【文章內(nèi)容簡介】 這種復(fù)合材料對(duì)沖擊損傷不敏感，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中損傷容限較大。在航空等工業(yè)領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用前景。聚醚酮酮基復(fù)合材料??polyether ketone ketone matrix posite以聚醚酮酮（PEKK）樹脂為基體的復(fù)合材料。聚醚酮酮的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為156℃，熔融溫度為338～384℃，取決于合成路線。它與聚醚醚酮、聚醚酮都屬于聚芳醚酮類，具有優(yōu)良的電性能、耐燃性、耐輻照性、耐溶劑性等。與聚醚醚酮相比，聚醚酮酮的耐熱性較高，而力學(xué)性能略低；聚醚酮酮制品較脆，但加工中流動(dòng)性好。聚醚酮酮復(fù)合材料中常用的增強(qiáng)纖維是玻璃纖維和碳纖維。其成型工藝方法與聚醚醚酮基復(fù)合材料基本相同。聚醚酮基復(fù)合材料??polyether ketone matrix posite以聚醚酮（PEK）樹脂為基體的復(fù)合材料。聚醚酮的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為162℃，熔融溫度為371℃。聚醚酮與聚醚醚酮樹脂、聚醚酮酮都屬于聚芳醚酮類，具有優(yōu)良的電性能、耐燃性、耐輻照性、耐溶劑性等。與聚醚醚酮相比，聚醚酮的耐熱性更高，能在260℃下長期使用，強(qiáng)度與模量也更高，但韌性相對(duì)差一些。聚醚酮復(fù)合材料中常用的增強(qiáng)纖維是玻璃纖維與碳纖維。聚醚酮復(fù)合材料的力學(xué)性能與耐熱性均高于聚醚醚酮復(fù)合材料。在機(jī)械工業(yè)與航空航天工業(yè)中，可代替鋁合金構(gòu)件。聚醚砜基復(fù)合材料??polyetherfone matrix posite以聚醚砜（PES）樹脂為基體的復(fù)合材料。聚醚砜又叫聚苯醚砜、聚苯砜醚和聚芳醚砜，是聚砜類中的一種。有較高的耐熱性，能在180℃下長期使用。有良好的耐溶劑性，用苯、甲苯等清潔劑清洗不開裂。與金屬如銅、銀、鋁等粘結(jié)良好。帶金屬嵌件的注塑制品無應(yīng)力開裂現(xiàn)象，還能焊接。有出色的電性能，并在20～200℃范圍內(nèi)不隨溫度變化。制品主要采用注塑成型，主要用于電子電氣部件，如印刷電路板、接線柱、密封頭、線圈架等。在汽車工業(yè)中可用于制造傳動(dòng)裝置等。聚砜基復(fù)合材料??polysulfone matrix posite以聚砜樹脂為基體的復(fù)合材料。聚砜是有砜基（—SO2—）和芳環(huán)的線性高聚物，有雙酚A聚砜、聚芳砜與聚醚砜三種。通常把雙酚A聚砜稱為聚砜，屬無定形。其制品耐熱性好，能在150℃下長期使用，有高度的化學(xué)穩(wěn)定性和自熄性，出色的電絕緣性和力學(xué)性能，吸水性小，尺寸穩(wěn)定性高，是一種優(yōu)質(zhì)工程塑料。聚砜基復(fù)合材料制品主要采用注塑成型、擠塑成型與模壓成型，可用于無線電工業(yè)、儀表工業(yè)、紡織工業(yè)與汽車工業(yè)等。熱塑性聚酰亞胺基復(fù)合材料??thermoplastic polyimide resin matrix posite以熱塑性聚酰亞胺樹脂為基體的復(fù)合材料。熱塑性聚酰亞胺有單醚酐型聚酰亞胺、雙醚酐型聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、氟酐型聚酰亞胺與順酐型聚酰亞胺。其中除氟酐型聚酰亞胺能在250℃以上長期使用，屬耐高溫暖聚合物外，其他樹脂的耐熱溫度均低于250℃。但是都有出色的力學(xué)性能與介電性能，優(yōu)良的耐輻照性、耐燃性、耐腐蝕性和耐有機(jī)溶劑性。成型方法有熱壓成型、模壓成型、注射成型和擠出成型等?？捎米飨冗M(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件，如宇航結(jié)構(gòu)件、飛機(jī)零件、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件、雷達(dá)天線罩等。聚甲醛樹脂基復(fù)合材料??polyformaldehyde matrix posite以聚甲醛樹脂為基體的復(fù)合材料。聚甲醛是甲醛的均聚物與共聚物的總稱。聚甲醛是線形結(jié)晶高聚物，其力學(xué)性能優(yōu)良，剛度高、耐沖擊、耐蠕變，尤其是耐疲勞性極好，同時(shí)還有良好的自潤滑性、耐磨性與耐化學(xué)性，是一種性能優(yōu)良的熱塑性樹脂基體。聚甲醛復(fù)合材料制件主要采用注塑、擠塑、吹塑等工藝成型?？捎糜谥圃炱嚒C(jī)械、精密儀器、通訊設(shè)備中的結(jié)構(gòu)零件，特別是用來制造耐磨損并承受高負(fù)荷的零件，如齒輪、軸承等，也常用于制作自來水、煤氣工業(yè)中的管材與閥門之類的零部件。