复合材料是由两种或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。这些材料通过物理或化学的方法重新组合,使得新材料的性能优于原组成材料,满足各种不同的要求。复合材料可以分为以下几类:
主要用于承受载荷,由能承受载荷的增强体组元和能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。
增强体包括玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等。
基体包括高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。
常见的结构复合材料包括纤维增强塑料、纤维增强金属、夹层复合材料和细粒复合材料等。
除了机械性能外,还提供其他物理性能,如导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等。
功能复合材料主要由功能体组元和基体组元组成,功能体可由一种或以上功能材料组成。
多元功能体的复合材料可以具有多种功能,并可能由于复合效应而产生新的功能。
常见的功能复合材料包括导电复合材料、光导纤维、形状记忆合金等。
以金属材料为基体,通常使用铝、镁、铜、钛及其合金等。
增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等。
常见的金属基复合材料包括铝基复合材料、铁基复合材料等。
陶瓷基复合材料
(Ceramic Matrix Composites, CMC's):以陶瓷材料为基体,包括玻璃和水泥等。
增强材料可以是碳纤维、碳化硅纤维、晶须等。
常见的陶瓷基复合材料包括碳化硅纤维增强陶瓷等。
高分子复合材料(Polymer Matrix Composites, PMC's):
以有机聚合物为基体,包括热固性树脂、热塑性树脂及橡胶等。
增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
常见的聚合物基复合材料包括玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等。
混杂复合材料
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
通常具有更高的冲击强度、疲劳强度和断裂韧性,并具有特殊的热膨胀性能。
常见的混杂复合材料包括层内混杂、层间混杂、夹芯混杂等。
这些复合材料在各种领域都有广泛的应用,如航空航天、国防工业、汽车工业、建筑结构、体育用品等。根据具体的应用需求,可以选择合适的复合材料类型来优化材料的性能。