长期以来，人类为生产和科学技术的进步，一直 不断的开发新材料。从材料的角度来看，任何一种单一 材料都有其若干突出的优点，但也存在一些明显的缺点， 而且这些缺点的改善有时又是非常的困难的。 尤其是近三十年来科学技术发展迅速，特别是尖端 科学技术的突飞猛进，对材料的性能提出了慢慢的升高的 要求。因此单一材料已经不能够满足这种需求。研究之后发现， 将两种或两种以上的材料采取使用某种方式复合后，可以制 成一种新的材料（我们叫做复合材料）。这些新材料 常常保留了原有单一组分的优点，同时克服或弥补了它 的缺点，显示出一些新的特性。

  复合材料的定义 基体材料和增强材料 界面 复合材料的分类 按形态分类 按基体分类 按材料作用分类 其它

  料是由两种或者两种以上单一材料构成的具有一些新 性能的材料”，这种解释虽容易被人理解，但从科学 的角度来看，尚不完善，也不够确切。

  （2）抗疲劳性好 • 疲劳破坏：材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩

  金属材料：抗疲劳性差，无显著的预兆的突发性破坏。 裂纹一旦达到临界尺寸就突然断裂，其疲劳强度极限是其 抗拉强度的30－50％。 纤维复合材料：其抗疲劳破坏是从纤维的薄弱环节开始， 逐步扩展到界面上，纤维复合材料中存在着难于计数的纤 维/树脂界面，这些界面能阻止裂纹进一步扩展，从而推 迟疲劳破坏的发生。破坏前有明显的前兆。纤维复合材料 的拉／压疲劳极限值达到静载荷的70－80%。

  各种飞行器减重的经济效益，元/公斤 轻型民航机 直升机 航空发动机 战斗机 干线飞机 近地轨道卫星 同步轨道卫星 飞船、空间站 600 1000 4500 4500 4500 20000 200000 300000

  出了比较全面完整的定义，这个定义的描述是：“复合材料 是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不一样的材料通过复 合工艺组合而成的新型材材料，它既能保留原组分材料的主 要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以

  • 受力构件的自振频率正比于比模量的平方根。 • 因此，纤维复合材料的比模量大，自振频率高， •

  在通常加载速度或频率下不容易因共振而快速 脆断。 同时，复合材料中的界面对振动产生的能量有 反射和吸收作用，故复合材料振动阻尼强。 例如，在同样条件下产生的振动，轻合金需9秒 才停止，而碳纤维复合材料只需2－3秒停下。

  比强度和比模量越大， 这种结构材料制造成同样强度构件的质量越小， 这对航空航天工业有着很重要的意义。 如宇宙飞船的质量减轻1kg， 就可以使推送它的火箭减轻500kg的质量。

  建筑工业上的应用 交通运输业 船舶和近海工程 防腐工程 电子/电气工业 航天航空和国防工业

  复合材料作为一门学科，作为一种新兴的材料 工业，直到本世纪末40年代才出现。 1940—1960 称为第一代。Glass fibers 增强 塑料即玻璃钢，同时出现了硼纤维和CFRP。

  比强度和比模量高 抗疲劳性好 减振能力好 破损安全性好 性能的各向异性及可设计性强 整体成型、材料结构一体化

  复合材料中存在两种或者两种以上的物理 相，可以是连续的，也可以是不连续的。其中 连续的物理相称之为基体材料，而不连续的物 理相以独立的形式分散在连续的基体中，即分 散相。如果它对材料起到增强作用，则称增强 材料。 现代增强材料也有连续的情况，例如三维 编织用于复合材料的增强材料。

  绪论 基体材料 增强材料 复合材料界面理论与处理技术 复合材料性能及其复合原理 复合材料各论

  我们知道，人类发展的历史和材料发 展的历史息息相关，历史学家把人类发展 史按石器时代、陶器时代、青铜器时代、 铁器时代等来划分。也能说，人们往往 以人类的使用工具以及制造工具的材料进 步情况作为作为人类文明进步的一种标志。

  • 玻璃纤维复合材料 • 碳纤维复合材料 • 有机纤维增强复合材料：Kevlar、PBO… • 金属纤维复合材料（不锈钢） • 陶瓷纤维复合材料——氧化铝、碳化硅、

  纤维复合材料的横截面是大量的纤维，即使部 分断裂，也能承受一段时间。载荷会迅速分配到 未被破坏的纤维上，不致于造成构件在瞬间完全 失去承载能力而断裂。仍能安全地使用或安全使 用一定期限。 这种安全地承受一定损伤的能力即破损安全性， 纤维复合材料具备比较好的破损安全性。

  RAH-66 “Kamanche” 攻击/侦察直升机，复合 材料占整个直升机结构重量的51%

  V-22“鱼鹰” 偏转翼直 升机，59%的机体为复 合材料，只有454Kg是 金属材料。

  1942年，第二次世界大战中，玻璃纤维增强聚酯树脂复合材料被美国空军用来制造 飞机构件开始算起。

  维增强塑料、Al2O3金属纤维增强塑料。此间是 先进复合材料的开发时期。

  期，称为第三代。在航空航天各领域得到了 迅速的发展，并在所有的领域得到应用，同时 出现了纤维增强金属、纳米材料作为分散相 等复合材料。

  对学习的态度：知识就是力量； 对工作的态度：既来之，则安之； 对机会的态度：时刻准备着。

  引入相的“连通性”概念，理论上可将复合材料结 构划分为0-3型、1-3型、 2-2型、2-3型、3-3型等 几种典型结构。

  大部分载荷。基体和纤维通过界面连接在一 起，基体将载荷经界面传递给纤维，不仅能 够充分的发挥纤维的抗张性能优异的特点，还 能起到使载荷均匀分布和保护纤维免遭外界 损伤的作用。

  Organization for Standandization），即“复合材 料是由两种或者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。”

  简明的定义。他指出：“复合材料是由两种或两种以上不同性 质或不同形态的原材料，通过复合工艺组合而成的一种材料， 它既保持了原组分材料的主要特征，又具备了原组分材料所没 有的新性能的一种多相材料”。 各组分之间性能“取长补短”，起到“协同作

  B-2飞机的整个机身，除主梁与发动机机舱使用的是钛 复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构 成，不易反射雷达波。并且这些不同的复合材料经共固 化而成。