聚全芳香酯樹脂基復(fù)合材料??wholly aromatic polyester matrix posite以聚全芳香酯樹脂為基體的復(fù)合材料。聚全芳香酯樹脂是一類分子主鏈全由苯環(huán)與酯基組成的高聚物。典型的代表是聚苯酯聚羥基苯甲酰（也叫羥基苯甲酰聚酯），高度結(jié)晶，在400℃下幾乎不流動(dòng)，450℃結(jié)晶也不能完全破壞。熱穩(wěn)定性非常好，可在316℃下長期使用，在317－427℃下短期使用。與其他熱塑性樹脂相比，它的熱導(dǎo)率位居之首。其復(fù)合材料制品采用注射、增強(qiáng)注射與模壓工藝成型。主要用于尺寸精度高的制品如集成電路、半導(dǎo)體、真空管用接線柱與插座零部件，高溫下耐疲勞、剛性好的耐熱線圈骨架，高溫下耐摩擦磨耗的軸承，高負(fù)荷下的軸承以及其他耐高溫自潤滑密封制品。主要用于汽車、電器電子工業(yè)等。聚丙烯基復(fù)合材料??polypropylene matrix posite以有規(guī)立構(gòu)聚丙烯樹脂為基體，用纖維（或其織物）增強(qiáng)或無機(jī)填料填充制得的復(fù)合材料。有規(guī)立構(gòu)聚丙烯是一種結(jié)晶塑料，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為－10℃，熔點(diǎn)176℃，與未增強(qiáng)聚丙烯塑料相比，玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的力學(xué)性能大幅度提高。玻璃纖維含量為20％的增強(qiáng)聚丙烯的拉伸強(qiáng)度為75MPa、彎曲彈性模量為48Gpa，低溫沖擊強(qiáng)度提高約1倍。此外制品收縮率低、抗蠕變性與耐熱性也有提高。常采用擠出成型工藝，可用于汽車、建筑、電子、化工等領(lǐng)域。加入填料還可以作屏蔽材料。聚碳酸酯基復(fù)合材料??polycarbonate matrix posite以芳香族聚碳酸酯樹脂為基體的復(fù)合材料。芳香族聚碳酸酯在一般工藝條件下為無定形。具有透明度高、剛性好、耐蠕變、尺寸穩(wěn)定性好、韌性（尤其是低溫韌性）好等優(yōu)良的綜合性能，但耐環(huán)境應(yīng)力開裂能力較差。聚碳酸酯基復(fù)合材料主要用短切玻璃纖維增強(qiáng)。纖維含量為10～40％時(shí)，其復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度可提高1－，開裂能力提高5－7倍，耐熱溫度提高約15℃，線膨脹系數(shù)降低至1/4－1/2。通常采用注射擠出和擠出吹塑工藝成型，用于汽車工業(yè)與儀表工業(yè)等。聚四氟乙烯基復(fù)合材料??polytetrafluoroethylene matrix posite以聚四氟乙烯樹脂為基體的復(fù)合材料。聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物，屬非極性結(jié)晶高聚物。熔融溫度為327℃，可在－250～＋260℃范圍內(nèi)長期使用。具有特別優(yōu)良的耐酸堿腐蝕性，有“塑料王”之稱。電絕緣性優(yōu)良，且不受環(huán)境溫度與濕度的影響。有出色的自潤滑性，有突出的表面不粘性。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低；熔體粘度極高，難以用普通熱塑性塑料的加工方法成型，必須用燒結(jié)工藝成型制品。聚四氟乙烯經(jīng)纖維增強(qiáng)與填料填充后，強(qiáng)度、剛度、抗蠕變性等都有大幅度提高。主要用作覆銅板基材、電氣插接件、自潤滑軸承、密封墊等。氟化鋰填充聚四氟乙烯還可制成熱釋光材料。聚苯并咪唑基復(fù)合材料??polybenzimidazole matrix posite以聚苯并咪唑樹脂為基體的復(fù)合材料。聚苯并咪唑?qū)匐s環(huán)聚合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為480℃，能在270℃長期使用，400℃短期使用，是目前耐高溫性能最好的樹脂，低溫性能也優(yōu)良，即使在－190℃也不發(fā)脆。有自潤滑性，常用其模壓制品作耐熱自潤滑軸承。用纖維或無機(jī)填料進(jìn)行填充或增強(qiáng)后，可作航空、航天用高級(jí)復(fù)合材料。如用二氧化硅纖維增強(qiáng)聚苯并咪唑得到的復(fù)合材料可作雷達(dá)天線罩的結(jié)構(gòu)材料。玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 glass fiber reinforced resin matrix posite俗稱玻璃鋼，是以玻璃纖維及其制品或短切纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料?，F(xiàn)代復(fù)合材料是從玻璃纖維復(fù)合材料開始的，是目前用量最多的一種復(fù)合材料。