復(fù)合材料（Composite Material）是將不同特性的材料進(jìn)行優(yōu)化組合，通過(guò)先進(jìn)材料制備技術(shù)融合形成的材料，各組分之間有明顯的界面存在。復(fù)合材料兼具多種不同材料的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，克服單一材料在性能上的足，從而滿足各個(gè)行業(yè)不同領(lǐng)域的需要。
復(fù)合材料的使用歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)黏土，以及已使用百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20 世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料(俗稱玻璃鋼)，從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維，70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體以及鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。20世紀(jì)80年代，復(fù)合材料共性科技問(wèn)題研究受到全球關(guān)注各項(xiàng)研究正式列入《1978一 1985年全國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》。20世紀(jì)90年代，出現(xiàn)了多種復(fù)合材料新品種，提升了復(fù)合材料性能。進(jìn)入21世紀(jì)后，初步建立起高性能纖維及復(fù)合材料的完整產(chǎn)業(yè)鏈，取得了標(biāo)志性成果。
復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬等。復(fù)合材料的成型方法有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型等。復(fù)合材料未來(lái)朝著高性能化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。
簡(jiǎn)介
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料，各組分之間有明顯的界面存在。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料從而滿足各種不同要求。復(fù)合材料的組分材料雖然保持其相對(duì)獨(dú)立性，但是復(fù)合材料的性能卻不是組分材料性能的簡(jiǎn)單加和，而是有重要的改進(jìn)。在復(fù)合材料中，通常有一相為連續(xù)相，稱為基體;另一相為分散相，稱為增強(qiáng)材料。分散相是以獨(dú)立的形態(tài)分布在整個(gè)連續(xù)相中的，兩相之間存在相界面。分散相可以是增強(qiáng)纖維，也可以是顆粒狀或彌散的填料。同時(shí)，復(fù)合材料可以是一個(gè)連續(xù)物理相與一個(gè)連續(xù)分散相的復(fù)合，也可以是兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)相與一個(gè)或多個(gè)分散相在連續(xù)相中的復(fù)合，復(fù)合后的產(chǎn)物為固體時(shí)才稱為復(fù)合材料。
歷史沿革
出現(xiàn)
復(fù)合材料的使用歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)黏土，以及已使用百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20 世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需求，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料(俗稱玻璃鋼)，從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。 50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維，70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體以及鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。
研究
20世紀(jì)80年代，為使復(fù)合材料更好地發(fā)揮出不同材料的長(zhǎng)處，復(fù)合材料共性科技問(wèn)題研究受到全球關(guān)注，復(fù)合材料的成分-組織-結(jié)構(gòu)缺陷與性能的相互關(guān)系、復(fù)合材料形變/斷裂/強(qiáng)度與損毀理論、碳化硅纖維的強(qiáng)度與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系等研究任務(wù)也正式列入《1978一 