中，环氧树脂大型身手，它与高性能纤维PAN基碳纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、S与E玻璃纤维复合，便成为不可代替的重要的基体纤维和结构纤维，广泛运用在电子电力、航空航天、运动器材、建筑补强、压力管维、化工防腐等
六大领域。普遍认为今后先进复合材料将按四个方向发展，即低成本、高性能、多功能和智能化。本文简要介绍这四个方面的发展前景。 关键词：低成本；多功能；高性能；智能化 经过20世界60年代末期使用，树脂基高性能复合材料被用于飞机的承力结构，后又逐渐进入工业其他领域。70年代末期发展出了用高强度、高模量的耐热碳纤维和陶瓷纤维与金属复合，特别是鱼轻金属复合，形成了金属基复合材料，克服了树脂基复合材料耐热性差、导热性低等缺点，已广泛应用于航空航天等高科技领域。80年代开始，逐渐出现了陶瓷复合材料。复合材料因其具有可设计的特点受到广泛的重视，因而发展极快。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达7.5万吨，汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看，汽车是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振
复合材料产业发展年度发展趋势
复合材料产业发展趋势复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 一、复合材料工业发展现状 （一）我国复合材料产量已经跃居世界第二 历经半个世纪，尤其是改革开放以来的30年，通过自主创新与吸收国际先进技术，复合材料在中国已成为星罗棋布的朝阳产业。 1986-2008，我国复合材料（热固性）增长近60倍。总量在上世纪90年代末期超过德国，本世纪初超过日本，热固性复合材料已超过欧洲总和。如今我国复合材料年产量仅次于美国，而居世界第二位。 （二）建立了较丰厚的原辅材料基础 1、增强材料 （1）玻璃纤维
1997年建立了我国第一个玻璃纤维拉丝池窑。迄今我国在线池窑共56座，年产能逾162万吨。世界上最大的无碱玻璃纤维池窑（10万吨/年）与中碱玻璃纤维池窑（4万吨/年）已于2006年投产。ECR（耐酸、高强度、高电阻无碱玻璃纤维）2005年在重庆问世。 除传统的中碱、无碱、高强、高模、高硅氧、耐碱玻璃纤维外，还开发了D（低介电）玻璃纤维、镀金属玻璃纤维。（2）玄武岩连续纤维及其复合材料 2003年起步，现已能采用纯天然玄武岩拉制单丝直径5.5微米、连续长度5万米不断头的连续纤维；已研发成功混凝土用筋材、建筑结构补强材、高温过滤毡、多轴向织物等，并已出口到发达国家与地区，其生产工艺与产品质量达国际先进水平。 我（大陆）玄武岩纤维及制品已出口欧美、日本等国，并卖到台湾省。 2007年我国上海、浙江横店、四川成都、辽宁营口等地生产的玄武岩连续纤维，年产量达700吨。 （3）ACM（先进复合材料）用特种纤维 相比玻璃纤维，我国碳纤维、芳纶纤维发展令人扼腕。碳纤维有专门文章论述本文不赘述。“十五”期间自主研发的聚芳砜酰胺纤维（Polysulphonamide fiber）耐热性、阻燃性、染色性、稳定性均优于芳纶。
复合材料的发展和应用的论文
复合材料的发展和应用的论文 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商ppg公司统计，2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国gdp增长率的2倍，达到4%~6%。2000年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，2000年的总产量约为145万吨，预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在2000年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料，在北美已被大量用作托盘和包装箱，用以替代木制产品；而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维 目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高，因此增长率也比较快，年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃
高分子复合材料现状及发展趋势
高分子复合材料现状及发展趋势 8090216 王健敏 摘要：本文概述了高分子复合材料近年来的最新发展状况以及未来的发展趋势。针对不同的高分子复合材料，文章分别简要概括了液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料以及导热高分子复合材料这三种目前发展最为迅猛的高分子复合材料各自的发展状况。通过相关文献所报导的对于复合机理或者是具体应用上的报导，可以得知高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料是未来材料发展的主要方向之一。 关键词：液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料、导电高分子复合材料 21世纪是科技迅猛发展的时代，随着科学技术的发展，人们对聚合物材料的应用性能的要求日益提高，仅由合成法制备新的聚合物越来越难以满足要求的应用性能，而高分子复合材料所表现出来的优异性能引起了科学家的极大关注。高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料将在21世纪发挥出巨大的作用和无限的生命力。目前，高分子复合材料主要有高分子液晶复合材料、高分子纳米复合材料等。另外由于导热高分子复合材料的用途广泛及应用价值巨大，因此将它单独列为一类。随着科学技术的发展，这几类高分子复合材料都得到了长足的发展，下面将分别介绍各种高分子复合材料的发展状况。 1、高分子液晶复合材料
