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复合材料制造工艺
第一章 概述
材料是人类赖以生存和发展物质基础。20世纪70年代大家把材料、信息、能源作为社会文明支柱；80年代以高技术群为代表新技术革命，又把新材料和信息技术和生物技术并列为新技术革命关键标志。这关键是因为材料是国民经济建设、国防建设和人民生活所不可须臾缺乏关键组成部分。复合材料作为材料科学中一枝独立新科学分支，已经得到了广泛重视，正日益发展并在很多工业部门中得到广泛利用，成为当今高科技发展中新材料开发一个关键方面。
鉴于材料关键基础地位和作用，每一次科学技术突飞猛进，全部对材料性能提出了越来越高、越来越严和越来越多要求。现现在在很多方面，传统单一材料已经不能满足实际需要，在这种情况下，大家以其充满智慧头脑将材料新发展方向伸向一个愈加宽广领域——复合材料。
本文就将对复合材料基础概念、加工中理论问题、制备工艺和方法和经典应用加以叙述，期望能够比较全方面对复合材料做一个介绍。
首先我们来给复合材料下一个明确定义。依据国际标准化组织（International Organization for Standardization, ISO）为复合材料下定义，复合材料（Compose Material）是由两种或两种以上物理和化学性质不一样物质组合而成一个多相固体材料。复合材料组份材料即使保持其相对独立性，不过复合材料性能却不是组份材料性能简单加和，而是有着关键改善。在复合材料中通常有一相为连续相（称为基体），而另一相为分散相（增强材料）。分散相是以独立形态分布在整个连续相中。两相之间存在着相界面，分散相能够是增强纤维，也能够是颗粒状或弥散填料。
复合材料出现和发展，是现代科学技术不停进步结果，也是材料设计方面一个突破。它综合了多种材料如纤维、树脂、橡胶、金属、陶瓷等优点，根据需要设计，复合成为综合性能优异新型材料。能够预见，假如用材料作为历史分期依据，那么，继石器、青铜、铁器、钢铁时代以后，在二十一世纪，将是复合材料时代。
在概述余下部分篇幅中，我们来大致了解一下相关复合材料部分基础内容。

一、 复合材料命名和分类
复合材料可依据增强材料和基体材料名称来命名。将增强材料名称放在前面，基体材料名称放在后面，再加上“复合材料”即为材料名。为书写简便，也可仅写增强材料和基体材料缩写名称，中间加一条斜线隔开，后面再加“复合材料”。有时为了突出增强材料或基体材料，视强调组份不一样也可将不需强调部分加以省略或简写。
复合材料分类方法很多，常见分类方法有以下多个：
a. 按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编织复合材料
b. 按增强纤维种类分类：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，金属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料，混杂复合材料（复合材料“复合材料”）
c. 按基体材料分类：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无机非金属基复合材料，
d. 按材料作用分类：结构复合材料，功效复合材料

二、 复合材料基础性能
复合材料是由多相材料复合而成，其共同特点为：
（1） 综合发挥多种组成材料优点，使一个材料含有多个性能，含有天然材料所没有性能。
（2） 可按对材料性能需要进行材料设计和制造。
（3） 可制成所需任意形状产品，可避免数次加工工序。
因为复合材料性能受很多原因影响，不一样复合材料性能不一样，就是同一类复合材料性能也不是一个定值，故在此处给出部分关键性能：
Ⅰ 聚合物基复合材料
ⅰ） 比强度，比模量大。
ⅱ） 耐疲惫性能好。
ⅲ） 减震性好。
ⅳ） 过载时安全性能好。
ⅴ） 含有多个功效性，耐烧蚀性能，摩擦性能好，电绝缘性能高，耐腐蚀性能优良，有特殊光学、电学、磁学特征。
ⅵ） 有很好加工工艺性。
Ⅱ 金属基复合材料
ⅰ） 高比强度，高比模量。
ⅱ） 导热、导电性能高。
ⅲ） 热膨胀系数小，尺寸稳定性好。
ⅳ） 良好高温性能。
ⅴ） 耐磨性好。
ⅵ） 良好抗疲惫性能和断裂韧性。
ⅶ） 不吸潮，不老化，气密性好。
Ⅲ 陶瓷基复合材料
强度高，硬度大，耐高温，抗氧化，高温下抗磨损性好，耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和比重较小，制成复合材料以后抗弯强度高，断裂韧性高。
Ⅳ 水泥基复合材料
压缩强度、热能方面性能优异，制成复合材料以后抗拉性能和耐腐蚀性能增强，重量降低。
经过以上部分叙述，我们对复合材料部分根本点有了初步了解，下面就进入正题，对复合材料制造工艺进行部分探讨。

