复合材料
复合材料一般由增强材料和基体材料组成，大多数复合材料使用的基体为聚合物材料或树脂。增强材料通常是纤维，但也可能为磨细矿物掺合料。通常，复合材料由60%的树脂材料和40%的纤维材料组成，并且通过真空灌注工艺，可以使复合材料中纤维的含量增加至60%。并且在很大程度上，最终产品的强度依赖于增强组元和基体组元之间的比例。
复合材料是一类各向异性材料，其特征可通过杨氏模量、剪切模量以及泊松比来进行表征。并且当使用数学模型对其进行表征时，需要相关二阶张量以及多达21个物理性质常数。对于正交各向同性材料，每个比率（例如力/力矩和应变/曲率）均包括三个不同的物理特性常数，因此总共需要使用九个常数来描述力/力矩和应变/曲率之间的关系。
设计并测试复合材料的过程可能存在一定的挑战性。在这些材料中，人们常用的树脂基体材料报价环氧树脂、聚酯树脂、乙烯酯树脂和形状记忆高分子（SMP）树脂。常见增强材料包括玻璃纤维、碳纤维和凯夫拉纤维。而纤维增强复合材料所用增强材料可以是具有层状或叠层结构的短纤维增强材料，也可以是连续纤维增强材料。
复合材料的类型：
● 热塑性树脂复合材料、短纤维热塑性塑料、长纤维热塑性塑料和长纤维增强热塑性塑料
● 环氧树脂基体使用中的芳纶纤维和碳纤维
● 形状记忆高分子复合材料由纤维或织物增强材料和形状记忆高分子树脂组成
● 钢筋混凝土由松散石料（骨量）和水泥组成，并通过添加钢筋来提高混凝土的抗拉强度
● 金属基复合材料（MMC）则是通过使用金属纤维来增强其他金属
● 陶瓷基复合材料（CMC）中的增强组元的作用是增加材料的韧性，而不是强度。
复合材料不仅在日常生活中十分常见（金属陶瓷材料（由陶瓷和金属组成）和混凝土），其在生物体中亦具有重要作用，例如，骨骼就是一种由胶原纤维增强的羟基磷灰石材料。CMC包括沥青混凝土、沥青玛蹄脂混合料、MRH（mastic roller hybrid）、牙科复合材料、复合泡沫材料、珠母层和军用复合装甲。
工程木质复合材料包括木质纤维板、胶合板、定向刨花板、木塑复合材料、pycrete、浸塑或层压纸或纺织品、Arborite、Formica和Micarta。Maleite还生产重量轻且硬度高的材料。
复合铺层设计就是使用不同蜂窝或泡沫材料对预浸料进行处理，以得到所谓的“夹层结构”。这种铺层工艺在的应用在天线罩、门、整流罩和非结构部件的制造中十分常见。
由于复合材料可以在实现重量更轻的同时，有效提高刚度和强度性能，因此它们在诸如军用飞机、商用飞机和航空航天等关键领域中具有十分重要的应用。通过使用不同的纤维和基质材料和加工工艺，可使复合材料同时拥有多种优异性能。当然这些材料并不是全能的，其中陶瓷基复合材料最著名的一次失败就是“"哥伦比亚"号航天飞机爆炸事件”，其爆炸原因就是位于航天飞机机翼前缘的一块碳-碳复合材料隔热瓦在起飞过程中因撞击而发生破裂造成的。
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航联检测
2022-09-16
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