我們正處在一個日新月異、飛速變革的時代，科技快速發(fā)展，新材料技術(shù)的更新?lián)Q代的步伐也越來越快。單一的材料已經(jīng)很難滿足人類對各種綜合指標(biāo)的要求，材料復(fù)合化成為必然趨勢。復(fù)合材料在這樣的趨勢下蓬勃發(fā)展，市場規(guī)模迅速增長，同時，對材料綠色、低碳、高性能、可再生循環(huán)等環(huán)境友好特性逐步重視。那么，哪些材料才是業(yè)內(nèi)人士心目中具有發(fā)展?jié)摿Φ模拷裉欤瑤懔私庾罹甙l(fā)展?jié)摿Φ?大復(fù)合材料。

1.高性能碳纖維及其復(fù)合材料

碳纖維作為“輕量化之王”，其密度不到鋼的1/4、強度卻是鋼的5-7倍，同時具有耐高溫、抗摩擦、導(dǎo)熱與耐腐蝕等特性。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復(fù)合，制造先進復(fù)合材料。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其比強度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是最高的。

碳纖維直徑只有5微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的十到十二分之一，強度卻在鋁合金4倍以上。與鋁合金結(jié)構(gòu)件相比，碳纖維復(fù)合材料減重效果可達到20％-40％；與鋼類金屬件相比，碳纖維復(fù)合材料的減重效果可達到60％-80％。

2.高性能對位芳綸纖維及其復(fù)合材料

對位芳綸纖維是一種極其重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，其強度是鋼絲的5～6倍，比模量是鋼材或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼材的2倍，而重量僅為鋼材的1/5左右。

它既可作為承載負荷的結(jié)構(gòu)材料，又可作為防熱、防燒蝕、防腐蝕的功能性材料，是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的高模量、高強度、耐高溫、耐酸堿、重量輕等優(yōu)良性能的有機纖維之一。

高性能對位芳綸纖維及其復(fù)合材料主要應(yīng)用于光纖增強，汽車工業(yè)，航空航天,電氣設(shè)備，軌道交通，軍事保護，體育用品，新能源等領(lǐng)域。近些年來，我國對位芳綸纖維的研究開發(fā)卓有成效，技術(shù)壁壘被不斷攻破。

3.超高分子量聚乙烯纖維及其復(fù)合材料

超高分子量聚乙烯纖維與碳纖維、芳綸纖維并稱為世界三大高科技纖維，是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬~500萬的聚乙烯所紡出的纖維。

鑒于其質(zhì)輕、高強、比能量吸收高等特點，已逐步取代芳綸纖維，成為個體防彈領(lǐng)域的首選纖維。

4.碳/碳復(fù)合材料

碳/碳復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強的碳基復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕、耐燒蝕性好、抗熱沖擊好、高溫強度高、可設(shè)計性強等突出特點，被認為是最有發(fā)展前途的高溫材料之一。

碳/碳復(fù)合材料由于其獨特的性能，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，如火箭發(fā)動機噴管及其喉襯、航天飛機的端頭帽和機翼前緣的熱防護系統(tǒng)、飛機剎車盤等。

5.玄武巖纖維增強復(fù)合材料

玄武巖纖維具有很高的強度和剛度，耐高溫抗腐蝕，同時也很輕。相對于其他復(fù)合材料來說具有可降解、無毒、對環(huán)境無污染等特點，被譽為21世紀(jì)的“綠色工業(yè)材料”。在航空航天、軍工、道路交通等領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價值。

6.碳/陶復(fù)合材料

碳/陶復(fù)合材料具有高性能陶瓷的高強度、高模量、高硬度、耐沖擊、抗氧化、耐高溫、耐酸堿、熱膨脹系數(shù)小、比重輕等優(yōu)點，是一種能滿足 1650℃使用的新型高溫結(jié)構(gòu)材料和功能材料。同時，碳/陶復(fù)合材料還克服了 一般陶瓷材料的脆性大、功能單一等缺點，是公認的理想高溫結(jié)構(gòu)材料和摩擦材料之一。

碳/陶復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、能源、汽車、高速列車等領(lǐng)域。是新一代飛機和汽車剎車材料中公認的最理想的高溫結(jié)構(gòu)材料和摩擦材料，同時也被譽為目前剎車材料性能的最高水平。

7.金屬基復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料是以金屬及其合金為基體，與一種或幾種金屬或非金屬增強相人工結(jié)合成的復(fù)合材料，是現(xiàn)代復(fù)合材料的一個重要分支。

其特點在力學(xué)方面為橫向及剪切強度較高，韌性及疲勞等綜合力學(xué)性能較好，同時還具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性好、不吸濕、不老化和無污染等優(yōu)點。因其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子和機器制造行業(yè)中。

來源：創(chuàng)曦新材

審核編輯：湯梓紅