復合材料是通過(guò)將兩種或多種材料結合在一起制備而成的，它們可以互為補充、互相改善，但在最終產(chǎn)品中也會(huì )保持自己的獨特特征。
由于具有優(yōu)異的性能，復合材料已經(jīng)廣泛應用于各個(gè)領(lǐng)域，其中包括：航空航天、汽車(chē)工業(yè)、建筑、能源、儲能、基礎設施、海洋、管道和儲罐、體育與娛樂(lè )、運輸等十大領(lǐng)域。
1、航空航天領(lǐng)域
歐洲空客（Airbus）和美國波音（Boeing）等主要航空原始設備制造商已顯示出在航空領(lǐng)域大規模應用復合材料的潛力，而美國宇航局（NASA）則一直在尋求復合材料制造商為火箭和其他航天器提供創(chuàng )新的復合材料解決方案。
波音公司開(kāi)發(fā)的每一代新飛機中復合材料的比例都在增加，其中波音787夢(mèng)幻客機的復合材料比例最高超過(guò)了50%。波音787夢(mèng)幻客機的主要結構部件是由更多的碳纖維“夾芯”復合材料和先進(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翼組件以及非常堅硬、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度剛性纖維組合而成的先進(jìn)復合材料也廣泛應用于航空航天工業(yè)。
2、汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域
作為龐大的復合材料終端應用市場(chǎng)，汽車(chē)行業(yè)對復合材料并不陌生。除了開(kāi)創(chuàng )性的車(chē)輛設計，復合材料還有助于使車(chē)輛更輕、更省油。汽車(chē)需要可靠、同步的機構，其部件能夠承受摩擦、腐蝕和溫度波動(dòng)。
設計或生產(chǎn)中的不準確將影響性能，并可能造成制造商的業(yè)務(wù)損失。與金屬鋼相比，復合材料的性能能夠滿(mǎn)足并超過(guò)汽車(chē)行業(yè)的需求。這些獨特的性能包括：
-低熱膨脹系數
-優(yōu)異的尺寸穩定性，可保持形狀和可靠性
-在潮濕和干燥條件下的耐腐蝕性能
-高沖擊強度，可承受重復使用
-相對較輕的重量，以減少車(chē)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(mǎn)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，復合材料已經(jīng)廣泛用于一系列汽車(chē)結構零部件，從前照燈的前照燈外殼到發(fā)動(dòng)機罩下的電氣和隔熱部件，再到汽車(chē)車(chē)身外部零件、內部結構和裝飾部件。以下列舉復合材料在汽車(chē)零部件中的常見(jiàn)應用：
-導流板和擾流板
-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(mén)、搖臂、凸輪）蓋
-車(chē)窗/天窗框架
-前端格柵開(kāi)口板
-前向前照燈的殼體
-隔熱板（例如發(fā)動(dòng)機、變速器）
-支柱和覆蓋物
3、建筑領(lǐng)域
建筑界在對復合材料的理解和使用方面正經(jīng)歷大幅的增長(cháng)。復合材料在大型項目中為建筑師和設計師提供了高性能和價(jià)值，并且它們在商業(yè)和住宅建筑中的使用越來(lái)越多。
在最近的一篇文章中，Palari Group 建立了可持續的 3D 打印社區和房屋。Mighty Buildings 是一家建筑技術(shù)公司，使用 3D 打印、機器人技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)打造了經(jīng)濟實(shí)惠且可持續的住宅。房屋的基本組成部分是 Mighty Panel，這是一種 3D 打印的 100% 聚合物復合材料板，具有結構、絕緣、MEP 集成、空氣/濕氣/防火屏障和內部/外部飾面。Mighty Buildings 在其工廠(chǎng)打印單個(gè)面板，然后在建筑工地將它們組裝成房屋。
在建筑領(lǐng)域，碳纖維的高強度特性正在發(fā)揮積極作用。碳纖維強度極高、柔軟易鋪，可用于修補加固建筑物，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構加固，也可以作為鋼筋預制件的替代品。
4、儲能領(lǐng)域
多功能儲能復合材料 (MESC)是通過(guò)將電池層嵌入結構中，互鎖鉚釘固定電池層，有助于提高機械性能。實(shí)驗測試顯示：MESC 可具有與其他材料相當的電化學(xué)行為。而與軟包電池相比，在 60% 的封裝效率下，MESC 獲得了 15 倍的機械剛度。
復合材料在儲能領(lǐng)域的其他代表性應用包括：
-航空航天用氫氣罐
-氫燃料電池系統
-天然復合材料材質(zhì)電池
5、基礎設施領(lǐng)域
嚴格意義上基礎設施與建筑兩者無(wú)嚴格區分，近年來(lái)隨著(zhù)新型、低成本、高性能結構復合材料的出現，基礎設施建設已進(jìn)入了一個(gè)新階段。纖維增強塑料 (FRP) 不僅可以在許多承重結構中代替鋼材，而且用內部或外部粘合的纖維增強塑料 (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合材料越來(lái)越多地被考慮用于預張緊、后張緊或增強混凝土。為了取代腐蝕鋼筋，FRP 系統最終可能用于混凝土橋面或其他室外混凝土地板結構。
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(huì )腐蝕生銹，因此碳纖維混凝土層可以減薄很多，因為不需要像鋼芯一樣考慮防腐，這樣極大減少了建筑物的混凝土使用量，同時(shí)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(shí)間等。此外，因為具有良好的導電性，碳纖維可用于屏蔽電磁干擾，可以傳遞樓宇參數信息，成為智能樓宇不可分割的一部分。
6、新能源領(lǐng)域
通過(guò)制造能夠利用可持續能源的結構，復合材料在可再生能源中的使用將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。與金屬結構相比，重量更輕、運輸和安裝成本更低，最重要的是，結構整個(gè)生命周期內的維護成本更低，這些因素已經(jīng)將復合材料定位為事實(shí)上的材料，可為大型項目提供經(jīng)濟的解決方案。
風(fēng)力渦輪機葉片的輕量化和復雜的翼型形狀使復合材料成為該領(lǐng)域的領(lǐng)導者，使用的模具設計用于以最少的勞動(dòng)力經(jīng)濟地制造葉片。目前的研究和開(kāi)發(fā)旨在滿(mǎn)足陸基和離岸系統渦輪和轉子葉片所需的尺寸增加。
未完待續
未文章來(lái)源：玻纖復材
