復(fù)合材料特點

復(fù)合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料經(jīng)過復(fù)合工藝而制備的多相材料，各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。

復(fù)合材料由連續(xù)相的基體和被基體包容的相增強體組成?；w材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、石墨、橡膠、陶瓷、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、石棉纖維、碳化硅纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。

1、復(fù)合材料的比強度和比剛度較高。材料的強度除以密度稱為比強度；材料的剛度除以密度稱為比剛度。這兩個參量是衡量材料承載能力的重要指標(biāo)。比強度和比剛度較高說明材料重量輕，而強度和剛度大。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計，特別是航空、航天結(jié)構(gòu)設(shè)計對材料的重要要求?，F(xiàn)代飛機、導(dǎo)彈和衛(wèi)星等機體結(jié)構(gòu)正逐漸擴大使用纖維增強復(fù)合材料的比例。

2、 復(fù)合材料的力學(xué)性能可以設(shè)計，即可以通過選擇合適的原材料和合理的鋪層形式，使復(fù)合材料構(gòu)件或復(fù)合材料結(jié)構(gòu)滿足使用要求。例如，在某種鋪層形式下，材料在一方向受拉而伸長時，在垂直于受拉的方向上材料也伸長，這與常用材料的性能完全不同。又如利用復(fù)合材料的耦合效應(yīng)，在平板模上鋪層制作層板，加溫固化后，板就自動成為所需要的曲板或殼體。

3、復(fù)合材料的抗疲勞性能良好。一般金屬的疲勞強度為抗拉強度的40～50%，而某些復(fù)合材料可高達(dá)70～80%。復(fù)合材料的疲勞斷裂是從基體開始，逐漸擴展到纖維和基體的界面上，沒有突發(fā)性的變化。因此，復(fù)合材料在破壞前有預(yù)兆，可以檢查和補救。纖維復(fù)合材料還具有較好的抗聲振疲勞性能。用復(fù)合材料制成的直升飛機旋翼，其疲勞壽命比用金屬的長數(shù)倍。

4、復(fù)合材料的減振性能良好。纖維復(fù)合材料的纖維和基體界面的阻尼較大，因此具有較好的減振性能。用同形狀和同大小的兩種粱分別作振動試驗，碳纖維復(fù)合材料粱的振動衰減時間比輕金屬粱要短得多。

5、 復(fù)合材料通常都能耐高溫。在高溫下，用碳或硼纖維增強的金屬其強度和剛度都比原金屬的強度和剛度高很多。普通鋁合金在400℃時，彈性模量大幅度下降，強度也下降；而在同一溫度下，用碳纖維或硼纖維增強的鋁合金的強度和彈性模量基本不變。復(fù)合材料的熱導(dǎo)率一般都小，因而它的瞬時耐超高溫性能比較好。

6、復(fù)合材料的安全性好。在纖維增強復(fù)合材料的基體中有成千上萬根獨立的纖維。當(dāng)用這種材料制成的構(gòu)件超載，并有少量纖維斷裂時，載荷會迅速重新分配并傳遞到未破壞的纖維上，因此整個構(gòu)件不至于在短時間內(nèi)喪失承載能力。