複(fu)合(he)材(cai)料(liao)是(shi)指(zhi)由(you)兩(liang)種(zhong)或(huo)兩(liang)種(zhong)以(yi)上(shang)不(bu)同(tong)物(wu)質(zhi)以(yi)不(bu)同(tong)方(fang)式(shi)組(zu)合(he)而(er)成(cheng)的(de)材(cai)料(liao)，它(ta)可(ke)以(yi)發(fa)揮(hui)各(ge)種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)優(you)點(dian)
，克(ke)服(fu)單(dan)一(yi)材(cai)料(liao)的(de)缺(que)陷(xian)，擴(kuo)大(da)材(cai)料(liao)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)。由(you)於(yu)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)重(zhong)量(liang)輕(qing)、強度高

、加工成型方便、彈性優良
、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金
，廣泛應用於航空航天、汽車、電子電氣、建築
、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。

    suizhekejidefazhan
，shuzhiyubolixianweizaijishushangbuduanjinbu，shengchanchangjiadezhizaonenglipubiantigao，shideboxianzengqiangfuhecailiaodejiagechengbenyibeixuduoxingyejieshou

，danboxianzengqiangfuhecailiaodeqiangdushangbuzuyihejinshupidi。yinci，tanxianwei
、硼纖維等增強複合材料相繼問世，使高分子複合材料家族更加完備，已經成為眾多產業的必備材料。目前全世界複合材料的年產量已達550多萬噸，年產值達1300億美元以上
，若將歐

、美mei的de軍jun事shi航hang空kong航hang天tian的de高gao價jia值zhi產chan品pin計ji入ru

，其qi產chan值zhi將jiang更geng為wei驚jing人ren。從cong全quan球qiu範fan圍wei看kan，世shi界jie複fu合he材cai料liao的de生sheng產chan主zhu要yao集ji中zhong在zai歐ou美mei和he東dong亞ya地di區qu。近jin幾ji年nian歐ou美mei複fu合he材cai料liao產chan需xu均jun持chi續xu增zeng長chang
，而er亞ya洲zhou的de日ri本ben則ze因yin經jing濟ji不bu景jing氣qi
，發fa展zhan較jiao為wei緩huan慢man，但dan中zhong國guo尤you其qi是shi中zhong國guo內nei地di的de市shi場chang發fa展zhan迅xun速su。據ju世shi界jie主zhu要yao複fu合he材cai料liao生sheng產chan商shangPPG公司統計，2000年歐洲的複合材料全球占有率約為32%，年產量約200萬噸。與此同時，美國複合材料在20世紀90年代年均增長率約為美國GDP增長率的2倍

，達到4%~6%。2000年，美國複合材料的年產量達170wandunzuoyou。tebieshiqicheyongfuhecailiaodexunsuzengjiashidemeiguoqichezaiquanqiushichangshangzhongxinjueqi。yazhoujinjinianfuhecailiaodefazhanqingkuangyuzhengzhijingjidezhengtibianhuamiqiexiangguan，geguodezhanyoulvbianhuahenda。zongtieryan
，yazhoudefuhecailiaorengjiangjixuzengchang，2000年的總產量約為145萬噸，預計2005年總產量將達180萬噸。

    從應用上看，複合材料在美國和歐洲主要用於航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的複合材料用量達14.8萬噸，歐洲汽車複合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本
，複合材料主要用於住宅建設，如衛浴設備等
，此類產品在2000年的用量達7.5萬噸，汽車等領域的用量僅為2.4wandun。buguocongquanqiufanweikan，qichegongyeshifuhecailiaozuidadeyonghu
，jinhoufazhanqianlirengshifenjuda，muqianhaiyouxuduoxinjishuzhengzaikaifazhong。liru，weijiangdifadongjizaosheng
，zengjiajiaochedeshushixing，zhengzhelikaifaliangcenglengzhabanjianzhanfuresuxingshuzhidejianzhengangban；為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求
，發動機活塞、連杆
、zhouwayikaishiyingyongjinshujifuhecailiao。weimanzuqicheqinglianghuayaoqiu
，bijianghuiyouyuelaiyueduodexinxingfuhecailiaojiangbeiyingyongdaoqichezhizaoyezhong。yucitongshi，suizhejinnianlairenmenduihuanbaowentideriyizhongshi，gaofenzifuhecailiaoqudaimucaifangmiandeyingyongyededaolejinyibutuiguang。liru，yongzhiwuxianweiyufeisuliaojiagongerchengdefuhecailiao，zaibeimeiyibeidaliangyongzuotuopanhebaozhuangxiang
，yongyitidaimuzhichanpin；而可降解複合材料也成為國內外開發研究的重點。

