復(fù)合材料是通過將兩種或多種材料結(jié)合在一起制備而成的，它們可以互為補(bǔ)充、互相改善，但在最終產(chǎn)品中也會保持自己的獨(dú)特特征。
由于具有優(yōu)異的性能，復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其中包括：航空航天、汽車工業(yè)、建筑、能源、儲能、基礎(chǔ)設(shè)施、海洋、管道和儲罐、體育與娛樂、運(yùn)輸?shù)仁箢I(lǐng)域。
1、航空航天領(lǐng)域
歐洲空客（Airbus）和美國波音（Boeing）等主要航空原始設(shè)備制造商已顯示出在航空領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用復(fù)合材料的潛力，而美國宇航局（NASA）則一直在尋求復(fù)合材料制造商為火箭和其他航天器提供創(chuàng)新的復(fù)合材料解決方案。
波音公司開發(fā)的每一代新飛機(jī)中復(fù)合材料的比例都在增加，其中波音787夢幻客機(jī)的復(fù)合材料比例最高超過了50%。波音787夢幻客機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件是由更多的碳纖維“夾芯”復(fù)合材料和先進(jìn)的碳纖維層壓材料制成的。
另一方面，芳綸纖維廣泛用于建造前緣和后緣機(jī)翼組件以及非常堅(jiān)硬、非常輕的艙壁、燃料箱和地板。此外，由嵌入普通基體材料中的高強(qiáng)度剛性纖維組合而成的先進(jìn)復(fù)合材料也廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)。
2、汽車工業(yè)領(lǐng)域
作為龐大的復(fù)合材料終端應(yīng)用市場，汽車行業(yè)對復(fù)合材料并不陌生。除了開創(chuàng)性的車輛設(shè)計(jì)，復(fù)合材料還有助于使車輛更輕、更省油。汽車需要可靠、同步的機(jī)構(gòu)，其部件能夠承受摩擦、腐蝕和溫度波動。
設(shè)計(jì)或生產(chǎn)中的不準(zhǔn)確將影響性能，并可能造成制造商的業(yè)務(wù)損失。與金屬鋼相比，復(fù)合材料的性能能夠滿足并超過汽車行業(yè)的需求。這些獨(dú)特的性能包括：
-低熱膨脹系數(shù)
-優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，可保持形狀和可靠性
-在潮濕和干燥條件下的耐腐蝕性能
-高沖擊強(qiáng)度，可承受重復(fù)使用
-相對較輕的重量，以減少車輛的整體質(zhì)量
-隔音效果更好，性能更佳
-對油漆的接受性，包括滿足A級表面要求、油漆和烘烤工藝的能力
-易于制造，成本相對較低
截至目前，復(fù)合材料已經(jīng)廣泛用于一系列汽車結(jié)構(gòu)零部件，從前照燈的前照燈外殼到發(fā)動機(jī)罩下的電氣和隔熱部件，再到汽車車身外部零件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和裝飾部件。以下列舉復(fù)合材料在汽車零部件中的常見應(yīng)用：
-導(dǎo)流板和擾流板
-進(jìn)氣歧管
-電池外殼和蓋
-保險杠和保險杠橫梁
-氣缸蓋（如氣門、搖臂、凸輪）蓋
-車窗/天窗框架
-前端格柵開口板
-前向前照燈的殼體
-隔熱板（例如發(fā)動機(jī)、變速器）
-支柱和覆蓋物
3、建筑領(lǐng)域
建筑界在對復(fù)合材料的理解和使用方面正經(jīng)歷大幅的增長。復(fù)合材料在大型項(xiàng)目中為建筑師和設(shè)計(jì)師提供了高性能和價值，并且它們在商業(yè)和住宅建筑中的使用越來越多。