1985年全國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，這一時(shí)期取得的研究成果為后續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代，中國(guó)國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著，應(yīng)用前景廣闊的新型材料提出急迫需求，復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展再一次得到推動(dòng)，包括樹(shù)脂基、金屬基、陶瓷基、碳基復(fù)合材料在內(nèi)的高性能復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用全面列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要( 1990一2000- 2020年) 》，碳纖維/芳綸纖維/碳化硅纖維等復(fù)合材料用高性能增強(qiáng)劑、高性能改性環(huán)氧/聚酰亞胺等熱固性基體沒(méi)藥樹(shù)、耐輻照/耐介質(zhì)/耐高低溫特殊性能的彈性體、高性能復(fù)合材料配套用各種輔材和助劑、功能梯度復(fù)合材料和多功能復(fù)合材料等研究在《科學(xué)技術(shù)發(fā)展十年規(guī)劃和“八五'計(jì)劃綱要( 1991一1995- 2000) 》中得到了具體部署。一系列規(guī)劃的實(shí)施，極大地推動(dòng)了中國(guó)復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了多種復(fù)合材料新品種，提升了復(fù)合材料性能，發(fā)展了具有市場(chǎng)前景的復(fù)合材料制品工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，在一定程度上滿足了中國(guó)高技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)的需求。
發(fā)展
進(jìn)入21世紀(jì)后，復(fù)合材料技術(shù)的地位得到進(jìn)一步提升，高性能復(fù)合材料及復(fù)合結(jié)構(gòu)部件制備技術(shù)、高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化工程先后被列入中國(guó)國(guó)家“十一五”規(guī)劃和“十二五”規(guī)劃。前者成為“十一五”期間中國(guó)加強(qiáng)材料領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù);后者則被作為“十二五”、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃新材料領(lǐng)域的一項(xiàng)重大項(xiàng)目予以實(shí)施。該重大項(xiàng)目聚焦一項(xiàng)重要任務(wù)一高性能纖維的低成本化、規(guī)模化、穩(wěn)定化制備技術(shù)研究，要求形成高強(qiáng)、高強(qiáng)中模、高模和高模高強(qiáng)碳纖維產(chǎn)品系列。通過(guò)5年研究，中國(guó)的新一代高性能纖維技術(shù)得到了快速發(fā)展，并初步建立起高性能纖維及復(fù)合材料的完整產(chǎn)業(yè)鏈，取得了以下標(biāo)志性成果:進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球復(fù)合材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，亞洲尤其中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)較快。2003～2008年間中國(guó)年均增速為15%，印度為9.5%，而歐洲和北美年均增幅僅為4%。建成了首套基于廢舊紡織品的物理化學(xué)法聚酯再生生產(chǎn)線和低熔點(diǎn)聚酯[zhǐ]再生纖維熔體直紡生產(chǎn)線;芳綸及其復(fù)合材料技術(shù)得到跨越式發(fā)展，聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺實(shí)現(xiàn)批量制備;基本掌握百噸級(jí)濕法紡絲碳纖維生產(chǎn)線建設(shè)及部分關(guān)鍵裝備設(shè)計(jì)制造技術(shù)，干噴濕紡碳纖維生產(chǎn)線及工業(yè)級(jí)碳纖維生產(chǎn)線建設(shè)已初見(jiàn)成效;實(shí)現(xiàn)了CCF-1 級(jí)碳纖維工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，突破了CCF-3級(jí)碳纖維工程制備關(guān)鍵技術(shù)，制備出CCF-4和高模碳纖維。上述成果為中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)從試制型走向規(guī)模型奠定了基礎(chǔ)。
主要分類
復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。
按基體類型
復(fù)合材料按基體類型分類，可分為金屬基復(fù)合材料、有機(jī)材料基復(fù)合材料和無(wú)機(jī)化合物非金屬基復(fù)合材料三大類如圖1.1所示。其中，碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料（CFRP，屬于有機(jī)材料基復(fù)合材料）應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件；碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅基復(fù)合材料（SiCf/SiC，屬于無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料）則用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等熱端部件。