第二章 加工中理论问题

在这一章中，我们将从基体和增强材料选择、复合材料界面和增强材料表面处理等方面入手，掌握部分复合材料加工基础原理，方便对以后工艺和技术使用有一个理论基础。

一、基体和增强材料选择
因为基体材料不一样，我们有必需将这些材料分开叙述。首先来看一下金属基复合材料基体选择。
金属基复合材料构（零）件使用性能要求是选择金属基体材料最关键依据。在不一样技术领域和不一样工况条件下对于复合材料构件性能要求有很大差异。应该依据不一样情况选择不一样复合材料基体。在航天、航空技术中高比强度、比模量、尺寸稳定性是最关键性能要求。宜选择密度小轻金属合金作为基体。高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度、比模量性能外，还要求复合材料含有优良耐高温性能，能在高温、氧化性气氛中正常工作，需选择钛基、镍基合金和金属间化合物做基体材料。汽车发动机中要求其零件耐热、耐磨、导热、一定高温强度等，同时又要求成本低，适合批量生产，则使用铝合金做基体材料。工业集成电路需要高导热、低膨胀金属基复合材料作为散热元件和基板。选择含有高导热率Ag、Cu、Al等金属为基体。
因为增强物性质和增强机理不一样，在基体材料选择标准上有很大差异。对于连续纤维增强金属基复合材料，纤维是关键承载物体，其本身含有很高强度和模量，而金属基体强度和模量远远低于纤维性能，故在连续纤维增强金属基复合材料中基体关键作用应是以充足发挥增强纤维性能为主，基体本身应和纤维有良好相容性和塑性，而并不要求基体本身有很高强度。但对于非连续增强（颗粒、晶须、短纤维）金属基复合材料，基体是关键承载物，其强度对非连续增强金属基复合材料含有决定性影响。故要取得高性能金属基复合材料必需选择高强度铝合金为基体，这和连续纤维增强金属基复合材料基体选择完全不一样。
选择基体时应充足注意和增强物相容性（尤其是化学相容性），并考虑到尽可能在金属基复合材料成型过程中，抑制界面反应。因为金属基复合材料需要在高温下成型，所以在金属基复合材料制备过程中金属基体和增强物在高温复合过程中，处于高温热力学不平衡状态下纤维和金属之间很轻易发生化学反应，在界面形成脆性反应层，对复合材料强度影响很大。再者，因为基体金属中往往含有不一样类型合金元素，Me和增强物反应程度和生成反应物全部不一样，须在选择基体合金成份时充足考虑。
接下来看无机胶凝材料，无机胶凝材料关键包含水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等。其中研究和应用最多是纤维增强水泥基增强塑料。我们就来看看水泥基材料特征：（1）水泥基体为多孔体系，孔隙尺寸1～102埃。其存在不仅会影响基体本身性能，也会影响纤维和基体界面粘接。（2）纤维和水泥弹性模量比不大，在纤维增强水泥复合材料中应力传输效应远不如纤维增强树脂。（3）水泥基材断裂延伸率较低，在纤维还未从水泥基材中拔出拉断前，水泥基材即行开裂。（4）水泥基材中含有粉末或颗粒状物料，和纤维成点接触，故纤维掺量受到很大限制。（5）水泥基材呈碱性，对金属纤维可起保护作用，但对大
多数矿物纤维不利。
水泥基体水化过程相当复杂，物理化学改变多样。因为篇幅有限，故在此略过不述。
第三，我们看看陶瓷材料，陶瓷使金属和非金属元素固体化合物，其键合为共价键或离子键，和金属不一样，它们不含有大量电子。劣势和优势一样显著。在陶瓷基复合材料诞生后，陶瓷优势被保留，同时其劣势因为增强材料加入又被填补了，使陶瓷材料进入了新发展领域。用作基体材料使用陶瓷通常应含有耐高温性质、和纤维或晶须之间有良好界面相容性和很好工艺性能等。常见陶瓷基体关键包含玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷等。
另外一类关键基体是聚合物基体，顾名思义，此基体关键组分是聚合物。其种类多样，常见有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及多种热塑性聚合物。各组分作用和关系全部十分复杂。通常来说有三种关键作用：把纤维粘在一起；分配纤维间载荷；保护纤维不受环境影响。因为没有在本系中包含这类材料，所以简略说明，若必需可参看参考资料。
纤维在复合材料中起增强作用，是关键承力组分。关键分为：
1． 玻璃纤维及其制品：含有部分列优良性能，拉伸强度高、防火防霉防蛀、耐高温和电绝缘性能好，除对HF、浓碱、浓磷酸外，对全部化学药品和有机溶剂全部有良好化学稳定性。缺点是含有脆性、不耐磨、对人皮肤有刺激性等。
2． 碳纤维：比重在1.5～2.0之间，热膨胀系数有各向异性特点，导热有方向性，比电阻和纤维类型相关，耐高低温性能良好，除能被强氧化剂氧化外，对通常酸碱是惰性，耐油、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子。
3． 芳纶纤维（有机纤维）：拉伸强度高，弹性模量高，密度小，热稳定性高，热膨胀系数各向异性，有良好耐介质性能，但易受多种酸碱侵蚀，耐水性不好。
4． 其它纤维：由碳化硅纤维、硼纤维、晶须、氧化铝纤维等。
以上基体和增强材料结合利用，能使大家根据自己要求制造出特种复合材料，在物质基础上满足大家需要。

