复合材料发展史及其前景 摘要：人类在远古时代就从实践中结识到,可以根据用途需要，组合两种或多种材料,运用性能优势互补,制成原始的复合材料。因此，复合材料既是一种新型材料，也是一种古老的材料。复合材料的发展历史,可以从用途、构成、功能,以及设计思想和发展研究等，大体上分为古代复合材料和现代复合材料两个阶段。 复合材料(omposite atrs），是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的措施，在宏观上构成具有新性能的材料。多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构成材料而满足多种不同的规定。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。非金属基体重要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料重要有玻璃纤维、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。 核心词复发历简介 进复1.古代复合材料发展历史简介.中国古代复合材料发展状况 古代复合材料在西安东郊半坡村仰韶文化遗迹,发现早在公元前此前,古代人已经用草茎增强土坯作住房墙体材料。中国沿用至今的漆器是用漆作基体，麻绒或丝绢织物作增强体的复合材料,这种漆器早在7前的新石器时代即有萌芽。197年江苏吴江梅堰遗迹出土有油漆彩绘陶器,年浙江余姚河姆渡遗迹出土的朱漆木碗,就是两件最早的漆器实物。史料记载,距今00近年的尧舜夏禹时期已发明漆器,用作食品和祭品。湖南长沙马王堆汉墓出土的漆器鼎壶、盆具和茶几等,用漆作胶粘剂,丝麻作增强体。在湖北随县出土的近年前曾侯乙墓葬中，发既有用于车战的长达3米多的戈戟和受,用木芯外包纵向竹丝，以漆作胶粘剂,丝线环向缠绕，其设计思想与近代复合材料相仿。0近年此前,中国已用木料和牛角制弓,可在战车上放射。至元代,蒙古弓用木材芯子,受拉面贴单向纤维，受压面粘牛角片,丝线缠绕，漆作胶粘,弓轻巧有力,是古代复合材料中制造水平高超的夹层构造。在金属基复合材料方面,中国也有高超的技艺。如越王剑,是金属包层复合材料制品，不仅光亮锋利,并且韧性和耐蚀性优秀,埋藏在潮湿环境中几千年，出土后仍然寒光夺目,锋利无比。 12外国外国外国外国古代复合材料发展状况 50此前，中东地区用芦苇增强沥青造船。古埃及墓葬出土，发既有用名贵紫檀木在一般木材上装饰贴面的棺撑家具。古埃及修建金字塔,用石灰、火山灰等作粘合剂,混和砂石等作砌料,这是最早最原始的颗粒增强复合材料。但是,上述辉煌的历史遗产，只是人类在与自然界的斗争实践中不断改善而获得的,同步都是取材于天然材料,对复合材料还是处在不自觉的感性结识阶段。.现代复合材料现代复合材料0世纪40年代，玻璃纤维和合成树脂大量商品化生产后来,纤维复合材料发展成为具有工程意义的材料，同步相应地开展了与之有关的研究设计工作。这可以觉得是现代复合材料的开始,也是对复合材料进入理性结识阶段。21现代复合材料简介 初期发展出的现代复合材料，由于性能相对较低,生产量大,使用面广,被称之为常用复合材料。后来随着高技术发展的需要，在此基本上又发展出性能高的先进复合材料。常用树脂基复合材料第一次世界大战前,用胶粘剂将云母片热压制成人造云母板。20世纪初市场上有虫胶漆片与纸复合制成的层压板发售。但真正的纤维增强塑料工业，是在用合成树脂替代天然树脂、用人造纤维替代天然纤维后来才发展起来的。公元前，排尼基人在火山口附近发现玻璃纤维。41年英国人制成玻璃纤维拉丝机。第一次世界大战期间，德国人拖动脚踏车轮拉拔玻璃纤维丝。20世纪30年代，美国发明用铂柑涡生产持续玻璃纤维的技术,从此在世界范畴内大规模生产玻璃纤维，以其增强塑料制成复合材料。至6年代,在技术上臻于成熟,在许多领域开始取代金属材料。 .2常用树脂基复合材料的发展历史常用树脂基复合材料的发展历史，可按制成年份排列如下: 酚醛树脂复合材料128年脉醛树脂复合材料 138年三聚氛胺甲醛复合材料 192年聚酷树脂复合材料1946年环氧树脂复合材料、玻璃纤维增强尼龙191年玻璃纤维增强聚苯乙烯196年酚醛石棉耐磨复合材料3、先进复合材料 先进复合材料随着航天航空技术的发展，对构造材料规定比强度、比模量、韧性、耐热、抗环境能力和加工性能都好。针对多种不同需求，浮现了高性能树脂基先进复合材料，标志在性能上区别于一般低性能的常用树脂基复合材料。后来又陆续浮钞票属基和陶瓷基先进复合材料。对构造用先进复合材料,除英国外,各技术发达国家均提出研制开发目的。如日本通商产业省制定的下一代材料工业基本发展筹划(1981一1988)对复合材料提出的规定:树脂基复合材料的耐热性不低于20,拉伸强度达到.5P以上；金属基复合材料的耐热性不低于45，拉伸强度达到.5G以上。3.1树脂基先进复合材料 树脂基先进复合材料：经60年代末期试用，树脂基高性能复合材料已用于制造军用和民用飞机的承力构造，近年来又逐渐进入其她工业领域。其增强体纤维有破纤维、芳纶,或两者混杂使用;树脂基体重要是固化体系为0或175的环氧树脂，尚有少量聚酞亚胺树脂,以适应耐热性高达250”C的规定。3.2金属基先进复合材料 金属基先进复合材料:7年代末期发展出来用高强度、高模量的耐热纤维与金属复合，特别是与轻金属复合而成金属基复合材料,克服了树脂基复合材料耐热性差和不导电、导热性低等局限性。金属基复合材料由于金属基体的良导电和导热性，加上纤维增强体不仅提高了材料的强度和模量，并且减少了密度。此外,这种材料还具有耐疲劳、耐磨耗、高阻尼、不吸潮、不放气和低膨胀系数等特点,已经广泛用于航天航空等尖端技术领域作为抱负的构造材料。金属基复合材料有纤维和颗粒增强两大类。纤维（涉及持续纤维、短纤维和晶须)增强金属基复合材料的综合性能较好,但工艺复杂，成本高。颗粒增强金属基复合材料可以用一般的金属加工工艺和设备生产多种型材,已经规模生产。.碳/碳复合材料碳/碳复合材料：60年代用碳纤维或石墨纤维作为增强体，以可碳化或石墨化的树脂浸渍,或用化学气相沉积碳作为基体,制成碳/碳复合材料。70年代初,重要用以制造导弹尖锥、发动机喷管,以及航天飞机机翼的前缘部件等。这种材料能在高温（可达70）下仍保持其强度、模量、耐烧蚀性。目前还设法拓宽民用领域。 .陶瓷基先进复合材料陶瓷基先进复合材料：8年代开始逐渐发展陶瓷基复合材料,采用纤维补强陶瓷基体以提高韧性。重要目的是但愿用以制造燃气涡轮叶片和其她耐热部件,但仍在发展中。 应用领域复合材料的重要应用领域有：航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑构造、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的ertn复合材料 壳体、发动机壳体、航天飞机构造件等。汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和减少噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。医学领域。碳纤维复合材料具有优秀的力学性能和不吸取X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。复合材料的发展潜力和热点 21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化,这将更充足的运用各方面的资源（技术资源、物质资源）,紧密联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。