按增強(qiáng)體類型
復(fù)合材料按增強(qiáng)體類型分類，可以分為顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料、晶須增強(qiáng)復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和層疊增強(qiáng)復(fù)合材料等。不同類型的增強(qiáng)體在基體中的狀態(tài)如圖12.1所示。顆粒增強(qiáng)體通常是等效直徑小于100μm的粉狀材料;晶須增強(qiáng)體則是等效直徑小于100μm，長(zhǎng)徑比為10~1000甚至更高的單晶纖維材料;纖維增強(qiáng)體通常是直徑尺寸為微米級(jí)、長(zhǎng)度尺寸為厘米級(jí)甚至更高的絲狀材料。常見(jiàn)的這三類的增強(qiáng)體的尺寸大小如圖12.2所示。層疊增強(qiáng)材料使用的類似“三明治”的多層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)層的厚度應(yīng)大于微米級(jí)。
按材料性能
復(fù)合材料主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料;按照基體和增強(qiáng)體的性質(zhì)，分為同質(zhì)和異質(zhì)復(fù)合材料。
性能參數(shù)
不同化學(xué)成分的材料的性能有 一定的共性，比如金屬材料通常強(qiáng)韌性好、導(dǎo)熱導(dǎo)電;陶瓷材料通常硬度高、韌性差，絕緣絕熱;高分子材料強(qiáng)度低，密度低，熱穩(wěn)定性差，絕緣易燃。使用不同化學(xué)成分的材料復(fù)合成新材料，應(yīng)該有著綜合優(yōu)勢(shì)。
高比強(qiáng)度、比模量
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的比強(qiáng)度及比模量遠(yuǎn)高于金屬材料，特別是碳纖維強(qiáng)化ep復(fù)合材料的比強(qiáng)度是鋼的8倍，比模量是鋼的4倍。
抗疲勞和破斷安全性好
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料對(duì)缺口及應(yīng)力集中的敏感性小，纖維與基體界面能阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，改變裂紋擴(kuò)展的方向。
熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好
石墨纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料，當(dāng)石墨纖維含量達(dá)到48%時(shí)，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)為零，在溫度變化時(shí)使用這種復(fù)合材料做成的零件，在冷熱環(huán)境變化時(shí)不發(fā)生變形。
良好的高溫性能
石墨纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料500度高溫下，仍具600MPa的高溫強(qiáng)度，而鋁基體在300C下強(qiáng)度已下降到100MPa以下。鎢纖維增強(qiáng)耐熱合金，在1100度、100h 高溫持久強(qiáng)度為207MPa，而基體合金在同樣條件下只有48MPa。
良好的耐磨性
碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的耐磨性比基體金屬高出2倍以上;與鑄鐵比較，SiCp/AI 復(fù)合材料的耐磨性比鑄鐵還好。可用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、剎車盤、活塞等重要零件，能明顯提高零件的性能和使用壽命。
生產(chǎn)工藝
復(fù)合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹(shù)脂基復(fù)合材料的成型方法較多，有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成 型、反應(yīng)注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基復(fù)合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低于基體熔點(diǎn)溫度下，通過(guò)施加壓力實(shí)現(xiàn)成型，包括擴(kuò)散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。后者是將基體熔化后，充填到增強(qiáng)體材料中，包括傳統(tǒng)鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復(fù)合材料的成型方法主要有固相燒結(jié)、化學(xué)氣相浸滲成型、化學(xué)氣相沉積成型等。
應(yīng)用領(lǐng)域
復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于軍事、航天航空、石油化工、汽車交通、能源電力和體育休閑等眾多領(lǐng)域。