    另ling外wai，納na米mi技ji術shu逐zhu漸jian引yin起qi人ren們men的de關guan注zhu，納na米mi複fu合he材cai料liao的de研yan究jiu開kai發fa也ye成cheng為wei新xin的de熱re點dian。以yi納na米mi改gai性xing塑su料liao，可ke使shi塑su料liao的de聚ju集ji態tai及ji結jie晶jing形xing態tai發fa生sheng改gai變bian，從cong而er使shi之zhi具ju有you新xin的de性xing能neng，在zai克ke服fu傳chuan統tong材cai料liao剛gang性xing與yu韌ren性xing難nan以yi相xiang容rong的de矛mao盾dun的de同tong時shi，大da大da提ti高gao了le材cai料liao的de綜zong合he性xing能neng。

    樹脂基複合材料的增強材料

    樹脂基複合材料采用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維
、超高分子量聚乙烯纖維等。

    1、玻璃纖維

    目前用於高性能複合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高矽氧玻璃纖維等。由於高強度玻璃纖維性價比較高，因此增長率也比較快，年增長率達到10%以上。高強度玻璃纖維複合材料不僅應用在軍用方麵，近年來民用產品也有廣泛應用

，如防彈頭盔、防彈服、直升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品
、各ge類lei耐nai高gao溫wen製zhi品pin以yi及ji近jin期qi報bao道dao的de性xing能neng優you異yi的de輪lun胎tai簾lian子zi線xian等deng。石shi英ying玻bo璃li纖xian維wei及ji高gao矽gui氧yang玻bo璃li纖xian維wei屬shu於yu耐nai高gao溫wen的de玻bo璃li纖xian維wei，是shi比bi較jiao理li想xiang的de耐nai熱re防fang火huo材cai料liao，用yong其qi增zeng強qiang酚fen醛quan樹shu脂zhi可ke製zhi成cheng各ge種zhong結jie構gou的de耐nai高gao溫wen、耐燒蝕的複合材料部件
，大量應用於火箭、導彈的防熱材料。迄今為止，我國已經實用化的高性能樹脂基複合材料用的碳纖維、芳綸纖維
、gaoqiangdubolixianweisandazengqiangxianweizhong，zhiyougaoqiangdubolixianweiyidadaoguojixianjinshuiping，qieyongyouzizhuzhishichanquan
，xingchenglexiaoguimodechanye，xianjieduannianchankeda500噸。

    2、碳纖維

    碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一係列性能，首先在航空航天領域得到廣泛應用
，近年來在運動器具和體育用品方麵也廣泛采用。據預測，土木建築、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模采用工業級碳纖維。1997~2000年間，宇航用碳纖維的年增長率估計為31%，而工業用碳纖維的年增長率估計會達到130%。我國的碳纖維總體水平還比較低

，相當於國外七十年代中、末期水平，與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散係數大、無高性能碳纖維
、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表麵處理、價格偏高等。

3、芳綸纖維

    20世紀80年代以來，荷蘭、日本、前蘇聯也先後開展了芳綸纖維的研製開發工作。日本及俄羅斯的芳綸纖維已投入市場，年增長速度也達到20%左右。芳綸纖維比強度
、比模量較高，因此被廣泛應用於航空航天領域的高性能複合材料零部件（如火箭發動機殼體
、飛機發動機艙、整流罩、方向舵等）、艦船（如航空母艦、核潛艇、遊艇、救生艇等）
、汽車（如輪胎簾子線
、高壓軟管

、摩擦材料
、高壓氣瓶等）以及耐熱運輸帶、體育運動器材等。

    4、超高分子量聚乙烯纖維

    超(chao)高(gao)分(fen)子(zi)量(liang)聚(ju)乙(yi)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)比(bi)強(qiang)度(du)在(zai)各(ge)種(zhong)纖(xian)維(wei)中(zhong)位(wei)居(ju)第(di)一(yi)
，尤(you)其(qi)是(shi)它(ta)的(de)抗(kang)化(hua)學(xue)試(shi)劑(ji)侵(qin)蝕(shi)性(xing)能(neng)和(he)抗(kang)老(lao)化(hua)性(xing)能(neng)優(you)良(liang)。它(ta)還(hai)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)高(gao)頻(pin)聲(sheng)納(na)透(tou)過(guo)性(xing)和(he)耐(nai)海(hai)水(shui)腐(fu)蝕(shi)性(xing)，許(xu)多(duo)國(guo)家(jia)已(yi)用(yong)它(ta)來(lai)製(zhi)造(zao)艦(jian)艇(ting)的(de)高(gao)頻(pin)聲(sheng)納(na)導(dao)流(liu)罩(zhao)，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)艦(jian)艇(ting)的(de)探(tan)雷(lei)
、掃雷能力。除在軍事領域
，在汽車製造、船舶製造、醫療器械、體育運動器材等領域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應用前景。該纖維一經問世就引起了世界發達國家的極大興趣和重視。

