復合材料是由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。具有比強度高，比模量高，剪切強度和剪切模量高，高溫性能高，耐熱性高等特性廣泛應用于各個領域。
 

       復合材料按其性能高低可分為常用復合材料和先進復合材料；根據其用途可分為結構復合材料和功能復合材料；按照復合方式可分為宏觀復合材料和微觀復合材料。根據不同增強體形式可分為纖維復合材料、顆粒復合材料、片材復合材料和疊層復合材料。還有，可以根據基體材料的不同細分為：聚合物基復合材料、金屬基復合材料和無機非金屬基復合材料。本文主要以基體材料的細分方式介紹復合材料的制備及其應用。

其生產流程見圖1.1。
                
 

圖1.1 復合材料制品的生產流程圖

       聚合物基復合材料是聚合物或俗稱樹脂作為基體與粒狀、片狀、纖維狀填充組分作為增強體的復合材料。按基體的不同還可以分成熱固性樹脂基、熱塑性樹脂基和橡膠基。
 

       其主要制備方法有：預浸料、手糊成型工藝、噴射成型、袋壓成型、模壓成型、纖維纏繞成型、拉擠成型、熔融流動成型、增強反應注射成型和樹脂傳遞模塑。
 

       聚合物基復合材料在建筑、化學、交通運輸、機械電器、電子工業(yè)及醫(yī)療、國防、航天航空及火箭等領域都有廣泛應用。如手糊成型制得的廣播衛(wèi)星拋物面天線、太陽能電池帆板；纖維纏繞成型可制得雷達罩、火箭發(fā)動機殼、壓力容器；模壓成型制得的整體浴室和汽車保險杠等等。
 

       金屬基復合材料是以金屬、合金和金屬間化合物為基體，以無機纖維和金屬間化合物等為增強體，通過浸滲、固結工藝制成的復合材料。根據其基體的種類可細分為輕金屬基、高熔點金屬基和金屬間化合物基。
 

       金屬基復合材料的主要制備工藝方法有：固相法、液相法和原位復合法。固相法主要有粉末冶金、固態(tài)熱壓法、熱等靜壓法；液態(tài)法主要有真空壓力浸漬法、擠壓鑄造法；原位復合法主要包括共晶合金定向凝固、直接金屬氧化物法、反應生成法。
 

       金屬基復合材料主要可應用于航天、航空、汽車、醫(yī)療、體育用品等領域。如航天飛機中段主機身的B/Al關鍵桁架、臂狀支柱；齒輪；高爾夫球桿擊球頭及各種支架等等。
 

       無機非金屬復合材料主要有陶瓷基復合材料、水泥基復合材料和碳基復合材料。
 

       陶瓷基復合材料是以陶瓷材料為基體，并以陶瓷、碳纖維和難熔金屬的纖維、晶須、晶片和顆粒為增強體，通過適當的復合工藝所構成的復合材料。主要可細分為高溫陶瓷基復合材料、玻璃基復合材料和玻璃陶瓷基復合材料。

其制備工藝主要有：粉末冶金法(顆粒）、漿體法（液體法）、熱壓燒結法、液態(tài)浸漬法、直接氧化法、溶膠-凝膠法、化學氣相浸漬法（CVI）、先驅體轉化和反應熔融浸滲（RMI）等。
 

       陶瓷基復合材料可應用于切削工具方面及航空航天領域的研究。如刀具、滑動構件、發(fā)動機制件、能源構件等。法國已將長纖維增強炭化硅復合材料應用于制造高速列車的制動件，顯示出優(yōu)異的摩擦磨損特性，取得滿意的使用效果。
 

       水泥基復合材料是膠凝材料，水和粗、細骨料（集料）按適當比例拌和均勻，經澆搗成型后硬化而成。

其成型工藝主要包括：直接噴射法、噴射脫水法、預混料澆鑄法、抄造法。其制備工藝原理為：聚合物浸漬混凝土是把成型的混凝土的構件通過干燥機抽真空派出混凝土結構空襲中的水分和空氣，然后把混凝土構件浸于溶液孔隙中，通過加熱或是加射線使得單體在混凝土結構孔隙中聚合形成聚合物。這樣聚合物就填充了混凝土的結構孔隙，并改善了混凝土的微觀結構，從而使混凝土的使用性能得到了改善。
 

       主要可以在地面和道路工程、建筑結構工程、修補工程中大量使用。
 

      碳基復合材料是基體為碳的復合材料，主要為C/C復合材料主要分為樹脂碳、瀝青碳、沉積碳。

      成型制備加工方法主要有化學氣相沉積（CVD）、液態(tài)浸漬-炭化工藝。其中CVD法包括等溫工藝、壓力梯度工藝、溫度梯度工藝三種工藝手段。其詳細成型方法見圖1.2。
 

       C/C復合材料可應用于航空航天、一般工業(yè)、生物材料領域中。如火箭及導彈所用的燒蝕材料；小汽車中的懸臂、車頂、車輪、發(fā)動機蓋板、框架和橫梁、傳動軸和保險杠燈。且由于碳材料有很好的生物相容性，也可在生物材料領域中使用，如人造髖關節(jié)等。
                 

圖1.2 C/C復合材料成型制備加工方法

       碳纖維根據原料不同，可以分為聚丙烯腈基碳纖維、黏膠基碳纖維和瀝青基碳纖維三種。

       碳纖維主要經過原料的聚合，紡絲，冤死預氧化，炭化和石墨化之后即可制得。

       聚丙烯腈溶液聚合、乳液聚合、懸浮聚合和本體聚合，通過濕法紡絲或者是干噴濕紡法紡絲制得原絲。黏膠基碳纖維和瀝青基碳纖維的制備工藝流程具體見圖2.1所示。
              

                                      圖2.1生產黏膠基碳纖維的工藝流程示意
                    
                                圖2.2 瀝青基碳纖維的制造工藝流程

       碳纖維在航天航空、文體器材、醫(yī)用器材、新能源、土木建筑、汽車與火車、電子電器及儀器、機械等許多領域都可以應用。諸如飛機的一次結構材料、二次結構材料、內裝飾材料；釣具、網拍；太陽能發(fā)電版；自動門地板；賽車底盤等等都可以使用。
 

      碳纖維屬于多學科、多技術的高新技術產品，屬于高能耗高附加值的新產品。碳纖維很少直接應用，大多是經深加工制成中間產物或復合材料使用。復合材料其廣泛的應用領域使得它具有極大的開發(fā)價值，對復合材料及碳纖維的更深入研究將帶來更大的價值。