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，新材料技術的更新換代的步伐也越來越快。單一的材料已經很難滿足人類對各種綜合指標的要求，材料復合化成為必然趨勢。復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?大復合材料。

1.高性能碳纖維及其復合材料

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、陶瓷及炭等復合，制造先進復合材料。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料，其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。

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

對位芳綸纖維是一種極其重要的戰(zhàn)略物質，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構材料，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合材料主要應用于光纖增強，汽車工業(yè)，航空航天,電氣設備，軌道交通，軍事保護，體育用品，新能源等領域。近些年來，我國對位芳綸纖維的研究開發(fā)卓有成效，技術壁壘被不斷攻破。

3.超高分子量聚乙烯纖維及其復合材料

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，成為個體防彈領域的首選纖維。

4.碳/碳復合材料

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

碳/碳復合材料由于其獨特的性能，已廣泛應用于航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)學等領域，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、飛機剎車盤等。

5.玄武巖纖維增強復合材料

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世紀的“綠色工業(yè)材料”。在航空航天、軍工、道路交通等領域具有較高的應用價值。

6.碳/陶復合材料

碳/陶復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、熱膨脹系數小、比重輕等優(yōu)點，是一種能滿足 1650℃使用的新型高溫結構材料和功能材料。同時，碳/陶復合材料還克服了 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構材料和摩擦材料之一。

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

7.金屬基復合材料

金屬基復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合成的復合材料，是現代復合材料的一個重要分支。

其特點在力學方面為橫向及剪切強度較高，韌性及疲勞等綜合力學性能較好，同時還具有導熱、導電、耐磨、熱膨脹系數小、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