二、 复合材料界面及增强材料表面处理
复合材料界面指基体和增强物之间化学成份有显著改变、组成相互结合、能起载和传输作用微小区域。通常可将界面机能归纳为：传输效应、阻断效应、不连续效应、散射和吸收效应、诱导效应。界面上产生这些效应，是任何一个单体材料所没有特征，它对复合材料含相关键作用。界面效应既和界面结合状态、形态和物理-化学性质等相关，也和界面两侧组分材料浸润性、相容性、扩散性等亲密相联。
复合材料中界面并不是单纯几何面，而是一个多层结构过渡区域，界面区是从和增强剂内部性质不一样某一点开始，直到和树脂基体内整体性质相一致点间区域。此区域结构和性质全部不一样于两相中任一相，从结构来分，这一界面区有五个亚层组成（图2-1），每一亚层性能均和树脂基体和增强基性质、偶联剂品种和性质、复合材料成型方法等亲密相关。
因为界面尺寸小且不均匀，化学成份基结构复杂，力学环境复杂，及对于成份和相结构也极难做出全方面分析。所以迄今为止对复合材料界面认识还是很不充足，更谈不上一个通用模型来建立完整理论。所以对于界面只能简单罗列一下各个理论。
对于聚合物基复合材料界面，其界面形成份为两个阶段：1.基体和增强纤维接触和浸润过程；2.聚合物固化阶段。现在有理论为：界面浸润理论；化学键理论；物理吸附理论；变形层理论；拘束层理论；扩散层理论；减弱界面局部应力作用理论。
对于金属基复合材料界面，比聚合物基复合材料复杂多。表2-1列出金属基复合材料界面多个类型。其中，Ⅰ类界面是平整，厚度仅为分子层程度，除原组成成份外，界面上基础不含其它物质；Ⅱ类界面是由原组成成份组成犬牙交错溶解扩散型界面；Ⅲ类界面则含有亚微级左右界面反应物质（界面反应层）。

类型Ⅰ
类型Ⅱ
类型Ⅲ
纤维和基体互不反应亦不溶解
纤维和基体不反应但相互溶解
纤维和基体相互反应形成界面反应层
钨丝/铜
Al2O3纤维/铜
Al2O3纤维/银
硼纤维（表面涂BN）/铝
不锈钢丝/铝
SiC纤维（CVD）/铝
硼纤维/铝
硼纤维/镁

