[拼音]:fuhe cailiao
[外文]:composite material
由两个或多个相组成的混合物。一般至少含有两个相,一为分散相,另一为连续相(也称基体)。它不仅发挥了各相的优点,而且还具有各单一相所没有的某些特性(包括工艺、物理、力学和机械加工等性能)。
根据分散相的几何形状(粒状、纤维状和薄片状)可分为三种基本类型,即颗粒型、纤维型和层合型。
颗粒型复合材料将粒状材料分散于基体中而制成。混凝土是此类复合材料中最典型的代表,砂、石集料在其中起着提高刚度、减少收缩和节约水泥等作用。在聚合物中掺入砂、石集料,固化后具有很高的强度和较好的耐蚀、耐磨等性能(见聚合物混凝土)。加气混凝土和硬质泡沫塑料也可归入此类复合材料,其分散相为空气泡。
纤维型复合材料将非连续的短纤维或连续的长纤维配置于基体中制成。纤维对基体起着阻裂、增强和增韧等作用。20世纪40年代中出现的玻璃纤维增强塑料,不仅轻质、高强度,还具有较好的绝热、电绝缘和耐蚀等性能。在工程上获得日益广泛的应用。60年代起由于各种高弹性模量、高强度、耐高温的纤维材料陆续出现,一系列高性能指标的新型纤维增强塑料得到发展,以适应国防、宇航等工程的需要。在砂浆中配置钢丝网,可显著提高抗裂、抗渗等性能并可制成薄壳制品。水泥基体用纤维(金属的、有机的或无机的)增强后,不仅具有较高的抗拉和抗弯强度,并能大幅度地提高韧性和抗冲击强度(见纤维混凝土)。纤维增强钛合金等的高温性能比纤维增强塑料好,金属基体的强度和刚度比树脂高。陶瓷材料具有优异的耐高温性能,比重小,但性脆,采用纤维增强能显著提高其韧性。在玻璃中嵌入金属丝或网,可使玻璃破碎时不致散落(见安全玻璃)。
层合型复合材料将两层或多层薄片胶合而制成。胶合板是此类复合材料中最常见的一种,将几层木纹方向不同的木材薄板胶合成一整体,有利于提高强度并减小湿胀和干缩(见木质人造板)。夹层玻璃是将两层或数层平板玻璃用透明有机胶胶合而成,受冲击破裂后其碎片不会溅散,若使用多层钢化玻璃或夹丝玻璃,并用高强透明有机材料按一定结构胶合,可制得性能更为优越的防弹、防盗玻璃。混凝土和钢板或纤维增强塑料复合,可显著提高抗冲击性并能防止液体和气体的渗漏。由各种薄板和轻质芯材(如矿棉、玻璃棉、泡沫混凝土、硬质泡沫塑料等)所组成的夹芯板则兼具防渗、隔热、隔声等多种功能。
此外,也有将线状材料配置于基体中,此类复合材料称为配列型,如钢筋混凝土和预应力混凝土等。
随着原材料成本的下降和制造技术的改进,有些应用于国防、宇航等工程的新型复合材料也将逐步应用于民用工程。