自从1888年奥地利植物学家F. Reinitzer在合成苯甲酸胆甾醇时发现了液晶后[1] , 人们对液晶材料的探索就从未停止。在1966年Dopont 公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制出商品纤维——Fi2bre B后,高分子液晶走向了工业化道路。至本世纪,高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要方向。液晶高分子当前的发展趋势是：降低成本；发展液晶高分子原位材料；开发新的成型加工技术和新品种；发展功能液晶高分子材料。目前，关于热致液晶高分子的原位复合是液晶高分子复合领域的一大热点。 原位复合材料是以热塑性树脂为基体, 热致液晶高分子为增强剂, 利用热致液晶聚合物易于自发取向成纤维或带状结构的特点, 在共混熔融后拉伸或注射成型时, 体系中的分散相TLCP 在合适的应力作用下取向形成微纤结构, 由于刚性分子链有较长的松弛时间,在熔体冷却时能被有效地冻结或保存在T P 基体中, 从而形成一种自增强的微观复合材料, 即热致液晶原位复合材料[2]。热致液晶高分子( TLCP) 具有高强度、高模量和自增强性能, 杰出的耐高温和冷热交变性能, 优异的阻燃性、耐腐蚀性、耐磨性、阻隔性和成型加工性能, 线胀系数和摩擦系数小, 尺寸稳定性高, 抗辐射、耐微波、综合性能十分优异, 被誉为超级工程材料。 据相关报道，由于碳纳米管( CNT ) 具有卓越的力学、热学、电学等理化性能, 因而广泛用于高分子复合材料改性, 由于长径比较大,只需添加极少的CNT, 就可以显著改善高分子基体的性能[3]，国内外学者对以各种聚合物为基体的CNT /聚合物纳米复合材料进行了广
复合材料的发展和应用(1)
复合材料的发展和应用(1) 全球复合材料发展概况 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展，树脂与玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此，碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世，使高分子复合材料家族更加完备，已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨，年产值达1300亿美元以上，若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入，其产值将更为惊人。从全球范围看，世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长，而亚洲的日本则因经济不景气，发展较为缓慢，但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计，20XX年欧洲的复
合材料全球占有率约为32%，年产量约200万吨。与此同时，美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍，达到4%~6%。20XX年，美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关，各国的占有率变化很大。总体而言，亚洲的复合材料仍将继续增长，20XX年的总产量约为145万吨，预计20XX年总产量将达180万吨。 从应用上看，复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。20XX年美国汽车零件的复合材料用量达万吨，欧洲汽车复合材料用量到20XX年估计可达万吨。而在日本，复合材料主要用于住宅建设，如卫浴设备等，此类产品在20XX年的用量达万吨，汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时，随着近年来人们对环保问题的日益重视，高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如，
高分子复合材料的研究现状与展望(最新篇)
高分子复合材料的研究现状与展望 高分子复合材料的研究现状与展望 研究领域的一个研究热点。复合材料可以发挥各种材料的优点，避其弱点，可充分利用和节约资源，因此科技界将复合材料作为一类新型材料来研究。例如玻璃钢，因质轻、坚硬，机械强度可与钢材相比，已成功用于印刷电路板、汽车车身、船体等领域。 复合材料与陶瓷、高聚物、金属并称为四大材料。其已成为衡量一个国家或地区的复合材料工业水平的标志之一，是国家安全和国民经济具有竞争优势的源泉。有关研究报道指出，到2020年，复合材料性能潜力可获得20%~25%的提升. 随着工业现代化的发展，设备的集群规模和自动化程度越来越高，同时针对设备的安全连续生产的要求也越来越高，传统的以金属修复方法为主的设备维护工艺技术已远远不能满足高新设备的维护需求，对此需要研发针对设备预防和现场解决的新技术和材料，为此诞生了包括高分子复合材料在内的更多新的维护技术和材料，满足新设备运行环境的维护需求。 1、高分子材料研究现状 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，由巨量原子以共价键结合形成相对分子量大、具有重复结构单元的有机化合物。高分子材料按来源分为天然高分子材料、合成高分子材料、半合成高分子材料。生活中的高分子材料很多，如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等.