镀铬钨丝/铜
碳纤维/镍
钨丝/镍
合金共晶体丝/同一合金

钨丝/铜-钛合金
碳纤维/铝（>580℃）
Al2O3纤维/钛
B纤维/Ti
B纤维/Ti-Al
SiC纤维/钛
SiO2纤维/Al
表2-1 金属基纤维复合材料界面类型
界面类型还和复合方法相关。金属基纤维复合材料界面结合能够分成以下多个形式：（1）物理结合；（2）溶解和浸润结合；（3）反应结合。在实际情况中，界面结合方法往往不是单纯一个类型。
和聚合物基复合材料相比，耐高温是金属基复合材料关键特点。所以，金属基复合材料界面能否在所许可高温环境下长时间保持稳定是很关键。影响界面稳定性原因包含：高温条件下增强纤维和基体之间熔融；复合材料在加工和使用过程中发生界面化学作用。另外，在金属基复合材料结构设计中，除了要考虑化学方面原因外，还应注意增强纤维和金属基体物理相容性。
再看陶瓷基复合材料界面。其中增强纤维和基体之间形成反应层质地比较均匀，对纤维和基体全部能很好结合，但通常是脆性。因增强纤维横截面多为圆形，故界面反应层常为空心圆筒状，其厚度能够控制。当反应层达成某一厚度时，复合材料抗张强度开始降低，此时反应层厚度可定义为第一临界厚度。若反应层厚度继续增大，材料强度亦随之降低，直至达某一强度时不再降低，这时反应层厚度成为第二临界厚度。
接下来我们对于不一样增强材料表面处理做一个讨论：
玻璃纤维：本世纪40年代早期发展起来玻璃纤维增强塑料即玻璃钢，含有质轻、高强、耐腐蚀、绝缘性好等优良性能，已经被广泛应用于航空、汽车、机械、造船、建材和体育器材等方面。玻璃纤维表面状态及其和基体之间界面情况对玻璃纤维复合材料性能有很大影响。玻璃纤维关键成份是硅酸盐。通常玻璃纤维和树脂界面粘结性不好，故常采取偶联剂涂层方法对纤维表面进行处理。用表面处理剂处理玻璃纤维方法，现在采取有三种：前处理法、后处理法、迁移法。
碳纤维：因为碳纤维本身结构特征，使其和树脂界面粘结力不大，所以用未经表面处理碳纤维制成复合材料其层间剪切强度较低。可用于碳纤维表面处理方法较多，有：氧化、沉积、电聚合和电沉积、等离子体处理等。
Kevlar纤维：和碳纤维相比，适于此纤维表面处理方法不多，现在关键是基于化学键理论，经过有机化学反应和等离子体处理，在纤维表面引进或产生活性基团，从而改善纤维和基体之间界面粘结性能。
超高分子量聚乙烯纤维：有一个力学性能优异高强高模纤维。因为无机性基因，故极难和基体形成良好界面结合，影响了复合材料整体力学性能。现在交常见改型方法为等离子体处理。
金属纤维：对于金属基复合材料，表面处理目标关键是改善纤维浸润性和抑制纤维和金属基体之间界面反应层生成。

第三章 制备工艺和方法

在上一章中，我们比较全方面概括地说明了复合材料在加工过程中部分原理。能给我们在这一章对加工工艺和设备讨论中提供部分理论基础。在接下来这一章中，我们来看看复合材料加工工艺和设备。

