学等性能。
现已有压电型功能复合材
料、吸波、屏蔽性功能复
合材料（隐身材料）、导
电功能复合材料等，有广 阔的发展前景。
隐身衣真
3）按增强相分：
颗粒增强复合材料；
SiC颗粒
纤维增强复合材料（玻璃
增 强
相
纤维、碳纤维、硼纤维、
三 种 类
型
SiC纤维等）； Al2O3片
层状增强复合材料。
Al2O3纤维
二、特点
晶体等；
料
基体：高聚体（树脂）基、金属 基、陶瓷基、碳基等。
耐磨陶瓷复合 材料膨胀节
树脂基型用于建筑、造船、车辆、化工容器、生活用品等。
金属基型用于宇航、航空技术等。 树脂基复合材料
（2）功能复合材料
一般由功能体和基体组成，基体不仅起
到构成整体的作用，而且能产生协同或
加强功能的作用，利用材料的电学、化
芳纶刹车片
航天飞机内 MMC (Al / B
纤维)桁架
美UH－60A型直升飞机 美国F/A-18歼击机
10.2 其他新型材料
1、新型金属材料
1）非晶态金属（金属玻璃）
由沸腾的钢液经每秒100万 度的速度冷却而成。
原子从有序排列变成了无序 排列。
具有极优异的物理磁性能、 化学耐腐蚀性能和力学耐磨 性能，传统的车钳铣刨和强 酸溶液对它们无可奈何。
A plate spring and a boat made from composite materials
1．比强度和比模量大：
比
例如、碳纤维和环氧树脂组强度比 较 成的复合材料，其比强度是
钢的7倍，比弹性碳 纤模硼 纤 玻 璃量钛 钢比铝钢
维维纤
\ \ \
大3倍。
树树维 脂脂树
脂
2．耐疲劳性能比较高：
一、分类 1）按结构分： 金属基复合材料； 高分子基复合材料； 陶瓷基复合材料。
2）按性能分： 功能复合材料； 结构复合材料。
（1）结构复合材料
由能承受载荷的增强体与能连接
增强体成为整体材料同时又起传
递力作用的基体构成。
增强体：各种玻璃、陶瓷、碳素、
高聚物、金属、天然纤维、织物、 碳基复合材
二、新材料及其特点
新材料：指新近发展或已在发展中 具有比传统材料更为优异性能的一 类材料。
特点：
① 知识与技术密集度高；与新工艺 和新技术关系密切；更新换代快； 品种式样变化多。
② 多学科相互交叉和渗透的结 果，合成、制造与许多极端条 件技术相关；表现出综合性和 复杂性；
③ 表征和评价技术须采用多种 基于最新科学技术成就的精密 仪器和装置来进行。
如美国实现超导输电，每年可以节省 100亿美元的电力；制造超高速计算机 和高灵敏度的探测设备、通信设备、 航天系统等。
如1989年日本研制出世界第一台超导 电子计算机，其全部采用约瑟夫森超 导器件，运算速度达每秒10亿次，功 耗6.2毫瓦，仅为常规电子计算机功耗 的千分之一。
纳米级材料的评价
电镜观察纳米级材料
三、新材料的类型
新型金属材料 合金、稀有金属
高分子合成材料 合成橡胶、塑料
化学纤维
新材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维
半导体材料
复合材料
光电子材料
纳米材料
10.1 复合材料
定义：是由两种或两种以 上化学本质不同的组成人 工合成的材料。
成分：多相，一类组成 （或相）为基体，起粘结 作用，另一类为增强相。
镍钛记忆合金“花 瓣”在相应的温度 下慢慢绽放
形状记忆合金 在太空自然恢 复原状
5）超导金属材料：
在特定条件下，电阻完全消 失，产生超导电性的材料。
三个基本特征：具有零电阻、完全抗磁 性和载流能力强。
应用：制造磁性极强的超导磁铁，用于 磁约束核聚变反应、大容量储能设备、 高能加速器、超导发电机、电力工业输 电和交通运输工具等。
例如、碳纤维-聚树脂复合 材料的疲劳极限是抗拉强 度的70％~80％，而金属材 料的疲劳极限只有抗拉强 度的40％~50％。
3．减震性能好：
4. 耐高温性能好：
高温强度、弹性模量高。 例如、LC4铝合金
在400℃时，弹性模量接 近于零，抗拉强度从室温时 500MPa降至30~50MPa。
而碳纤维或硼纤维增强组成 的复合材料，在400℃时，强 度和弹性模量可保持接近室 温下的水平。
3）形状记忆合金：
能够使温度值变化时人为造成 的形状变化，在温度恢复到特 定值时，形状也自动丝毫不差 地恢复到原来的状态。
坚韧性极强，可反复变形和复 原500万次而不产生疲劳断裂。
其广泛应用于卫星、飞船和空 间站的大型天线、飞机部件接 头以及骨科整形等方面。
4）新型金属功能材料：
如贮氢合金等。
外表轻薄如纸、优雅 华丽、用手可轻易撕 断的带形金属玻璃
可以在通信、交通、电子、
家电、防盗等很多领域大显
身手。
“终结者”的材料变现
2）合金材料：
新型合金材料包括许多种类，它们性能 各异，用途各不相同，铝合金、镁合金、 钛合金、铁镍铬及高温合金、稀贵金属 合金等等。
歼-11机体制造中使用大量钛合金材料
第10章 现代新型材料 及其应用
概论
一、材料是技术进步的关键要素之一
是宇宙间可用于制造有用物品的物质。 是人类生存和发展的物质基础，也是人
类社会现代文明的重要支柱，材料的变 化直接影响社会的变革。 是新技术革命的重要标志之一。 （信 息技术、生物技术和新材料技术） 是整个新技术群落的物质承担者。
工程结构。
5、碳纤维-树脂复合材料：
航空航天、机械制造、汽车工 业及化学工业中。
6、硼纤维-树脂复合材料：
航空航天和军事工业。
7、碳化硅纤维-树脂复合材料： 主要用于航空航天工业。 8、长纤维增强金属基复合材料 航天航空，先进武器和汽车； 碳纤维增强聚酰亚胺复合材料制航空
发动机高温构件
电子、纺织、体育等领域。
主要应用于高硬度高耐磨的 工具和耐磨零件。
2、弥散强化复合材料：
主要应用在原子能工业等中
的导电结构材料。
卫星用颗粒增强铝 基复合材料零件
3、碳化硅颗粒增强铝基：
制造大功率汽车发动机、柴油 机的活塞、连杆、刹车片等；
制造火箭、导弹构件、红外及 激光制导系统构件；
精密仪表中高尺寸稳定性材料。
4、热塑性与热固性玻璃钢：
5．断裂安全性好
断裂时应力迅速重新分布， 载荷由未断裂的纤维承担 起来。
6．其它性能特点
还具有良好的化学稳定性、 隔热性、烧蚀性以及特殊 的电、光、磁等性能。
7．主要问题：
抗冲击性能尚不够理想； 多为手工生产，难以自动化生产
生产周期长，效率低； 产品质量不够稳定； 成本较高。
三、应用
1、颗粒增强复合材料：