玻璃纖維是由熔融玻璃快速抽拉而成的細(xì)絲，直徑一般為5～20μm，纖維越細(xì)，性能越好。按原料組分可分為有堿、中堿、無堿和特種玻璃纖維。制品主要有玻璃布，按編織方法不同，有平紋、斜紋、緞紋、單向、無捻布等，其性能、價(jià)格不同，如緞紋布拉伸、彎曲強(qiáng)度較平紋布好。常用的樹脂基體有不飽和聚酯、環(huán)氧、酚醛樹脂及熱塑性的聚丙烯、尼龍、聚苯醚樹脂等，其中不飽和聚酯工藝性能好，最為常用。玻璃纖維在復(fù)合前需進(jìn)行表面處理，除去浸潤劑，有利于提高與樹脂的粘附力和耐濕性。該種復(fù)合材料與其他復(fù)合材料一樣具有性能的可設(shè)計(jì)性，輕質(zhì)高強(qiáng)；耐腐蝕性能好，可耐氫氟酸和濃堿外的大多數(shù)化學(xué)試劑；絕緣性好，透波率高；絕熱性好，超高溫下可大量吸熱，成本低。缺點(diǎn)是模量低，長期耐溫性差。適于多種成型方法，如接觸壓成型、熱壓罐成型、纏繞成型、模壓成型、樹脂傳遞模塑成型、注射成型和拉擠成型等。廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油化工、交替運(yùn)輸、航空航天及建筑等工業(yè)領(lǐng)域中。如制造車身、船體等大型結(jié)構(gòu)件、飛行器結(jié)構(gòu)件、雷達(dá)罩、印刷電路板及耐腐蝕貯罐、管道、保溫結(jié)構(gòu)等。碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 carbon fiber reinforced resin matrix posite以碳纖維或石墨纖維及其制品增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，是目前應(yīng)用最多的一種先進(jìn)復(fù)合材料。碳纖維是以有機(jī)原絲為主要原料，經(jīng)預(yù)氧化、碳化、石墨化得到。按力學(xué)性能分為中強(qiáng)中模型、高強(qiáng)型和高模型三種，碳纖維增強(qiáng)體織物有平紋布、緞紋布、無緯布及三向編織物等。常用的樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂及聚苯硫醚樹脂等。碳纖維樹脂復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高、熱膨脹系數(shù)很小、導(dǎo)電、自潤滑性好等優(yōu)良性能，但沖擊強(qiáng)度與層間剪切強(qiáng)度偏低。碳纖維復(fù)合材料常采用熱壓成型、纏繞成型、特別是用作航空航天結(jié)構(gòu)件需要熱壓罐成型，目前主要應(yīng)用于航空航天工業(yè)中作主、次及非承力結(jié)構(gòu)材料，如機(jī)翼、副翼、尾翼、噴管、火箭殼體等，少量用于某些醫(yī)療器械、體育用品及自潤滑耐磨機(jī)械零件，如齒輪、軸承等。芳綸增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 aramid fiber reinforced resin matrix posite用芳綸及其制品增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料，是先進(jìn)復(fù)合材料的一種。芳綸即芳香族聚酰胺纖維，主要是由對(duì)苯二胺與對(duì)苯二酰氯縮聚后，經(jīng)液晶紡絲而成，制品有平紋、斜紋、緞紋布及其他織物。常用的樹脂基體為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂等。該類復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高、耐熱、耐疲勞、抗蠕變、負(fù)的熱膨脹系數(shù)及阻燃性能優(yōu)良等特點(diǎn)。但壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較低。適用各種成型方法，如纏繞成型、熱壓罐成型、接觸壓成型、模壓成型、注射成型及拉擠成型等。主要應(yīng)用于航空航天及軍工生產(chǎn)中，如制造飛行器整流罩、方向舵、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體及防彈裝甲等，也可用于體育和醫(yī)療器械?；祀s纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 hybrid fiber reinforced resin matrix posite由兩種或兩種以上的纖維增強(qiáng)同一種樹脂基的復(fù)合材料。常用于混雜的纖維有碳纖維、玻璃纖維、芳綸及硼纖維。樹脂基體主要是環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、酚醛樹脂及某些高性能熱塑性樹脂。纖維混雜方式有束內(nèi)混雜、層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內(nèi)、層間與夾芯綜合混雜以及纖維組合混雜等，前三者較常用。