一、 聚合物基复合材料成型加工技术
复合材料性能在纤维和树脂体系确立以后，关键决定适于成型固化工艺。所谓成型固化工艺包含两方面内容，一是成形，就是将预浸料依据产品要求，辅置成一定形状，通常就是产品形状。二是进行固化，这就是使一铺置成一定形状叠层预浸料，在温度、时间和压力等原因影响下使形状固定下来，并能达成估计性能要求。
复合材料及其制件成型方法，是依据产品外形、结构和使用要求，结合材料工艺性来确定。从20世纪40年代聚合物及复合材料及其制件成型方法研究和应用开始，伴随聚合物及复合材料工业快速发展和日渐完善，新高效生产方法不停出现，已在生产中采取成型方法有：
[1] 手糊成型—湿法铺层成型。 [9] 注射成型。
[2] 真空袋压法成型。 [10] 挤出成型。
[3] 压力袋成型。 [11] 纤维缠绕成型。
[4] 树脂注射和树脂传输成型。 [12] 拉挤成型。
[5] 喷射成型。 [13] 连续板材成型。
[6] 真空辅助树脂注射成型。 [14] 层压或卷制成型。
[7] 夹层结组成型。 [15] 热塑性片状膜塑料热冲压成型。
[8] 模压成型。 [16] 离心浇铸成型。
上述[9]、[10]、[15]为热塑性树脂基复合材料成型工艺，分别适适用于短纤维增强和连续纤维热塑性复合材料两类。
在这些成型方法中大部分使用已较普遍，在此对部分成型工艺作简单介绍。伴随科学技术发展，复合材料及其制件成型工艺将向更完善更精密方向发展。
1． 手糊工艺
手糊工艺是聚合物基复合材料制造中最早采取和最简单方法。其工艺过程是先在磨具上涂刷含有固化剂树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，反复上述过程直至达成所需厚度为止。然后，在一定压力作用下加热固化成型（热压成型），或利用树脂体系固化释放出热量固化成型（冷压成型），最终唾沫得到复合材料制品，其工艺步骤图3-1所表示：
手糊成型工艺是复合材料最早一个成型方法。即使所占比重呈下降趋势，但仍不失为关键成型工艺。其优点为：
[1] 手糊成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大批量小形状复杂产品生产。
[2] 设备简单，投资少，设备折旧费低。
[3] 工艺简便。
[4] 易于满足产品设计要求，能够在产品不一样部位任意增补增强材料。
[5] 制品树脂含量较高，耐腐蚀性好。
同时，手糊成型也有缺点：生产效率低，劳动强度大，劳动卫生条件差。产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。
2． 模压成型工艺
模压成型是一个对热固性树脂和热塑性树脂全部是用纤维复合材料成型方法。将定量模塑料或颗粒状树脂和短纤维混合物放入敞开金属对模中，闭模后加热使其熔化，并在压力作用下充满模腔，形成和模腔相同形状模制品，再经加热使树脂深入发生交联反应而固化，或冷却使热塑性树脂硬化，脱模后得到复合材料制品。
模压成型工艺是一个古老工艺技术，生产效率较高，制品尺寸正确，表面光洁，多数结构复杂制品可一次成型，无须有损制品性能二次加工，制品外观及尺寸反复性好，轻易实现机械化和自动化，不过磨具设计制造复杂，压机及模具投资高，制品尺寸受设备限制，通常只适合制造批量大中小型制品。
3． RTM成型工艺
树脂传输模塑为Resin Transfer Molding,简称RTM。它是一个闭模成型工艺方法，其基础工艺过程为：将液态热固性树脂（通常为不饱和聚酯）及固化剂，由计量设备分别从储桶内抽出，经静态混合器混合均匀，注入事先铺有玻璃纤维增强材料密封模内，经固化、脱模、后加工而制成制品。
RTM和其它工艺关系图3-2所表示。
4． 其它工艺
因为篇幅有限，此处只能列出另外两种工艺步骤。
喷射成型工艺步骤图3-3，连续缠绕成型工艺步骤图3-4。

另外提一下挤出成型工艺。挤出成型工艺是热塑性复合材料成型方法。关键包含加料、塑化、成型、定型四个过程。挤出成型需要完成粒料输运、塑化和在压力作用下使熔融物料经过机头口模取得所要求断面形状制品。和此同时，外部热源和和物料摩擦热使料粒受热塑化，变成熔融粘流态，凭借螺杆推力，定量地从机头挤出。

二、金属基复合材料成型加工技术
金属基复合材料成型加工技术因基体材料不一样而不一样，通常有以下多个铸造方法：压力铸造法、机械搅拌法、喷射分散法、离心铸造法、中间合金法、涂覆铸造法、渗透铸造法。
喷射分散法：通常见于航空航天工业。用粉末冶金工艺，铝和铝锂复合材料经过充填陶瓷颗粒能够提升强度、模量和耐热性。Cospray工艺是在威尔士大学于1969年前推出Cosprey工艺基础上发展出来。后者是将熔融铝喷到模板上，集聚沉积成锭块，而新工艺则可使整块锭性能保持恒定。经过对整个喷雾沉积过程进行控制，能够制造出含有均匀一致显微结构材料，并可使增强颗粒在铝复合材料中分布均匀一致。
铸造凝固复正当是在基体处于熔融状态下进行复合方法，关键有铸造法、加压或非加压含浸法和原生（in-situ）复正当。
粉末冶金复正当是颗粒强化复合材料最常见制备方法。其工艺过程见图3-6。
搅拌法：经过高速旋转搅拌使金属液产生漩涡，然后向旋涡中逐步投入颗粒，使其分散，见图3-7。

