鑒于材料的重要的基礎(chǔ)地位和作用，每一次科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，都對(duì)材料的性能提出了越來越高、越來越嚴(yán)和越來越多的要求。現(xiàn)如今在許多方面，傳統(tǒng)的單一材料已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，在這種情況下，人們以其充滿智慧的頭腦將材料的新的發(fā)展方向伸向一個(gè)更加廣闊的領(lǐng)域——復(fù)合材料。

本文就將對(duì)復(fù)合材料的基本概念、加工中的理論問題、制備工藝與方法和典型的應(yīng)用加以闡述，希望能夠比較全面的對(duì)復(fù)合材料做一個(gè)介紹。

首先我們來給復(fù)合材料下一個(gè)明確的定義。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization, ISO）為復(fù)合材料下的定義，復(fù)合材料（Compose Material）是由兩種或者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(fù)合材料的組份材料雖然保持其相對(duì)獨(dú)立性，但是復(fù)合材料的性能卻不是組份材料性能的簡(jiǎn)單加和，而是有著重要的改進(jìn)。在復(fù)合材料中通常有一相為連續(xù)相（稱為基體），而另一相為分散相（增強(qiáng)材料）。分散相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的。兩相之間存在著相界面，分散相可以是增強(qiáng)纖維，也可以是顆粒狀或彌散的填料。

復(fù)合材料的出現(xiàn)和發(fā)展，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的結(jié)果，也是材料設(shè)計(jì)方面的一個(gè)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(diǎn)，按照需要設(shè)計(jì)，復(fù)合成為綜合性能優(yōu)異的新型材料。可以預(yù)見，如果用材料作為歷史分期的依據(jù)，那么，繼石器、青銅、鐵器、鋼鐵時(shí)代之后，在世紀(jì)，將是復(fù)合材料的時(shí)代。

在概述的余下一些篇幅中，我們來大致了解一下關(guān)于復(fù)合材料的一些基本內(nèi)容。

一、復(fù)合材料的命名和分類

復(fù)合材料可根據(jù)增強(qiáng)材料與基體材料的名稱來命名。將增強(qiáng)材料的名稱放在前面，基體材料的名稱放在后面，再加上“復(fù)合材料”即為材料名。為書寫簡(jiǎn)便，也可僅寫增強(qiáng)材料和基體材料的縮寫名稱，中間加一條斜線隔開，后面再加“復(fù)合材料”。有時(shí)為了突出增強(qiáng)材料或者基體材料，視強(qiáng)調(diào)的組份不同也可將不需強(qiáng)調(diào)的部分加以省略或簡(jiǎn)寫。

復(fù)合材料的分類方法很多，常見的分類方法有以下幾種:

a. 按增強(qiáng)材料形態(tài)分：連續(xù)纖維復(fù)合材料，短纖維復(fù)合材料，粒狀填料復(fù)合材料，編織復(fù)合材料

b. 按增強(qiáng)纖維種類分類：玻璃纖維復(fù)合材料，碳纖維復(fù)合材料，有機(jī)纖維復(fù)合材料，金屬纖維復(fù)合材料，陶瓷纖維復(fù)合材料，混雜復(fù)合材料（復(fù)合材料的“復(fù)合材料）

c. 按基體材料分類：聚合物基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料，無機(jī)非金屬基復(fù)合材料

d. 按材料作用分類：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，功能復(fù)合材料

二、復(fù)合材料的基本性能：

復(fù)合材料是由多相材料復(fù)合而成，其共同特點(diǎn)為:

(1) 綜合發(fā)揮各種組成材料的優(yōu)點(diǎn)，使一種材料具有多種性能，具有天然材料所沒有的性能

(2) 可按對(duì)材料性能的需要進(jìn)行材料的設(shè)計(jì)和制造

(3) 可制成所需的任意形狀的產(chǎn)品，可避免多次加工的工序由于復(fù)合材料性能受許多因素的影響，不同的復(fù)合材料性能不同，就是同一類復(fù)合材料的性能也不是一個(gè)定值，故在此處給出一些主要性能:

I 聚合物基復(fù)合材料

i) 比強(qiáng)度，比模量大, ii) 耐疲勞性能好, iii) 減震性好 iv) 過載時(shí)安全性能好。v) 具有多種功能性，耐燒蝕性能，摩擦性能好 (ⅵ) 有很好的加工工藝性

II 金屬基復(fù)合材料

i) 高比強(qiáng)度，高比模量 ii) 導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能高. iii) 熱膨脹系數(shù)小，iv) 尺寸穩(wěn)定性好良好的高溫性能 v) 耐磨性好. vi) 良好的抗疲勞性能和斷裂韌性 ⅶ) 不吸潮，不老化，氣密性好

III 陶瓷基復(fù)合材料

i) 強(qiáng)度高，硬度大，ii) 耐高溫，抗氧化，高溫下抗磨損性好，耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良，iii) 熱膨脹系數(shù)和比重較小，iv) 制成復(fù)合材料以后抗彎強(qiáng)度高，斷裂韌性高

IV 水泥基復(fù)合材料:

i) 壓縮強(qiáng)度高i) 熱能方面性能優(yōu)異，ii) 制成復(fù)合材料以后抗拉性能和耐腐蝕性能增強(qiáng)，重量降低

通過以上的一些敘述，我們對(duì)復(fù)合材料的一些根本點(diǎn)有了初步的了解，下面就進(jìn)入正題，對(duì)復(fù)合材料的制造工藝進(jìn)行一些探討

第二章 加工中的理論問題

在這一章中，我們將從基體與增強(qiáng)材料的選擇、復(fù)合材料的界面以及增強(qiáng)材料的表面處理等方面入手，掌握一些復(fù)合材料加工的基本原理，以便對(duì)以后的工藝和技術(shù)的使用有一個(gè)理論基礎(chǔ)

一、基體與增強(qiáng)材料的選擇

由于基體材料的不同，我們有必要將這些材料分開論述。首先來看一下金屬基復(fù)合材料的基體選擇

金屬基復(fù)合材料構(gòu)（零）件的使用性能要求是選擇金屬基體材料最重要的依據(jù)。在不同技術(shù)領(lǐng)域和不同的工況條件下對(duì)于復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求有很大的差異。應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的情況選擇不同的復(fù)合材料基體。在航天、航空技術(shù)中高比強(qiáng)度、比模量、尺寸穩(wěn)定性是最重要的性能要求。宜選用密度小的輕金屬合金作為基體。高性能發(fā)動(dòng)機(jī)則要求復(fù)合材料不僅有高比強(qiáng)度、比模量性能外，還要求復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐高溫性能，能在高溫、氧化性氣氛中正常工作，需選用鈦基、鎳基合金以及金屬間化合物做基體材料。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中要求其零件耐熱、耐磨、導(dǎo)熱、一定的高溫強(qiáng)度等，同時(shí)又要求成本低，適合批量生產(chǎn)，則使用鋁合金做基體材料。工業(yè)集成電路需要高導(dǎo)熱、低膨脹的金屬基復(fù)合材料作為散熱元件和基板。選用具有高導(dǎo)熱率的Ag、Cu、Al等金屬為基體。