复合材料应用探究

摘要：复合材料是近些年来，材料领域的一项重要成果，其不仅在性能上实现了取长补短，且应用领域十分广阔。而为了能够加深大众认知，提高其在各领域中的应用，文章将对与之相关的问题进行探究，望所述对推动复合材料发展，有些许帮助。

关键词：复合材料;发展 ;应用

引言

复合材料的出现，解决了诸多领域在材料选择上的难题，成为推动社会前行的重要力量。复合材料主要可以分为两大类，一类为金属复合材料，另一类为非金属复合材料，但无论哪种，都需要两种或以上不同性质材料优化组成，且继承原有材料的优点，因此，备受各个行业青睐，而致力于未来，必须对其继续深度研究，才能使其发挥出更大价值。

一、复合材料的发展

随着科学技术的不断精进，越来越多性能不同的复合材料逐渐问世，如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等高性能增强材料，这些材料虽然是人工制造而成，但却在性能上要好于很多天然材料，且被应用在诸多领域中，如航空、军事、工业、医疗行业等等。

在材料种类不断增多的同时，复合材料的制作工艺，也越来越成熟，且对复合材料发展起到巨大的推动作用，如热压罐固化技术、自动铺带技术、热隔膜辅助成型技术、拉挤成型技术、复合材料液体成型技术等，这些工艺以成为推动其行业发展的关键。

二、复合材料在各领域中的应用

1、航空航天

先进复合材料自问世以来，就在各种飞行器上大放异彩，现已成为第四大航空结构材料，其比强度和比模量高、热膨胀系数小、抗疲劳能力和减振能力强、可设计型号、吸波隐蔽型号，是航空航天领域材料的首选。

2、交通工具

地铁、轻轨、高铁、动车等高速交通工具的盛行，速度的快速增长与材料的轻质化密不可分。早期的轨道交通中，先进复合材料只在非承力部件中有较多应用，随着科技的发展，复合材料才渐渐充当承力结构器件。

先进复合材料可以制作高质量加筋壁板以满足轨道交通的大范围要求，其制作技术又可支持低成本液体成型工艺。可以为轨道车辆的耐异物撞击性能要求提供必要的技术支撑。复合材料在承担承载职责的同时，又满足可阻燃、隔热、保温、吸声等特性。

3、土木建筑

随着先进复合材料的发展，它已不仅仅在高端领域大放异彩，而且已经越来越贴近生活，比如讲太阳能电池板与复合材料墙体一起使用，便可使墙体不仅轻质，又带有自保温和自发电等功能。

太阳能材料的短期计划是使用夹层复合材料，因为二氧化钛和二氧化锡原材料便宜，再加上如果能装上这种玻璃，则电量几乎可以自给，所以这种太阳能复合材料的前景十分光明。

4、高端能源

由于石油开采行业的愈加盛行，对石油的需求量也越来越大，所以对采油工具的使用分外频繁，长此以往，则对其的磨损就十分严重了，加之在井下粉尘、沙子和细菌的滋生，对采油工具的更新提升已经到了刻不容缓的地步了。

先进复合材料SSL外层材料采用玻璃纤维增强环氧树脂，并在表面覆马丁氏，经过测试，其不光材料坚固、且操作温度高、成本又低，是可用于采油工具的一个很好的选择。热塑加强管（RTP）含有凯夫拉纤维和高性能热塑材料，可承受高压、高温，韧性好，也可以用于制作采用工具的。

5、体育器材

随着社会的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，体育运动不再像以前那么匮乏且稀有，而是成了人们强身健体、娱乐休闲必不可少的项目。相应地，人们也就对体育器械的要求也越来越高，不但要轻质，还要耐打。这时候，先进复合材料代替原有材料的趋势也出现了苗头。球拍、钓鱼竿、箭弓、高尔球棒、滑雪板、自行车等等器材基本上都是由含氧基纤维复合材料制造，海上比赛运动的船艇都是用环氧或环氧乙烯基酯树脂增强纤维材料制成。

6、风电领域

风能自新能源提出以来，一直受到人们的广泛关注，其中它的风叶就一直由复合材料玻纤制成，但是随着对风机的要求越来越高，比如转速的加快，便要求其质量要较之以前，轻盈许多，再加上对刚度和强度的要求提高，玻纤无法再满足需求，碳纤便进入人们的视野。据知2.5 MW葉片及长45 m以上的叶片多已采用先进复合材料，主要应用部位是主承力梁，碳纤维多用50 k左右的大丝束，因其成本较低，估计在这一方面会有很大的发挥空间。

7、节能与储能

随着社会的发展，“节能”和“环保”是当今世界的两大主题，为节约不可再生能源，一些电动汽车逐步市场化，所以，亟需一些电力储存装置与之相应的匹配。同时，因为电力需求量的不断增长，电网峰谷量负荷过大，所以当电网分布和新能源开始使用时，用户可以利用储能原件合理用电，减缓电网波动。新型储能材料的需求迫在眉睫，如相变储能材料，如用LA、DA、TA、DD 制作的复合材料，就聚合了各个原材料的优点，如无相分离现象、高相变潜热、低成本、无腐蚀等;电介质储能材料，如CNT/PANI 2复合材料，既具有CNT良好的导热性，又具有PANI 2的高比热容，同时还可弥补两方的缺点。

结束语

综上所述，就目前情况而言，复合材料以进入高速发展时期，无论是材料性能，还是材料制作工艺，均呈高姿态发展，且逐渐融入到各个行业发展之中，成为行业材料的首选，因此，致力于未来，复合材料必将为我们带来一个全新的、轻质的生活。

参考文献

[1]张菡英，刘明.碳纤维复合材料的发展及应用[J].工程塑料应用，2015（11）

[2]周小毛.解析复合材料在土木工程中的发展与应用[J].建材与装饰，2019（23）

作者姓名：安小东，出生日期：1998年12月5日，性别：男，籍贯：四川省米易县，专业：材料科学与工程，学校：四川轻化工大学

（四川轻化工大学 四川 自贡 643002）