二、 陶瓷基复合材料加工技术
纤维增强陶瓷基复合材料性能取决于多个原因，故在实际中针对不一样材料制作方法也会不一样，成型技术不停研究和改善正是为了能取得性能更为优良材料。
现在采取纤维增强陶瓷基复合材料成型方法关键有以下多个：
[1] 泥浆烧铸法：在陶瓷泥浆中把纤维分散，然后浇铸在石膏模型中。
[2] 热压烧结法：将长纤维切短，然后分散并和基体粉末混合，再用热压烧结方法及可制得高性能复合材料。
[3] 浸渍法：适适用于长纤维。首先把纤维编织成所需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后进行焙烧。

四、水泥基复合材料
通常细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢靠交接在一起水硬性胶凝材料，通称为水泥。
纤维增强水泥，不管在用途上还是制法上，全部是处于开发新材料。这是以玻璃纤维为例来介绍纤维增强水泥成型工艺。
[1] 直接喷射法：是现在最常见成型方法，将水泥、砂子、水搅拌成砂浆，和耐碱短切玻璃纤维短时间混合后形成预混料，振动模浇铸成型后养护。
[2] 喷射脱水法：砂浆和玻璃纤维同时往模具上喷射机理和直接喷射法相同。但它是把玻璃纤维增强水泥喷射到一个常有减压装置开孔台上，开孔台铺有滤布。喷射完后进行减压，经过滤纸或滤布，把玻璃纤维增强水泥剩下水分脱掉。这种方法是成型水灰比低高强度板状玻璃纤维增强水泥方法。
[3] 预混料浇铸法：水泥、砂子、水、外加剂和切成合适长度耐碱玻璃纤维（短切纤维）在搅拌机中混合成预混料，然后不停地注入到振动着模具里进行成型。
[4] 压力法：预混料注入到模具里后，加压除去剩下水分，即使脱模，能够提升生产率，并能取得良好表面尺寸精度。
[5] 离心成型法：在旋转管状模具中喷入玻璃纤维和水泥浆。
[6] 抄造法：使用耐碱玻璃纤维时，通常是预先把玻璃纤维混合到原料浆液中。因为只有玻璃纤维过滤太快，过滤水中流失了很多水泥粒子，所以通常必需使用一定程度砂浆和石棉作为内部过滤材料。
另外，现在正在进行挤出成型和注射成型工艺研究。

五、 碳/碳复合材料成型加工技术
碳/碳复合材料成型加工方法很多，其多种工艺过程大致可归纳为下图多个方法：

第四章 应用举例

在讨论了部分理论上问题以后，我们来看一下部分具体应用。因为篇幅有限，所以不可能在这里说很多，只是将部分例子拿出来说明复合材料应用广泛性和关键性。具体能够参考本文所列部分参考资料。

一、复合材料在飞机工程和航空构件上利用
美国海军使用“鹞”式（Harrier）飞机采取了“飞马”喷气发动机，其机翼翼盒蒙皮、前机身、水平安定面、升降舵、方向舵、襟翼、副翼和翼上整流罩全部是用碳纤维/环氧树脂复合材料重新设计和制造。这种材料也用来制造“鹰鹞”式（Hawker Harrier）机外翼翼尖。这是在这种战斗机负担飞送交付任务时附加，它扩大了跨越国家交付飞行范围。这一并非必需附件是一个理想研究构件，最终即使出现故障，飞机没有它也会很好飞行。
当然复合材料并不一定用在军事用途飞机上。下面一个表格能够很好表现复合材料优越性：
零件名称
金属
碳纤维增强复合材料（CFRP）
梁盒
107
52
前部
36
4
端盒
54
6
翼尖
12
12
连接件（标准件）
4938
1201
表4 –1
因为复合材料特殊性能，在飞机各个部件上，总有适宜复合材料能够很好达成其要求。而且因为它加工能够一次成型所以免去了很多因为加工而造成质量问题。而且降低了零件量。使飞机性能得以提升。

