“雙碳”目標(biāo)下，能源和工業(yè)兩大主要碳排放領(lǐng)域?qū)π虏牧嫌休^大的需求，纖維復(fù)合材料在風(fēng)電、光伏、核能裝備及工業(yè)輕量化等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用可以發(fā)揮引領(lǐng)作用，發(fā)展前景廣闊。所謂“復(fù)合材料”是由兩種或兩種以上的材料組成，它具有與其組成物質(zhì)不同的新的性能。復(fù)合材料是以增強(qiáng)材料和后置的基體名稱(chēng)來(lái)命名，如連續(xù)纖維增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料。國(guó)外還常用英文編號(hào)來(lái)表示，如MMC（Metal Matrix Composite）表示金屬基復(fù)合材料，F(xiàn)RP（Fiber Reinforced Plastics）表示纖維增強(qiáng)塑料，而玻璃纖維/環(huán)氧則表示為GF/Epoxy,或G/Ep（G-Ep）。

一、復(fù)合材料的性能

1.比強(qiáng)度、比模量高

2.良好的抗疲勞性能，纖維復(fù)合材料，對(duì)缺口，應(yīng)力集中敏感性小，且纖維與基體界面能夠阻止疲勞裂紋擴(kuò)散，改變裂紋擴(kuò)展方向

3.優(yōu)良的高溫性能

4.減震性好，試驗(yàn)表明，沖擊能量的消耗除了用于纖維的斷裂功外，層板的分層，纖維與基體截面脫粘以及纖維拔出等都消耗較多的能量

5.破斷安全性好，纖維復(fù)合材料中，當(dāng)纖維斷裂時(shí)，載荷就會(huì)重新分配到其他未被破裂的纖維上，因而構(gòu)件不致在短期內(nèi)突然斷裂。

二、復(fù)合材料的分類(lèi)

1. 按基體材料分

復(fù)合材料可根據(jù)基體材料分為三大類(lèi)：樹(shù)脂基、金屬基和陶瓷基

2. 按增強(qiáng)材料形態(tài)分

i. 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：連續(xù)纖維復(fù)合材料；非連續(xù)纖維復(fù)合材料

ii. 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：微米顆粒；納米顆粒

iii. 板狀增強(qiáng)體、編織復(fù)合材料：以平面二維或立體三維物為增強(qiáng)材料與基體復(fù)合而成

iv. 層疊復(fù)合材料

  3. 按材料作用分

i. 功能復(fù)合材料：使用的時(shí)材料的光、電、磁、熱、聲等非力學(xué)性能

ii. 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料：應(yīng)用的材料的力學(xué)性能

三、復(fù)合材料用原料

1. 增強(qiáng)材料

碳纖維 (Carbon Fiber)

硼纖維(Boron Filament)

芳綸(Aramid Ring)

玻璃纖維(Glass Fiber)

碳化硅纖維(Silicon Carbide Fiber)

晶須(whisker)

2. 基體材料

熱固性樹(shù)脂(Thermosetting Resin)

熱塑性樹(shù)脂(Thermoplastic Resin)

四、復(fù)合材料的應(yīng)用

1. 航空航天、武器方面的應(yīng)用：波音787“夢(mèng)幻客機(jī)”半稱(chēng)機(jī)身材料為輕型復(fù)合材料，而波音777型客機(jī)機(jī)身輕型復(fù)合材料比例僅為12%，由此，“夢(mèng)幻客機(jī)“更輕更省油。

2. 電子信息、生物方面的應(yīng)用：光導(dǎo)纖維，電子設(shè)備的電路板，磁帶磁盤(pán)，即可和屏蔽；修復(fù)和更換臟器、人造骨

3. 人類(lèi)生活方面的應(yīng)用：用在建筑上的復(fù)合門(mén)窗；交通上的汽車(chē)保險(xiǎn)杠和轎車(chē)底板；體育娛樂(lè)方面的羽毛球拍、釣魚(yú)竿、自行車(chē)中的車(chē)架等

4.  清潔能源方面的應(yīng)用：太陽(yáng)能電池及設(shè)備組件、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和支桿

五、 拉擠工藝，樹(shù)脂基復(fù)合材料成型工藝

拉擠成型工藝是將浸漬了樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維，通過(guò)成型模具，在模腔內(nèi)加熱固化成型，在牽引機(jī)拉力作用下，連續(xù)拉拔出型材制品，如下圖是拉擠成型工藝示意

復(fù)合材料拉擠成型邊框，其需要滿(mǎn)足25年使用年限，復(fù)合材料本身仍不能滿(mǎn)足要求，一般需要在復(fù)材邊框上噴涂耐候性涂層。目前復(fù)合材料邊框所用耐候涂料有三類(lèi)，分別是雙組份水性聚氨酯涂料，環(huán)氧樹(shù)脂涂料和氟碳涂料。目前來(lái)說(shuō)，雙組份水性聚氨酯涂料是主流應(yīng)用，具有優(yōu)異的耐腐蝕、柔韌性、附著力和耐化學(xué)品性等性能。在現(xiàn)代綠色環(huán)保主題的倡議下，無(wú)毒無(wú)污染，成本低的聚氨酯防腐涂料是最理想的選擇。