军用复合材料的应用和工艺发展趋势

复合材料（CompositeMaterials）是由二种或两类以上不一样性能、不同形状的材料，根据结合加工工艺组成的新式材料。复合材料既能保证原材料的关键性能，又能根据复合型效用与协同作用得到单一原材料不具有的性能，摆脱单一材料的缺陷，进而达到多种不一样的要求。

复合材料的用量已成為考量军用装备创新性的主要标示。复合材料的盛行丰富多彩了当代材料大家族。尤其是具有高韧性、高模量、低比例碳纤维材料增强复合材料的发生，使其变成各种军警民武器装备关键的备选材料之一。美国防部在2025年国防安全材料发展趋势预测分析中提及，仅有复合材料可以将抗压强度、模量和耐热的技术指标在目前根本上与此同时提升25%以上。复合材料正变成航空公司及其国防安全武器装备的重要材料。

国际性优秀军民航客机中，复合材料用量稳步增长。关键运用复合材料的位置包含整流罩、平尾、垂尾、平尾翼盒、飞机翼、中前整体机身等。F-22战斗机与空客飞机A380飞机场的复合材料用量在20%-25%中间，而波音B787与空客飞机A350的复合材料用量将提升50%，超过铝合金型材变成用量较大的材料。飞机场正进到复合材料时期。

一、复合材料概述

（一）复合材料的界定

复合材料（CompositeMaterials）是由有机高分子、功能材料或金属材料等几种不一样材料根据结合加工工艺组成的新式材料。它既能保存原来成分材料的关键特点，又根据材料设计方案使各组成部分的性能互相填补并彼此之间关系，进而得到新的优异性能，与一般材料的简易混和有实质的差别。

复合材料包括基材（matrix）和增强材料（reinforcement）2个一部分。基材材料关键具有包囊、支撑点和维护增强材料的功效；增强材料是复合材料的重要，遍布在基材材料中具有提升增强基材材料性能的功效，如提升抗压强度、韧性及耐温性等，增强材料与基材间存有显著页面。

复合材料的用量已成為考量军用装备创新性的主要标示。复合材料的盛行丰富多彩了当代材料大家族。具有高韧性、高模量、低比例的碳纤维材料增强复合材料已成为了各种军警民武器装备关键的备选材料之一。美国防部在2025年国防安全材料发展趋势预测分析中提及，仅有复合材料可以将耐热、高韧性、高模量的技术指标在目前根本上与此同时提升25%以上。复合材料正变成各种航空公司及其国防安全武器装备的重要材料。复合材料在使用中的占有率不断提高，产生了金属材料材料、高分子材料材料、功能材料材料和复合材料四分天下的局势。

（二）复合材料的归类

复合材料可以依据基材材料类型、增强材料形状、复合材料作用的差异来实现归类。

1）按基材材料类型，复合材料可分成金属材料基、有机化学非金属材料基与功能材料基，如环氧树脂基、铝基、钛基复合材料等；

2）按增强材料形状，复合材料可分成化学纤维增强、颗粒物增强、涤纶短纤维增强、块状增强等，如纳米碳管、碳纤维材料复合材料等；

3）按材料作用，复合材料可划分为构造复合材料、作用复合材料及智能化复合材料，如导电性复合材料、光导、形状记忆合金等。

在复合材料中，结构型环氧树脂复合材料的技术性、经济发展和价值拥有主要实际意义。因而，对环氧树脂基复合材料的探讨和运用一直是世界各国科学研究运用的关键。而在军用装备，尤其是航空公司武器装备中，持续碳纤维材料增强环氧树脂基复合材料的使用使用价值。

（三）复合材料的特性

各种各样和材料可设计性。这也是复合材料较大的特性。复合材料的性能在于基材、增强体和其成分、铺装方法。复合材料的结构力学性能及热、光、防腐蚀、耐老化等性能都能够依照应用需求和自然环境标准，根据成分材料的选取和配对及其页面操纵等方式，对复合材料开展科学合理的设计方案，用最小的材料达到设计规定，合理充分发挥材料功效。

总体成形。复合材料的部件与材料是与此同时产生的，具备复合材料的成分材料在复合型的并且也产生了构造，一般不会再对复合材料开展生产加工。因而复合材料的全面性好，大幅降低零部件和联接件总数，控制成本、减少生产加工周期时间、提升稳定性。

强度、比模量高。飞机结构上关键采用的复合材料以碳纤维材料环氧树脂基复合材料为主导，它具备高的强度和比模量。比强度和比模量是材料抗压强度和延展性模量与硬度的比率，强度和比模量是真真正正反映材料性能好坏的主要参数，代表着较少的材料能承担更多的负载。优秀的复合材料强度可以高于铝合金型材6-10倍，比模量高于4倍，优秀复合材料的运用能大幅度减少飞机的结构净重。