什么是復(fù)合材料？

    復(fù)合材料，顧名思義，是兩種或兩種以上不同的材料組合在一起所形成的性能優(yōu)越的獨(dú)特材料。雖然這么定義，這樣籠統(tǒng)的概述還是不能讓人明白它到底是個(gè)什么東西。其實(shí)，以上的概念只屬于寬泛的定義，適用于所有復(fù)合材料，但最近“復(fù)合”這一術(shù)語(yǔ)一般都用于描述增強(qiáng)塑料方面。

    復(fù)合材料的身世

    說(shuō)起復(fù)合材料的祖先，一直可以追溯到古代建筑工程上面：那時(shí)候沒(méi)有現(xiàn)在的鋼筋紅磚，用的都是由草芥和泥土混起來(lái)的泥土坯。以秸稈做支撐，提供一定的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，而泥作為粘合劑，將草芥結(jié)合在一起。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像陶瓷的制作，都是制坯干燥形成，不過(guò)那時(shí)候的陶瓷并不屬于復(fù)合材料，因?yàn)樵希ū热缪趸X陶瓷）全都是非金屬材料，不符合當(dāng)時(shí)復(fù)合材料的定義。

    泥土坯“以后使用的復(fù)合材料就大有發(fā)展，通常包括結(jié)構(gòu)纖維和塑料，這就是現(xiàn)在所稱(chēng)的纖維增強(qiáng)塑料（或簡(jiǎn)稱(chēng)為玻璃鋼）。同它們的祖先一樣，纖維提供給復(fù)合材料一定的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，而塑料聚合物則將纖維聚集粘結(jié)在一起。其中，常見(jiàn)用于玻璃鋼復(fù)合材料的纖維類(lèi)型有以下幾種：

    . 玻璃絲

    . 碳纖維

    . 芳綸纖維

    . 硼纖維

    . 玄武巖纖維

    . 天然纖維（木、亞麻、大麻等）

    需要說(shuō)明的是：在玻璃纖維中，成千上萬(wàn)的小玻璃纖維儼然有序地編織在一起，再用塑料聚合物牢牢地將它們固定，通過(guò)這種方法可以得到高抗拉強(qiáng)度的單纖維，其中普通高強(qiáng)玻璃單纖維的抗拉強(qiáng)度就可達(dá)2800MPa。說(shuō)到這里，順便說(shuō)明一下在復(fù)合材料中常用的塑料樹(shù)脂種類(lèi)：

    . 聚酯

    . 環(huán)氧基樹(shù)脂

    . 乙烯基酯

    . 聚氨酯

    . 聚丙烯

    復(fù)合材料實(shí)例

    廣義上的復(fù)合材料中最常見(jiàn)的例子便是混凝土。在混凝土組成中，結(jié)構(gòu)鋼筋提供強(qiáng)度和剛度，而熟化的水泥則將鋼筋固定。兩者需要搭配起來(lái)使用，比如只有鋼筋，它容易彎曲變形；而只有水泥，就容易開(kāi)裂造成塌陷。只有當(dāng)兩者以一定比例結(jié)合起來(lái)形成復(fù)合材料，才能誕生出性能優(yōu)異的混凝土。

    與復(fù)合二字緊密相關(guān)的常見(jiàn)復(fù)合材料無(wú)異于是纖維增強(qiáng)塑料。不僅語(yǔ)義相關(guān)，這類(lèi)復(fù)合材料還廣泛應(yīng)用在我們的日常生活中，比如說(shuō)下面的這些常見(jiàn)的物件：

    .飛機(jī)，航空器

    .船只艦隊(duì)

    .體育設(shè)備（高爾夫球軸、網(wǎng)球拍、沖浪板等等）。

    .汽車(chē)零部件

    .風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

    .防彈衣

    .建筑材料

    .水管

    .橋梁

    .工具手柄

    .梯欄桿

    復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)

    同目前常用材料（如金屬、木材等）相比，復(fù)合材料有一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)，這個(gè)優(yōu)勢(shì)也是驅(qū)動(dòng)人們采用復(fù)合材料的主要力量，那便是輕量級(jí)的屬性！這個(gè)優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)直無(wú)法估量，比如在交通運(yùn)輸中，減少重量相當(dāng)于擁有更多的燃料儲(chǔ)蓄以及更高的加速度；在體育設(shè)備中，輕型復(fù)合材料更是大有用途，想象一下現(xiàn)在要去運(yùn)動(dòng)，打羽毛球，打高爾夫，又有誰(shuí)會(huì)愿意揮著沉重的球桿呢？在風(fēng)能應(yīng)用上，葉片重量越少，渦輪產(chǎn)生的力量便更有效率。好鋼用在刀刃上，輕型復(fù)合材料便可以讓人讓物發(fā)揮最大的功效。

    除了輕量以外，復(fù)合材料還有以下很多優(yōu)點(diǎn)，比如：耐化學(xué)腐蝕、絕緣性好、靈活無(wú)損耗、維修成本低、壽命長(zhǎng)、設(shè)計(jì)靈活等等。

 

責(zé)任編輯：王元

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