    5、熱固性樹脂基複合材料

    熱固性樹脂基複合材料是指以熱固性樹脂如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等為基體，以玻璃纖維

、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強材料製成的複合材料。環氧樹脂的特點是具有優良的化學穩定性
、電絕緣性、耐腐蝕性、良好的粘接性能和較高的機械強度
，廣泛應用於化工、輕工
、機械、電子
、水利
、交通、汽車、家電和宇航等各個領域。1993年世界環氧樹脂生產能力為130萬噸，1996年遞增到143萬噸，1997年為148萬噸

，1999年150萬噸
，2003年達到180萬噸左右。我國從1975年開始研究環氧樹脂，據不完全統計，目前我國環氧樹脂生產企業約有170多家，總生產能力為50多萬噸
，設備利用率為80%左右。酚醛樹脂具有耐熱性
、耐磨擦性、機械強度高、電絕緣性優異
、低發煙性和耐酸性優異等特點
，因而在複合材料產業的各個領域得到廣泛的應用。1997年全球酚醛樹脂的產量為300萬噸，其中美國為164萬噸。我國的產量為18萬噸，進口4萬噸。乙烯基酯樹脂是20世紀60年代發展起來的一類新型熱固性樹脂，其特點是耐腐蝕性好，耐溶劑性好，機械強度高，延伸率大，與金屬、塑料
、hunningtudengcailiaodezhanjiexingnenghao，naipilaoxingnenghao，dianxingnengjia，nairelaohua
，guhuashousuolvdi，kechangwenguhuayekejiareguhua。nanjingjinlingdisimanshuzhiyouxiangongsiyinjinhelanAtlac係列強耐腐蝕性乙烯基酯樹脂，已廣泛用於貯罐、容器
、管道等，有的品種還能用於防水和熱壓成型。南京聚隆複合材料有限公司
、上海新華樹脂廠、南通明佳聚合物有限公司等廠家也生產乙烯基酯樹脂。

    1971年以前我國的熱固性樹脂基複合材料工業主要是軍工產品，70年代後開始轉向民用。從1987年起，各地大量引進國外先進技術如池窯拉絲、短切氈、表麵氈生產線及各種牌號的聚酯樹脂（美
、德
、荷
、英
、意、日）和環氧樹脂（日

、德）生產技術；在成型工藝方麵，引進了纏繞管
、罐生產線、拉擠工藝生產線
、SMC生產線、連續製板機組
、樹脂傳遞模塑(RTM)成型機
、噴射成型技術
、樹脂注射成型技術及漁竿生產線等，形成了從研究
、設計、生產及原材料配套的完整的工業體係
，截止2000年底，我國熱固性樹脂基複合材料生產企業達3000多家，已有51家通過ISO9000質量體係認證
，產品品種3000多種，總產量達73萬噸/年，居世界第二位。產品主要用於建築、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業領域。在建築方麵，有內外牆板、透明瓦、冷卻塔、空調罩、風機、玻璃鋼水箱
、衛生潔具
、淨化槽等；在石油化工方麵，主要用於管道及貯罐；在交通運輸方麵
，汽車上主要有車身、引擎蓋、保險杠等配件，火車上有車廂板、門窗、座椅等，船艇方麵主要有氣墊船
、救生艇、偵察艇
、漁船等；在機械及電器領域如屋頂風機、軸流風機、電纜橋架

、絕緣棒
、集成電路板等產品都具有相當的規模
；在航空航天及軍事領域
，輕型飛機、尾翼

、衛星天線、火箭噴管、防彈板
、防彈衣、魚雷等都取得了重大突破。

    熱塑性樹脂基複合材料

    熱塑性樹脂基複合材料是20世紀80年代發展起來的
，主要有長纖維增強粒料(LFP)、連續纖維增強預浸帶(MITT)和玻璃纖維氈增強型熱塑性複合材料(GMT)。根據使用要求不同
，樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料

，纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維
、芳fang綸lun纖xian維wei和he硼peng纖xian維wei等deng一yi切qie可ke能neng的de纖xian維wei品pin種zhong。隨sui著zhe熱re塑su性xing樹shu脂zhi基ji複fu合he材cai料liao技ji術shu的de不bu斷duan成cheng熟shu以yi及ji可ke回hui收shou利li用yong的de優you勢shi，該gai品pin種zhong的de複fu合he材cai料liao發fa展zhan較jiao快kuai，歐ou美mei發fa達da國guo家jia熱re塑su性xing樹shu脂zhi基ji複fu合he材cai料liao已yi經jing占zhan到dao樹shu脂zhi基ji複fu合he材cai料liao總zong量liang的de30%以上。