二、 复合材料在外科医学上应用
1． 原先“铁制呼吸器”是一个必需但又粗笨，不便使用装置，所以人民做了很多努力来设计一个轻便形式，使病人能够坐着或在室外几小时随身带着活动。一个用混杂玻璃纤维/碳纤维/聚酯层合板做重量轻外壳或“胸甲”，形状颇象龟背，沿周围有一极为柔软和病人胸部相配密封垫，由胸甲拱形中央——大致在胸骨之上连着一根铠装软管，使轻便泵可抽去和注入空气呼吸器被设计出来。在胸甲内压力改变作用在隔膜上，使人能在正常速度下呼吸。
2． Chas A Blatchford 和 Sons 研制出一系列碳纤维/环氧构件假腿标准组件含有通常人使用标准尺寸，能够连接到病人适宜膝关节和踝关节处。如此使用结构管材和外部软包覆件一起在压缩强度和弯曲强度和扭转方面性能全部很好。比且在重量上有很大节省，所以有利于老年和体弱截肢者。
3． 另外，复合材料在骨科，脑外科，韧带，假牙等方面全部有很大利用，因为篇幅有限不做一一表述。

三、复合材料在体育用具上应用
鱼竿、弓、高尔夫球杆、球拍和球棒、雪橇等体育用具在强度、韧性、重量和经济价值上对材料要求全部是很高，而使用复合材料对这些用具发展无疑起到了柳暗花明作用。比如我们现在所使用羽毛球拍、网球拍之中，好全部是碳纤维复合材料作为拍子支架部分，拍线就愈加不用说了，有谁看见她人用钢或铝拍线来打球？

四、复合材料在汽车制造上应用
因为汽车制造包含到很多方面，故只举两个例子来表现复合材料优越性。
TWR“美洲虎”（Jaguar）XJR—6型赛车是有史以来第一辆运动赛车，是由不一样厚度坚固而轻便碳纤维和Kevlar（杜邦企业纤维）复合而成。
美国福特企业生产巨大“绝技”车（“tour-de-force”）是几乎完全采取碳纤维来制造一台原型高级轿车，重量可节省约565kg（1246 lb），而原来车重为1700kg（3748 lb），这反过来就可节省相当多燃油。

另外，在风力涡轮，船舶，航天结构，机械工程，乐器，化工厂等方面。复合材料全部有很大用武之地。其实，正如本文一开头所说，聚合材料在材料各个领域，其实也就是在生活各个领域全部正在发挥越来越大作用。复合材料是材料发展一个关键方向。二十一世纪材料发展中，复合材料将占很大一部分。

第五章 结束语

在结束本文时候，写部分在做这篇小论文时候部分心得体会。
首先，对于我来说，因为第一次写算得上比较正式小论文，所以认为很累，从选题，到找资料，再到以后资料整理和输入电脑，然后到现在初步完成。花了我不少时间，不过我认为这确实是一件很值得去做事情。在做论文时候我找到了一个工科学生真正应该有生活。有些人说现在大学是英语提升和计算机能力应试提升学校，我想她一定没有做过像这么论文。能够这么说，经过这次论文，再一次吊起了我学材料胃口。
其次，在写论文过程中，找资料整个过程是对人这首先能力很好提升。以前文件检索课即使也有这方面训练，不过到了实质上要用时候才发觉其实因为部分条件所限，极难在理想状态找到自己真正所需要东西。所以，从各个方面搜集资料能力还是在实践中得到了提升。
第三，论文也使自己学到了不少东西，能够说是愈加知道这首先材料学知识了。
第四，在写论文同时，和同学交流和相互帮助是少不了，所以这次让我对团体合作关键性有了很深体会。
总来说，这篇论文是我第一篇，假如有欠缺地方，还请老师给予指出，方便在以后论文中得到更正和改善。

第六章 参考资料

1．《复合材料概论》王荣国、武卫莉、谷万里 主编，张显友 主审，哈尔滨工业大学出版社。（1999）
2．《复合材料工艺和设备》 欧国荣、倪礼忠 编著，华东化工学院出版社。（1991）
3．《复合材料设计基础和应用》[英]Leslie N Phillips等著，理有亲 等译，航空工业出版社。（1992）
4.《未来新金属材料》宁兴龙/金属世界.,(2).-2-3
5.《金属陶瓷复合材料组织结构和性能研究》于同仁/马钢科研.,(1).-17-22
6.《金属基复合材料加工进展》全燕鸣/华南理工大学/机械设计和制造工程.1999,28(2).-5-7
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