軍事領(lǐng)域
復(fù)合材料在各種武器裝備上的輕量化、小型化和高性能化上起到了無(wú)可代替的重要作用，是飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星、艦船、兵工武器等結(jié)構(gòu)上不可或缺的戰(zhàn)略材料。圖1.3展示了相對(duì)于使用金屬殼體材料的火箭，使用其他殼體材料制作的火箭能增加射程之間的關(guān)系。
航天航空領(lǐng)域
航天航空領(lǐng)域。在"哥倫比亞"號(hào)航天飛機(jī)上，不同部位使用的復(fù)合材料情況如表1.2所示。
中國(guó)國(guó)產(chǎn)大型運(yùn)輸機(jī)C919，機(jī)身所用復(fù)合材料比例只有20%。根據(jù)C919機(jī)身重量來(lái)計(jì)算，20%的復(fù)合材料比重如果能夠提升到國(guó)際領(lǐng)先水平的50%，可以為飛機(jī)節(jié)省10噸以上的機(jī)身重量，這相當(dāng)于C919設(shè)計(jì)最大載客重量的1/2。 目前，C919的最大座位數(shù)為178座，那么多1/2之后就可以達(dá)到接近270座，這種提升的空間是相當(dāng)可觀的。
石油化工領(lǐng)域
沿海油田的鉆井平臺(tái)上如護(hù)欄、扶手、通道、豎井等部位，油田的抽油桿，以及各種管道系統(tǒng)，油箱、油罐等設(shè)備采用耐腐蝕的復(fù)合材料，減少了修理.維護(hù)和更換程序，降低了使用周期成本;此外，減重、改進(jìn)安全性、便于現(xiàn)場(chǎng)安裝等優(yōu)點(diǎn)也帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
汽車領(lǐng)域
提高燃油效率，是汽車工業(yè)首要關(guān)注的問(wèn)題。設(shè)計(jì)與制造比強(qiáng)度、比剛度高的汽車零部件，有助于車身的整體減重，提高車輛行駛里程。復(fù)合材料代替鋼件有40%以上的減重潛力，以前限于復(fù)合材料成本較高，應(yīng)用進(jìn)展一直不盡如人意。近年來(lái)，隨大絲束纖維出現(xiàn)以及RTM等低成本工藝發(fā)展，汽車上復(fù)合材料的應(yīng)用呈良好發(fā)展勢(shì)頭，將會(huì)有較大發(fā)展。
能源領(lǐng)域
風(fēng)電設(shè)備的工作環(huán)境中風(fēng)力壓強(qiáng)很大，如果沒(méi)有質(zhì)量輕、抗沖擊力高的復(fù)合材料，風(fēng)電設(shè)備將不堪一擊。風(fēng)電市場(chǎng)上現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片絕大部分是由熱固性復(fù)合材料打造的，它們通常都很難在自然環(huán)境中降解，對(duì)環(huán)境會(huì)造成很多危害，采用熱塑性復(fù)合材料則更加環(huán)保。
體育休閑領(lǐng)域
羽毛球。網(wǎng)球、自行車、滑雪等多種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，應(yīng)用復(fù)合材料制造的體育休閑用品層出不窮，甚至推動(dòng)了相關(guān)項(xiàng)目新的世界紀(jì)錄的誕生。在這一領(lǐng)域，復(fù)合材料的應(yīng)用仍有穩(wěn)定的市場(chǎng)和需求，且市場(chǎng)前景非常大。如某型號(hào)的網(wǎng)球拍的拍框應(yīng)用了高性能鈦碳合金，并在柄頸處加入智能纖維，可以將球撞擊球拍的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過(guò)內(nèi)置于拍柄中的芯片處理，能主動(dòng)消除有害震動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)原本應(yīng)用于宇航飛船和超音速飛機(jī)上，可提高關(guān)鍵部位處的抗疲勞能力。
特點(diǎn)
可設(shè)計(jì)性
復(fù)合材料的力學(xué)性能、機(jī)械性能及熱、光、聲、電、防腐蝕、抗老化等性能，都可以按照制品的使用條件和環(huán)境要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以極大限度地滿足工程設(shè)備的使用性能需要。更重要的是還可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即增強(qiáng)體排布設(shè)計(jì)，能合理地滿足需要并節(jié)約用材。
材料和結(jié)構(gòu)的同一性
傳統(tǒng)材料的構(gòu)件成型，是通過(guò)對(duì)材料的再加工實(shí)現(xiàn)的。再加工過(guò)程中材料本身并不發(fā)生組分和化學(xué)變化;復(fù)合材料制品則是材料和結(jié)構(gòu)同時(shí)完成，一般不再由復(fù)合材料加工成復(fù)合材料制品。這一特點(diǎn)使復(fù)合材料制品整體性好，可大幅度減少制品的零件和組裝連接，從而提高制品的生產(chǎn)效率，降低成本，提高制品的可靠性。
復(fù)合效應(yīng)
復(fù)合材料是由不同組分材料通過(guò)復(fù)合工藝制成的新材料。它不是幾種材料的簡(jiǎn)單組合，而是通過(guò)復(fù)合效應(yīng)獲得單一材料無(wú)法達(dá)到的新性能，而這種性能是其他材料無(wú)法具備的。