我国在高分子材料的开发和综合利用虽起步较晚，但高分子材料为我国的经济建设做出了重要的贡献，已建立了完善的高分子材料的研究、开发和生产体系，取得了进步。目前，我国应提高整体科研水平，致力于创新的高分子聚合反应和方法，开发出绿色功能和智能材料，满足工业和新技术的需求，提高人们生活质量。 高分子材料对我们未来的影响是不可预测的，随着科技的发展，高分子材料也可以具有其他材料的特性，成为最全面的材料，能满足人类在工业、医药、航天方面对新材料的需求，造福人类。 2、复合材料研究现状 复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比强度和比模量大、比重小。例如碳纤维与环氧树脂复合的复合材料，其比强度、比模量比钢和铝合金的比强度、比模量大数倍，且具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能. 纤维增强材料的另一个特点是各向异性，可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合，耐热性高，耐磨损，可作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合，使用温度可达1500℃，比超合金涡轮叶片的使用温度高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨，构成耐烧蚀材料，已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。
2016年纤维增强复合材料现状研究及发展趋势(精)
2016-2021年中国纤维增强复合材料市场深 度调查研究与发展趋势分析报告 报告编号：1901576 行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究 成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：
一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济 运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策 者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了 决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.360docs.net/doc/9b4511927.html, 基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行 业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。 一、基本信息
报告名称： 2016-2021年中国纤维增强复合材料市场深度调查研究与发展趋势分析报告 报告编号：1901576 ←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥8280 元可开具增值税专用发票 Email ： kf@https://www.360docs.net/doc/9b4511927.html, 网上阅读： https://www.360docs.net/doc/9b4511927.html,/R_ShiYouHuaGong/76/XianWeiZengQiangFuHeCaiLiaoFaZ hanQuShiYuCeFenXi.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 《2016-2021年中国纤维增强复合材料市场深度调查研究与发展趋势分析报告》通 过纤维增强复合材料项目研究团队多年对纤维增强复合材料行业的监测调研，结合中国 纤维增强复合材料行业发展现状及前景趋势，依托国家权威数据资源和一手的调研资料 数据，对纤维增强复合材料行业现状及趋势进行全面、细致的调研分析，采用定量及定 性的科学研究方法撰写而成。 《2016-2021年中国纤维增强复合材料市场深度调查研究与发展趋势分析报告》可
复合材料发展状况
复合材料发展状况
复合材料状况 0．前言 《国家“十二五”科学和技术发展规划》发展目标：到2020年，我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全能力增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列。尤其在信息、生物、材料和航天等前言领域达到世界先进水平。其中复合材料作为新材料中不可分割的重要部分，明确指出对新材料的结构与复合华作为复合材料研究的一重点领域。 1．复合材料概述 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的的物质组成的一种多相固体材料。在复合材料中，连续相成为基体，分散相成为增强体。材料主要分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料，金属材料本身密度大、化学性差；无机非金属材料脆性大；高分子材料易老化不耐高温。随着现代技术的发展，尤其是我国航空航天事业的快速发展，对材料提出了“三高一低”（即高强度、高模量、高耐温和低密度）的要求。单一材料所表现出的性能满足不了苛刻条件下材料性能的要求，因此，将三种材料复合并合理设计后通过“扬长避短”使得高性能复合材料得以快速发展。 2．复合材料得分类 复合材料按照基体材料种类分为树脂基、金属基和陶瓷基；按照增强形态分为纤维增强、颗粒增强和叠层（层状）增强。按照增强形态所致的复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性好、耐高温、和断裂安全系数高等特性。
2．1树脂基复合材料发展 树脂基复合材料具有比强度、比模量高、可设计性强的特点，60年代问世至今，在全球范围内已经成为一重要的技术产业，并且广泛应用于武器装备，对武器装备的轻量化、微型化和高性能化起到了至关重要的作用；由于树脂基复合材料较低的密度，应用于航空飞机，可降低飞机自重的25%-30%。 2.1.1国外现状 据有关部门统计，全世界树脂基复合材料制品共有40000多种，截止2007年，全球纤维增强复合材料产量达750多万吨，从业人员约45万人，年产值约415亿欧元[1]。发达国家如美国、德国和日本早在20世纪90年代初就开始从热固性树脂向高性能热塑性树脂研究。热塑性树脂基复合材料可以明显节约加工时间和工序。树脂基复合材料作为优异的性能主要应用于汽车、建筑、航空和体育用品中。 2.1.2国内现状 我国树脂基复合材料发展约50年左右，近年来，受世界复合材料大环境的影响，我国树脂基复合材料发展迅速，“十二五”国家发展纲要明确指出了新材料的发展应用，玻璃钢即玻璃纤维增强树脂在我国发展迅速，全球玻璃纤维2014年总产值为7898.5百万美元，预期在2019年达11046.5百万美元，年增长率6.9%，目前，亚洲市场容量最大。2014年全球玻璃纤维复合材料行业总产值为4898百万美元，预期2019年达7044.3百万美元，年增长率7.1%。2013年中国产量达410万吨，中国玻纤复合材料增长迅速，自1978（3.5万吨）年到2013（410万吨）年，中国总产量增长了683倍。 2.1.3树脂基复合材料制造技术 依据不同类型及结构设计的复合材料，对模具及制造工艺要求较