在最近的一篇文章中，Palari Group 建立了可持續(xù)的 3D 打印社區(qū)和房屋。Mighty Buildings 是一家建筑技術(shù)公司，使用 3D 打印、機(jī)器人技術(shù)和自動化技術(shù)打造了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且可持續(xù)的住宅。房屋的基本組成部分是 Mighty Panel，這是一種 3D 打印的 100% 聚合物復(fù)合材料板，具有結(jié)構(gòu)、絕緣、MEP 集成、空氣/濕氣/防火屏障和內(nèi)部/外部飾面。Mighty Buildings 在其工廠打印單個面板，然后在建筑工地將它們組裝成房屋。
在建筑領(lǐng)域，碳纖維的高強(qiáng)度特性正在發(fā)揮積極作用。碳纖維強(qiáng)度極高、柔軟易鋪，可用于修補(bǔ)加固建筑物，使其如同全新建筑物。碳纖維層壓板廣泛用于提高樓板和柱子的承重。此外，碳纖維可以抵抗地震損壞，因此還可用于新建建筑物的結(jié)構(gòu)加固，也可以作為鋼筋預(yù)制件的替代品。
4、儲能領(lǐng)域
多功能儲能復(fù)合材料 (MESC)是通過將電池層嵌入結(jié)構(gòu)中，互鎖鉚釘固定電池層，有助于提高機(jī)械性能。實(shí)驗(yàn)測試顯示：MESC 可具有與其他材料相當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)行為。而與軟包電池相比，在 60% 的封裝效率下，MESC 獲得了 15 倍的機(jī)械剛度。
復(fù)合材料在儲能領(lǐng)域的其他代表性應(yīng)用包括：
-航空航天用氫氣罐
-氫燃料電池系統(tǒng)
-天然復(fù)合材料材質(zhì)電池
5、基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域
嚴(yán)格意義上基礎(chǔ)設(shè)施與建筑兩者無嚴(yán)格區(qū)分，近年來隨著新型、低成本、高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的出現(xiàn)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已進(jìn)入了一個新階段。纖維增強(qiáng)塑料 (FRP) 不僅可以在許多承重結(jié)構(gòu)中代替鋼材，而且用內(nèi)部或外部粘合的纖維增強(qiáng)塑料 (FRP) 加固混凝土梁也已被證明是可行的。
由玻璃纖維、芳綸或碳纖維制成的復(fù)合材料越來越多地被考慮用于預(yù)張緊、后張緊或增強(qiáng)混凝土。為了取代腐蝕鋼筋，F(xiàn)RP 系統(tǒng)最終可能用于混凝土橋面或其他室外混凝土地板結(jié)構(gòu)。
耐腐蝕特性是碳纖維在基建領(lǐng)域備受青睞的主要因素之一。碳纖維不會腐蝕生銹，因此碳纖維混凝土層可以減薄很多，因?yàn)椴恍枰皲撔疽粯涌紤]防腐，這樣極大減少了建筑物的混凝土使用量，同時還附帶其它益處，譬如減少成本，加快施工進(jìn)度，縮短干燥時間等。此外，因?yàn)榫哂辛己玫膶?dǎo)電性，碳纖維可用于屏蔽電磁干擾，可以傳遞樓宇參數(shù)信息，成為智能樓宇不可分割的一部分。
6、新能源領(lǐng)域
通過制造能夠利用可持續(xù)能源的結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料在可再生能源中的使用將發(fā)揮越來越重要的作用。與金屬結(jié)構(gòu)相比，重量更輕、運(yùn)輸和安裝成本更低，最重要的是，結(jié)構(gòu)整個生命周期內(nèi)的維護(hù)成本更低，這些因素已經(jīng)將復(fù)合材料定位為事實(shí)上的材料，可為大型項(xiàng)目提供經(jīng)濟(jì)的解決方案。
風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的輕量化和復(fù)雜的翼型形狀使復(fù)合材料成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，使用的模具設(shè)計(jì)用于以最少的勞動力經(jīng)濟(jì)地制造葉片。目前的研究和開發(fā)旨在滿足陸基和離岸系統(tǒng)渦輪和轉(zhuǎn)子葉片所需的尺寸增加。
未完待續(xù)
未文章來源：玻纖復(fù)材