復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)包括線性效應(yīng)和非線性效應(yīng)兩類。線性效應(yīng)包括平均效應(yīng)、平行效應(yīng)、相補(bǔ)效應(yīng)和相抵效應(yīng)。相補(bǔ)效應(yīng)和相抵效應(yīng)常常是共同存在的，相補(bǔ)效應(yīng)是希望得到的，而相抵效應(yīng)要盡量能夠避免。平均效應(yīng)、相乘效應(yīng)、平行效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng).相補(bǔ)效應(yīng)、共振效應(yīng)、相抵效應(yīng)、系統(tǒng)效應(yīng)等各種復(fù)合效應(yīng)，都是復(fù)合材料科學(xué)所研究的對(duì)象和重要內(nèi)容，這也是開(kāi)拓新型復(fù)合材料，特別是功能型復(fù)合材料的基礎(chǔ)理論問(wèn)題。所有這些，可通過(guò)相應(yīng)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。
性能對(duì)工藝的依賴性
復(fù)合材料制品的形成過(guò)程，是一個(gè)非常復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程。因此，制品的結(jié)構(gòu)性能、物理及化學(xué)性能，對(duì)成型工藝方法、工藝參數(shù)、組成材料的比例及增強(qiáng)材料的分布方式、工藝過(guò)程的控制等，依賴性很大。
缺點(diǎn)
復(fù)合材料的缺點(diǎn):①材料的各向異性嚴(yán)重,垂直纖維方向的力學(xué)性能與平行纖維方向的力學(xué)性能差異比較大,一般來(lái)說(shuō)垂直纖維方向的力學(xué)性能相對(duì)較弱,其主要取決于基體的力學(xué)性能,還有基體與纖維的結(jié)合程度。這也導(dǎo)致了復(fù)合材料抗沖擊性能不是很好。②高強(qiáng)度高性能的復(fù)合材料,成本相對(duì)較高。相對(duì)于金屬材料而言，高性能的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料較為昂貴。③機(jī)械連接性差,復(fù)合材料層合板不宜開(kāi)口。復(fù)合材料層板構(gòu)件，如有開(kāi)口,對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度影響較大。所以,對(duì)于具有開(kāi)口的復(fù)合材料層板類制件,要慎用。④內(nèi)部出現(xiàn)裂縫損傷難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的金屬探傷設(shè)備起不到作用,給質(zhì)量的檢測(cè)與控制帶來(lái)了一定的難度。
發(fā)展趨勢(shì)
復(fù)合材料未來(lái)朝著高性能化、多功能化和智能化的方向發(fā)展。
高性能化
復(fù)合材料將不斷朝著高性能化的方向發(fā)展。比如20世紀(jì)90年代T300類型的碳纖維/ep復(fù)合材料，壓縮強(qiáng)度較低，一般在200MPa以下。21世紀(jì)新一代戰(zhàn)斗機(jī)和新一代戰(zhàn)略核武器，要求壓縮強(qiáng)度達(dá)到300MPa以上。所添加碳纖維增強(qiáng)體的性能，是決定此類復(fù)合材料性能的關(guān)鍵，為此，各國(guó)都致力提高和改進(jìn)碳纖維增強(qiáng)體的性能。
多功能化
高技術(shù)的發(fā)展要求材料不再是單一的結(jié)構(gòu)材料或功能材料，高新技術(shù)的發(fā)展要求由一種材料承擔(dān)多種功能，如防熱、抗核、承載、吸波、透波、隱身、減震、降噪等，這是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略武器的小型化.輕質(zhì)化、強(qiáng)突防和全天候的關(guān)鍵因素之-。
材料發(fā)展中的一種新趨勢(shì)是結(jié)構(gòu)材料和功能材料的互相滲透，即結(jié)構(gòu)材料的功能化(如結(jié)構(gòu)吸波材料)和功能材料的結(jié)構(gòu)化(如熱結(jié)構(gòu)材料)。這就是材料發(fā)展中的綜合集成。
智能化
由材料、結(jié)構(gòu)和電子互相融合而構(gòu)成的智能材料與結(jié)構(gòu)，是當(dāng)今材料與結(jié)構(gòu)高新技術(shù)發(fā)展的方向。隨著智能材料與結(jié)構(gòu)的發(fā)展，還將出現(xiàn)- .批新的學(xué)科與技術(shù)，如綜合材料學(xué)、精細(xì)工藝學(xué)、材料仿生學(xué)、生物工藝學(xué)、分子電子學(xué)、自適應(yīng)力學(xué)，以及.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和人工智能學(xué)等。智能材料與結(jié)構(gòu)已被許多國(guó)家確認(rèn)為必須重點(diǎn)發(fā)展的一門新技術(shù)，成為未來(lái)復(fù)合材料一個(gè)重要發(fā)展方向。
參考資料 >
【Phys.org】Engineered electrode material moves battery development closer to fast charging.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng).2024-04-23