复合材料是指由不同性能的材料通过先进技术组分优化组合而成的一类新型材料。 对于这种材料来说,它是一种人造类型,是根据不同人群的需要而设计和制造的,由两种或多种具有不同化学或物理性质的材料组成,并以设计的方式组成,每个人群都有非常明显的界面差异。
复合材料的使用历史可以追溯到远古时代。 自古以来使用的稻草或麦草增强粘土和使用了数百年的钢筋混凝土都是由两种材料组成的。 20世纪40年代,由于航空工业的需要,开发了玻璃纤维增强塑料(俗称FRP),复合材料这一名称从此出现。 20世纪50年代以后,相继开发出碳纤维、石墨纤维、硼纤维等高强高模纤维。 20世纪70年代,出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。 这些高强、高模量纤维可与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,形成具有各自特性的复合材料。 现代高新技术的发展离不开复合材料,复合材料在现代科学技术的发展中发挥着非常重要的作用。 复合材料的研究深度和应用广度以及生产发展的速度和规模已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。 进入21世纪以来,全球复合材料市场增长迅速,尤其是亚洲,尤其是中国。 2003年至2008年,中国年均增长率为15%,印度为9.5%,而欧洲和北美年均增长率仅为4%。
复合材料是混合物。 它在很多领域发挥了巨大的作用,取代了很多传统材料。 复合材料按其成分分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。 根据其结构特点分为:①纤维增强复合材料。 它是通过在基体材料中放置各种纤维增强材料而复合而成。 如纤维增强塑料、纤维增强金属等。 ②夹芯复合材料。 它由不同性能的表层材料和芯层材料组成。 通常表面材料强度高且薄; 芯材重量轻、强度低,但具有一定的刚性和厚度。 分为实心夹层和蜂窝夹层两种。 ③细晶复合材料。 在基体中均匀分布硬质细颗粒,如弥散强化合金、金属陶瓷等。 ④杂化复合材料。 它由混合在一种基体相材料中的两种或多种增强相材料组成。 与普通单增强相复合材料相比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显着提高,并具有特殊的热膨胀性能。 分为层内杂化、层间杂化、夹层杂化、层内/层间杂化和超杂化复合材料。