复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。这些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组成材料,并满足各种不同的要求。
复合材料的分类方式多样,具体如下:
按基体材料类别 :
聚合物基复合材料:以有机聚合物(如热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体。
金属基复合材料:以金属为基体,如铝基、铁基复合材料等。
陶瓷基复合材料:以陶瓷材料(包括玻璃和水泥)为基体。
碳基复合材料:以碳材料为基体。
水泥基复合材料:以水泥为基体。
按增强材料形态 :
纤维增强复合材料:将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成,如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
颗粒增强复合材料:将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。
短纤维增强复合材料:使用短纤维进行增强。
片状增强复合材料:使用片状材料进行增强。
按材料功能 :
结构复合材料:主要用于承受载荷,如高强度、高模量的碳纤维增强复合材料。
功能复合材料:具有特定功能,如导电复合材料、光导纤维、形状记忆合金等。
智能复合材料:能够响应外部环境变化,如自修复材料等。
按结构特点 :
细粒复合材料:将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。
夹层复合材料:由性质不同的表面材料和芯材组合而成,通常面材强度高、薄,芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度,分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
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,具有优异的冲击强度、疲劳强度和断裂韧性。
复合材料在现代工业中有着广泛的应用,尤其是在需要高强度、轻质、耐高温等性能的场合。例如,在航空航天、汽车制造、建筑结构等领域,碳纤维增强复合材料因其出色的力学性能和耐候性,已经成为重要的材料选择。