复合材料与环境安全

复合材料与环境安全什么是复合材料？百科上这样回答，复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺11龔合材料的结构迢成幣科址跖“先迟址仔*忡I槪in< 11龔合材料的结构迢成幣科址跖“先迟址仔*忡I槪in< 我弘先匚山狞研亢战拾十增强体:纤维）结构复合材料微信号:j如也131星体丁（丽脂》传谨Q1W操胪纤加陷，扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，在近几年更是得到了飞速发展。而复合材料的主要应用领域有以下领域：航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。另外，好的产品是对应市场的趋势不断研发改进出来的。在复合材料创新方面，除了树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。这些直接会影响到复合材料的市场。从个人兴趣来说，复合材料在军工方面的应用比较感兴趣。复合材料的兴起丰富了现代材料家族。具备高强度、高模量、低比重的碳纤维增强复合材料已成为各类军民装备重要的候选材料之一。美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到，只有复合材料能够将耐高温、高强度、高模量的指标在现有基础上同时提高25%以上。复合材料正成为各类航空以及国防装备的关键材料。复合材料在应用中的占比持续提升，形成了金属材料、高分子材料、无机非金属材料和复合材料四分天下的局面。60年代，玻璃纤维增强复合材料首先开始应用于飞机的整流罩、襟副翼中。此时，复合材料力学性能还相对较低，应用复合材料制造的飞机零部件尺寸小、受力水平小。60年代后期，硼纤维/环氧树脂复合材料开始应用于飞机结构上。例如，F-14于1971年开始将硼纤维增强环氧树脂复合材料应用在平尾上。70年代中期，诞生了以碳纤维为增强体的高性能复合材料，开启了复合材料在飞机上的大规模应用。具有卓越高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳性能的碳纤维H-JE.®AAil图s痘舍材料在F-ieH-JE.®AAil图s痘舍材料在F-ie战斗劃l上的应Jfl1希工監科池恥IcLt合■*』H<i-w券朿Ui®叩的lib：rr^t[|」旳帕pi.舷-暇|：r|鶴》・i取吉*1*MS欄;1」芯1・:ItOUZlcJ冗咼呷HP增强复合材料非常适合航空装备需求。军机的垂尾、平尾等受力较大、尺寸较大的部件开始逐步使用碳纤维增强复合材料，如F-15、F-16、Mig-29、幻影2000、F/A-18等飞机的复合材料尾翼、垂尾。从70年代至今，国外军机尾翼已经全部采用复合材料。采用复合材料的平尾、垂尾一般占飞机全部结构重量的5%-7%。在尾翼进入复合材料时代后，复合材料的应用开始向军机的机翼、机身等结构受力大、尺寸大的主要构件发展。1976年麦道公司率先研制了F/A-18复合材料机翼，并于1982年正式进入服役，把复合材料用量提高到13%。此后各国所研制的军机的机翼也几乎全部采用了复合材料。例如美国的AV-8B、B-2、F/A-22、F/A-18E/F、F-35、法国的“阵风”、瑞典的JAS-39、欧洲四国联合研制的“台风"，俄罗斯的S-37等。目前世界先进军机中复合材料用量占全机结构重量的20%-50%不等，主要应用复合材料的部位包括整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、机翼、中前机身等。如果复合材料占飞机总重量的50%左右，则全机绝大部分结构件由复合材料制成，如B-2隐形轰炸机。

工业革命使材料制备工业迅速发展，材料的应用的改变和研制是社会发展的基础，但我们不得不看到由于材料的生产、制造、使用和废弃造成的环境污染问题日益严峻。材料的开发和应用自然受到生态环境的影响和制约。所以人们在材料研究方面也开始注重环境保护方面的研究。早在1992年，日本东京大学的山本良一教授研柑类产囲楓竹村*孔村師舜相野tr料U生材料人丨.肯、kr^-irwa弋疔诜飾对料■环城Jffl髀幄浇订擁豹泽解塑虬呵僵制无机就醴箍報用冃的和料并1-浅“再十苹乍|、再牛金民、再狐环利!|；［-'.^-吓境T程tt料曲埠熾虫制料苗理k气河讣的吸附，吸收和（#fljJtftttM；WT水汚诽的沅论.中和*氛化辻廉材料址淹.井离、讨曲、总宙甘札料代轨札気的制特祈枷用境替世制狀「业和馆用的尢机融代学越關科Jlltj■.iil\Jl：:L hi，.'1;：HK生态环境材料分类究现有材料与环境间的关系间时提出了生态环境材料概念。21世纪当前，世界上掀起一股"绿色浪潮”，环境问题已经成为世界各国关注的热点，并列入世界议事日程，制造业将改变传统制造模式，推行绿色制造技术，发展相关的绿色材料、绿色能源和绿色设计数据库、知识库等基础技术，生产出保护环境、提高资源效率的绿色产品，如绿色汽车、绿色冰箱等，并用法律、法规规范企业行为，随着人们环保意识的增强，那些不推行绿色制造技术和不生产绿色产品的企业，将会在市场竞争中被淘汰，使发展绿色制造技术势在必行。所以说只考虑性能、经济原则传统选材用材思想必须向综合考虑材料的性能要素。生态环境材料分类低成本、高性能、多功能是未来复合材料的发展方向，其中，低成本制造技术是未来复合材料发展的重点，因过去主要注重复合材料的性能，