    高性能熱塑性樹脂基複合材料以注射件居多，基體以PP
、PA為主。產品有管件（彎頭、三通、法蘭）
、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型管道

、GMT模壓製品（如吉普車座椅支架）、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應用包括通風和供暖係統、空氣過濾器外殼
、變速箱蓋、座椅架

、擋泥板墊片
、傳動皮帶保護罩等。

滑石粉填充的PP具有高剛性

、高強度
、極好的耐熱老化性能及耐寒性。滑石粉增強PP在車內裝飾方麵有著重要的應用，如用作通風係統零部件，儀表盤和自動刹車控製杠等，例如美國HPM公司用20%滑石粉填充PP製成的蜂窩狀結構的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。

    雲母複合材料具有高剛性
、高熱變形溫度、低收縮率
、低撓曲性
、尺寸穩定以及低密度
、低價格等特點，利用雲母/聚丙烯複合材料可製作汽車儀表盤
、前燈保護圈
、擋板罩、車門護欄、電機風扇、百葉窗等部件，利用該材料的阻尼性可製作音響零件
，利用其屏蔽性可製作蓄電池箱等。

    我國的熱塑性樹脂基複合材料的研究開始於20世紀80年代末期，近十年來取得了快速發展
，2000年產量達到12萬噸，約占樹脂基複合材料總產量的17%，，所用的基體材料仍以PP、PA為主

，增強材料以玻璃纖維為主，少量為碳纖維，在熱塑性複合材料方麵未能有重大突破，與發達國家尚有差距。

    我國複合材料的發展潛力和熱點

    我國複合材料發展潛力很大，但須處理好以下熱點問題。

    1
、複合材料創新

    複合材料創新包括複合材料的技術發展、複合材料的工藝發展、複合材料的產品發展和複合材料的應用
，具體要抓住樹脂基體發展創新、增強材料發展創新、生產工藝發展創新和產品應用發展創新。到2007年，亞洲占世界複合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%
，目前亞洲人均消費量僅為0.29kg
，而美國為6.8kg，亞洲地區具有極大的增長潛力。

    2
、聚丙烯腈基纖維發展

    我國碳纖維工業發展緩慢，從CF發展回顧、特點
、國內碳纖維發展過程、中國PAN基CF市場概況
、特點
、“十五”科技攻關情況看，發展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。

    3
、玻璃纖維結構調整

    我國玻璃纖維70%以上用於增強基材，在國際市場上具有成本優勢，但在品種規格和質量上與先進國家尚有差距，必須改進和發展紗類、機織物、無紡氈、編織物
、縫編織物
、複合氈，推進玻纖與玻鋼兩行業密切合作

，促進玻璃纖維增強材料的新發展。

    4、開發能源
、交通用複合材料市場

    一是清潔、可再生能源用複合材料
，包括風力發電用複合材料、煙氣脫硫裝置用複合材料、輸變電設備用複合材料和天然氣、氫氣高壓容器；二是汽車、城市軌道交通用複合材料
，包括汽車車身、構架和車體外覆蓋件，軌道交通車體、車門、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等
；三是民航客機用複合材料，主要為碳纖維複合材料。熱塑性複合材料約占10%，主要產品為機翼部件
、垂直尾翼、機頭罩等。我國未來20年間需新增支線飛機661架，將形成民航客機的大產業，複合材料可建成新產業與之相配套；四是船艇用複合材料，主要為遊艇和漁船，遊艇作為高級娛樂耐用消費品在歐美有很大市場，由於我國魚類資源的減少、漁船雖發展緩慢，但複合材料特有的優點仍有發展的空間。

5、纖維複合材料基礎設施應用

    國內外複合材料在橋梁、房屋

、道路中的基礎應用廣泛
，與傳統材料相比有很多優點，特別是在橋梁上和在房屋補強
、隧道工程以及大型儲倉修補和加固中市場廣闊。

    6、複合材料綜合處理與再生

    重點發展物理回收（粉碎回收）
、化學回收（熱裂解）和能量回收
，加強技術路線、綜合處理技術研究，示範生產線建設，再生利用研究
，大力拓展再生利用材料在石膏中的應用、在拉擠製品中的應用以及在SMC/BMC模壓製品中的應用和典型產品中的應用。

    21世紀的高性能樹脂基複合材料技術是賦予複合材料自修複性、自分解性、自診斷性、自製功能等為一體的智能化材料。以開發高剛度、高強度、高濕熱環境下使用的複合材料為重點，構築材料、成型加工、設計
、檢查一體化的材料係統。組織係統上將是聯盟和集團化，這將更充分的利用各方麵的資源（技術資源、物質資源）
，緊密聯係各方麵的優勢，以推動複合材料工業的進一步發展。