复合材料的三大材料：金属、无机非金属、有机高分子

复合材料的分类：基体材料、增强材料、界面、聚合物基复合材料、金属基、陶瓷基、水泥基、碳/碳、混杂纤维复合材料。

材料作用分：结构型和功能型

增强材料形状分：颗粒增强和纤维增强

纤维增强复合材料

基体材料分：聚合物、金属基、无机非金属基

按基体材料分类

复合材料的作用：取长补短、协同合作、产生原来单一材料本身所没有的新性能

复合材料的特点：

1）复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料，组元之间存在明显的界面；

2）复合材料中各组元不但保持各自的固有特性，而且可最大限度发挥各种材料组元的特性并赋予单一材料组元所不具有的优良特殊性能；

3）复合材料具有可设计性。可以根据使用条件要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高工程结构的效能。

一般材料的强硬度与塑韧性是相互矛盾的。

复合材料的使用目的：结构复合材料（力学性能）、功能复合材料（物理特性）。

复合材料的定义：由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料。

它既保留原组成材料的重要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。

无机刚性大于有机，强度提高的话，韧性就会降低。

经常使用的复合材料：天然木材（纤维素纤维+木质素）、钢筋混凝土（砂、石、钢筋、水泥）、玻璃钢（玻璃纤维、热固性树脂）、C/C复合材料（石墨碳纤维、热解碳或树脂碳（耐烧蚀））

命名：

1，强调基体：强调基体材料的种类和特征，酚醛树脂基、铝合金基等

2，强调增强体：强调增强材料的种类和性质，碳纤维、金属纤维、玻璃纤维等

增强相：一般具有很高的力学性能（强度、弹性模量），及特殊的功能性。主要作用是承受载荷或显示功能。

纤维、晶须、颗粒（不连续相）

基体相：保持材料的基本特性，如硬度、耐磨、耐热性等。主要作用是将增强相固结成一个整体，起传递和均衡应力的作用。

金属、陶瓷、聚合物（连续相）

性能比较：取决于基体相、增强相种类及数量，其次是它们的结合界面、成型工艺等

主要取决于增强相的性能：

1. 比强度、比刚度
2. 冲击韧性和断裂韧性高
3. 耐疲劳性好
4. 减震性
5. 热膨胀系数小

界面作用

界面效应由多种部件或多种材料组成的串联或串并联系统。诸界面，在温度、交变温度、电压、电流、湿度等外界应力作用下，界面两相间发生固-固扩散、离子电荷迁移、热电子注入、电化学腐蚀，甚至出现裂纹等，结果导致界面的电、热、机械特性的缓慢变化，从而引起器件参数的不稳定和退化，以致彻底失效，所以对界面效应的研究在器件可靠性物理学中是很重要的

热固性：成型一次，不可逆，加热不会变软了；

热塑性：成型一次，加热变软，再成型（可回收）。

结构复合材料：用于制造受力构件

功能复合材料：具备各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、摩擦、屏蔽等）

同质复合材料：增强材料和基体材料属于同种物质，如碳/碳复合材料

异质复合材料：复合材料多属此类。

层状复合材料：在基体中含有多重层片状高强度模量增强物的复合材料。（各向异性的材料，层内两维同性）如碳化硼片增强钛、胶合板等，双金属、表面涂层、结构层状材料根据材质不同，分别用于飞机制造、运输及包装等。TiN薄膜的Ti板的高尔夫球头。

聚合物基纤维增强复合材料:通常用碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维增强高分子材料，此类的性能较环氧树脂等基体由大幅度的提高，比强度也高得多。

性能的可设计性是复合材料的最大特点，获得常规材料难以提供的某一性能

1. 选择基体、增强体得类型及其含量
2. 增强体在基体中得排列方式
3. 基体与增强体之间得界面性能

影响复合材料性能的主要因素：

1. 增强材料的性能
2. 基体材料的性能
3. 增强相含量及其分布状况
4. 界面结合情况
5. 作为产品时还与成型工艺结构设计相关

复合材料的设计–从常规设计向仿生设计发展

功能化、复合化、智能化、生态化

如：

• 仿照竹子从表皮到内层纤维由密排到疏松的特点，成功制备出具有明显组织梯度与性能梯度的新型钢基磨梯度复合材料
• 仿照鲍鱼壳的结构，西雅图华盛顿大学的研究人员利用碳、铝和硼混合成陶瓷细带制成了10微米厚的薄层，由此得到的层状复合材料比原材料坚固40%
• 仿照骨骼的组织特点，人们制造了类似结构的风力发电机和直升飞机的旋翼，外层是刚度、强度高的碳纤维复合材料，中层是玻璃纤维增强复合材料、内层是硬泡沫塑料。