复合材料发展状况

复合材料状况0．前言《国家“十二五”科学和技术发展规划》发展目标：到2020年，我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全能力增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列。尤其在信息、生物、材料和航天等前言领域达到世界先进水平。其中复合材料作为新材料中不可分割的重要部分，明确指出对新材料的结构与复合华作为复合材料研究的一重点领域。1．复合材料概述复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的的物质组成的一种多相固体材料。在复合材料中，连续相成为基体，分散相成为增强体。材料主要分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料，金属材料本身密度大、化学性差；无机非金属材料脆性大；高分子材料易老化不耐高温。随着现代技术的发展，尤其是我国航空航天事业的快速发展，对材料提出了“三高一低”（即高强度、高模量、高耐温和低密度）的要求。单一材料所表现出的性能满足不了苛刻条件下材料性能的要求，因此，将三种材料复合并合理设计后通过“扬长避短”使得高性能复合材料得以快速发展。2．复合材料得分类复合材料按照基体材料种类分为树脂基、金属基和陶瓷基；按照增强形态分为纤维增强、颗粒增强和叠层（层状）增强。按照增强形态所致的复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性好、耐高温、和断裂安全系数高等特性。2．1树脂基复合材料发展树脂基复合材料具有比强度、比模量高、可设计性强的特点，60年代问世至今，在全球范围内已经成为一重要的技术产业，并且广泛应用于武器装备，对武器装备的轻量化、微型化和高性能化起到了至关重要的作用；由于树脂基复合材料较低的密度，应用于航空飞机，可降低飞机自重的25%-30%。2.1.1国外现状据有关部门统计，全世界树脂基复合材料制品共有40000多种，截止2007年，全球纤维增强复合材料产量达750多万吨，从业人员约45万人，年产值约415亿欧元[1]。发达国家如美国、德国和日本早在20世纪90年代初就开始从热固性树脂向高性能热塑性树脂研究。热塑性树脂基复合材料可以明显节约加工时间和工序。树脂基复合材料作为优异的性能主要应用于汽车、建筑、航空和体育用品中。2.1.2国内现状我国树脂基复合材料发展约50年左右，近年来，受世界复合材料大环境的影响，我国树脂基复合材料发展迅速，“十二五”国家发展纲要明确指出了新材料的发展应用，玻璃钢即玻璃纤维增强树脂在我国发展迅速，全球玻璃纤维2014年总产值为7898.5百万美元，预期在2019年达11046.5百万美元，年增长率6.9%，目前，亚洲市场容量最大。2014年全球玻璃纤维复合材料行业总产值为4898百万美元，预期2019年达7044.3百万美元，年增长率7.1%。2013年中国产量达410万吨，中国玻纤复合材料增长迅速，自1978（3.5万吨）年到2013（410万吨）年，中国总产量增长了683倍。2.1.3树脂基复合材料制造技术依据不同类型及结构设计的复合材料，对模具及制造工艺要求较瓷基复合材料更快的发展，突破自身的缺陷，其未来发展趋势主要为：1.降低陶瓷基复合材料的制造成本，目前CMC成本较好，阻碍了其进一步发展，美国陶瓷界人士认为：通过凝胶铸成型与水基低压制造成型是目前较好的陶瓷成型工艺，且成本低；2.提高陶瓷基复合材料的可靠性和可重复制造性，降低因增强效应所带来得加工不稳定性；3.目前CMC设计准则主要参考金属材料设计手册，其本身尚没有形成完成的设计系统，随着科技手段的进步，在特殊领域和特殊构件下金属手册满足不了陶瓷材料的设计要求，因此需尽快完善陶瓷基材料的设计手册并制定新的加工设计准则，以便进一步推进陶瓷材料的进步。3.结论为了满足苛刻条件下材料的使用，复合材料以其轻质、高强、结构可设计性、结构功能一体化等优异的综合性能在各个领域表现出突出的作用。尤其在航空航天、国防军工、能源交通、资源环境等国民经济中影响巨大。随着科学技术的不断进步，未来复合材料的发展将会在上述特性的基础上更经济化、功能性更专一化的领域发展迅速。国家推出“十三五”绿色环保节能后，复合材料的发展将会更加全面。专业化，系列化。参考文献[1]陈详宝.先进树脂基复合材料的发展[J].航空材料学报,2000,v20(1):46-48[2]陈详宝.先进树脂基复合材料的发展和应用[J].航空材料学报,2003,v23(增):198-199[3]陈详宝,张宝艳,邢丽英.先进树脂基复合材料技术发展和应用现状[J].中国材料进展,2009,v28(6):3-5[4]邢丽英,蒋诗才,周正刚.先进树脂基复合材料制造技术进展[J].复合材料学报,2013,v30(2):2-5[5]何亚飞,矫维成等.树脂基复合材料成型工艺的发展[J].纤维复合材料,2011,2:7-9[6]耿运贵,张永涛.树脂基复合材料的应用与发展趋势[J].河南理工大学学报(自然科学版),2007,V26(2):192-195[7]郝斌,段先进等.金属基复合材料的发展状况及展望[J].材料导报,2005,V19(7):64-66[8]李凤平.金属基复合材料的发展与研究现状[J].玻璃刚/复合材料,2004,1:47-50[9]王倩,高建国等.金属基复合材料的发展与应用[J].沈阳大学学报,2007,V19(2):10-13[10]张荻,张国定等.金属基复合材料的现状和发展趋势[J].中国材料进展,2010,V29(4):1-4[11]张效宁,王华等.金属基复合材料研究进展[J].云南冶金,2006,V35(5):53-55[12]张发云,闫红等.金属基复合材料制备工艺研究进展[J].锻压技术,2006,6:100-103[13]张立同,成来飞.连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略讨论[J].复合材料学报,2007,V27(2):1-4[14]王俊奎,周施真.陶瓷基复合材料的研究进展[J].1990,V7(4):1-3[15]何柏林,孙佳.陶瓷基复合材料增韧技术的研究进展[J].粉末冶金工业,2009,V19(4):49-51[16]史国普.纤维增强陶瓷基复合材料概述[J].陶瓷,2009,16-19[17]周洋,袁广江等.高温结构陶瓷基复合材