什么是复合材料？

有时，当两种或两种以上的材料以特殊方式混合在一起时……神奇的事情发生了！这种协同作用被称为“复合”！大多数情况下，我们会想到常见的工业组合：混凝土和钢筋、聚酯树脂和玻璃纤维、聚醚醚酮和碳纤维……花生酱和果冻！几千年来，人们已经知道如何将材料混合在一起，制成比其各部分的总和还要多的东西。通过使用一种材料来补充另一种材料，不同的材料“合作”以制造更有效和高效的结构。从泥土和稻草，混凝土和钢铁，再到塑料和精制纤维，人们已经发展出这些材料的“团队”。在上个世纪左右，我们已经学会了结合材料以超越自然界中常见的结构的特性。我们这样做的主要方法是应用大量的能量来制造非常精炼的材料，然后仔细控制它们的组合和化学成分。这种增强材料和聚合物的精炼、工程和精心组合是复合材料！

聚合物基体和纤维增强

出于我们的目的，我们将讨论聚合物（塑料/树脂）与增强纤维相结合的神奇混合物。树脂在没有纤维的情况下是弱和/或脆的，纤维是软的，没有树脂基体来保持它们对齐和拉在一起的“无方向”。根据树脂和增强材料的相对体积，您可以将纤维视为增强树脂 – 或树脂将纤维粘合在一起。就像混凝土和桥梁或建筑物中的钢材一样，很难说是钢支撑混凝土还是混凝土支撑钢材。一个擅长压缩，另一个擅长张力——所以这真的是团队的努力！广泛的聚合物基质具有令人难以置信的各种机械和加工性能。纤维也是如此：从亚麻到高模量碳 – 该系列允许您定制混合物以满足性能、价格和制造要求。其中一些组合产生了人们知道如何制造的最坚固和最坚硬的材料。有些坚韧且耐火。有些是有光泽的，坚硬的，便宜的。这些组合以及如何使用它们是探索复合材料的重点！

艺术与科学

用复合材料建造的实践是艺术与科学的结合。它是关于设计聚合物基体和增强材料的组合。它还涉及设计它们的组合方式，将它们模塑成所需形状和纤维方向的方式。关于树脂化学，层压板设计和模具工艺的部分主要是科学。关于流程优化、模具设计和管理制造组织的部分是艺术和科学的混合体。有很多变量，并不总是很明显什么有效，什么无效。