通過混雜，可突出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性，滿足綜合性能要求，提高和改善單一復(fù)合材料的某些性能，也可用以降低成本。如將玻璃纖維與碳纖維混雜可提高碳纖維復(fù)合材料的沖擊性能，同時(shí)降低成本，而碳纖維又提高了玻璃纖維復(fù)合材料的模量、強(qiáng)度和耐疲勞性能；芳綸與碳纖維的混雜則將前者良好的韌性和后者較高的壓縮性能結(jié)合起來，達(dá)到互補(bǔ)效果。適用一般成型方法，如接觸壓成型、熱壓罐成型、模壓成型等。廣泛應(yīng)用于航空、航天、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造及建筑等工業(yè)領(lǐng)域中，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、直升飛機(jī)旋翼、衛(wèi)星天線以及船體、建筑用工字梁等。短切纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料 short cut fiber reinforced resin matrix posite以短切纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料。應(yīng)用最多的是短切玻璃纖維、中等模量的碳纖維、石棉纖維也有少量使用。短切纖維一般均由連續(xù)纖維切割而成，長度在3～50mm之間，根據(jù)成本、強(qiáng)度、與樹脂基體的匹配及工藝要求可靈活選用。常用的樹脂基體由熱固性樹脂、乙烯基樹脂和熱塑性的尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯等兩大類型。短切纖維的增強(qiáng)機(jī)理與連續(xù)長纖維不同，其復(fù)合材料力學(xué)性能，尤其是抗疲勞性能明顯低于長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。但是利用短切纖維的隨機(jī)取向，可獲得各向同性材料，以滿足不同受力狀態(tài)要求。成型方法以模壓和注射為主，也常用離心澆注與噴射。這種復(fù)合材料易實(shí)現(xiàn)制造過程的自動(dòng)化及提高產(chǎn)品精度，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、建筑及化工等領(lǐng)域中。顆粒填充樹脂基復(fù)合材料 particle reinforced resin matrix posite以顆粒狀物料填充增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料。常用的顆粒（粉）狀填充劑（填料）有無機(jī)類的石英粉、滑石粉、石棉粉、云母粉及某些金屬氧化物和有機(jī)類的木粉、石墨粉、碎棉絨等。常用的樹脂基體有酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂及某些熱塑性樹脂。采用顆粒填充可提高介電性、耐熱性、導(dǎo)熱性、硬度及降低成本等，但其力學(xué)性能普遍低于短切纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。成型方法主要有模壓、澆注和注塑，前者適于酚醛、氨基樹脂，中者適于環(huán)氧樹脂，后者多適于熱塑性樹脂。成型前通常需將填料填充劑與樹脂混合均勻，制成壓塑粉。強(qiáng)度雖不如金屬，但密度小，因而比強(qiáng)度、比模量較高，可代替有色或黑色金屬制造的各種耐磨零件，電氣絕緣制品等，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工及航空航天工業(yè)中。樹脂基復(fù)合材料層壓板??resin matrix posite laminate以樹脂為基體與片狀增強(qiáng)體通過模壓或LCM工藝等復(fù)合而成的復(fù)合材料層合板。該層合板可分為樹脂基纖維層壓板、樹脂基紙層壓板、樹脂基布層壓板和樹脂基木質(zhì)層壓板。分別參見“樹脂基纖維層壓板”、“樹脂基紙層壓板”、“樹脂基布層壓板”和“樹脂基木質(zhì)層壓板”條目。樹脂基纖維層壓板??resin matrix fiber laminate以樹脂為基體的片狀預(yù)浸料或預(yù)成型體經(jīng)模壓或LCM工藝復(fù)合而成的復(fù)合材料層合板。具體內(nèi)容見“熱固性樹脂基復(fù)合材料”和“熱塑性樹脂基復(fù)合材料”條目。樹脂基紙層壓板??resin matrix paper laminate由樹脂浸漬的紙張疊合壓制而成的層合板。常用的紙張有硫酸鹽、亞硫酸鹽或它們的混合物與棉纖維或木漿混合制成的紙張等。樹脂浸漬紙張的方法有兩種：用樹脂溶液（濕法）或熔融樹脂將紙張浸透，稱浸漬法；在造紙過程中將樹脂與紙漿直接混合，得到浸有樹脂的紙張，稱打漿法。層合板壓制在多層油壓機(jī)