車用復(fù)合材料及其應(yīng)用趨勢

1、車用復(fù)合材料及其應(yīng)用趨勢一、 復(fù)合材料的含義 隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對材料的要求也越來越高。除要求材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、低密度以外，還要對材料的韌性、耐磨、耐腐蝕以及電絕緣性等提出特殊的要求。對此，單一材料往往是無能為力的。采用復(fù)合技術(shù)，把不同性能的材料復(fù)合起來，取長補(bǔ)短，在性能上起協(xié)調(diào)作用，得到單一材料無法比擬的、優(yōu)越的綜合性能，以實現(xiàn)各種性能的要求，于是就出現(xiàn)了新型的復(fù)合材料。 一般稱為復(fù)合材料的是由纖維等增強(qiáng)材料與基底(母體)等兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料，通過各種工藝手段組合而成。它與纖維增強(qiáng)塑料(FRP)、纖維增強(qiáng)金屬(FRM)、金屬-料層疊材料等相當(dāng)，具有重量輕、強(qiáng)度

2、高、剛度好的特點(diǎn)，這些復(fù)合材料在汽車零部件上應(yīng)用也很盛行。復(fù)合材料是應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而涌現(xiàn)出的具有強(qiáng)大生命力的材料，它的組分材料具有不同的化學(xué)或物理性質(zhì)，且各組分材料之間具有明顯的界面。復(fù)合材料是一種多相材料。在工程上，所謂復(fù)合材料通常是指將一種材料人為均勻地分散在另一種材料中，以克服單一材料的某些弱點(diǎn)，使之優(yōu)于各組分材料的綜合性能，有時甚至成為各組分材料所沒有的優(yōu)良性能的新材料。凡是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料，通過各種工藝手段組合而成的材料，均可稱為復(fù)合材料。不同的非金屬材料之間，不同的金屬材料之間；非金屬材料與各種不同的金屬材料之間都可以相互復(fù)合。這種材料既可以保持原材料的某些特征，

3、又能發(fā)揮復(fù)合后的新特點(diǎn)，它可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計，從而更能合理地達(dá)到使用要求的目的。二、復(fù)合材料的發(fā)展歷程 自然界中許多天然材料都可看作是復(fù)合材料。樹木、竹子是由纖維素和木質(zhì)素復(fù)合而成的。纖維素抗拉強(qiáng)度大，但剛性小，比較柔軟，而木質(zhì)素則把眾多的纖維素粘結(jié)成剛性體。動物的骨骼是由硬而脆的磷酸鹽和軟而韌的蛋白質(zhì)骨膠組成的復(fù)合材料。人類很早就仿效天然復(fù)合材料，在生活和生產(chǎn)中制成了初期復(fù)合材料。例如在建筑房屋時，人們將麥秸或稻草參入泥漿中以增強(qiáng)泥土的強(qiáng)度；在現(xiàn)代建筑上大量使用的混凝土，特別是鋼筋混凝土制成的復(fù)合材料等等。近代復(fù)合材料的發(fā)展是從1932年玻璃纖維增強(qiáng)塑料問世開始的。30年代末期，美國因航空

4、通訊的需要，發(fā)展了一種玻璃纖維與合成樹脂結(jié)合的復(fù)合材料。40年代生產(chǎn)了既能滿足電信需要，又能達(dá)到強(qiáng)度要求的玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(又稱玻璃鋼)。50年代環(huán)氧樹脂出現(xiàn)之后，又大力發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。隨著空間技術(shù)、原子能及超音速飛機(jī)等發(fā)展的需要。60年代又發(fā)展了高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、低密度的碳纖維、硼纖維等高級纖維及其復(fù)合材料。至70年代，幾乎所有工程塑料都用玻璃纖維增強(qiáng)。目前產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料是各種玻璃鋼。70年代已超過百萬噸。由于玻璃鋼在性能上不能滿足近代火箭、導(dǎo)彈、宇航、汽車等工業(yè)的需要，隨后又發(fā)展了用碳纖維、硼纖維、SiC纖維等作為增強(qiáng)材料，金屬、陶瓷等作基體材料

5、的近代復(fù)合材料。上述復(fù)合材料由于生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜，價格昂貴，雖然性能優(yōu)異，仍限于尖端技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用。幾種材料復(fù)合在一起的性能指標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各組成材料該項性能指標(biāo)的總和。復(fù)合材料將會很快地向各工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展，以獲得更廣泛地應(yīng)用，甚至有人預(yù)言，21世紀(jì)將是復(fù)合材料的時代。三、復(fù)合材料的性能特點(diǎn) 復(fù)合材料是各向異性的非均質(zhì)材料，與其他材料相比有以下突出特點(diǎn)。 1、比強(qiáng)度與比模量高比強(qiáng)度、比模量是指材料的強(qiáng)度和模量與密度之比，比強(qiáng)度越高；零件自重越小；比模量越高，零件的剛性越大。因為材料比強(qiáng)度提高，制造同一零件則自重愈?。欢牧媳饶Ａ坑?，則零件剛性愈大。采用比強(qiáng)度和比模量高的材料，可大大提高動力設(shè)備的

6、效率。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量是各類材料中最高的，當(dāng)用復(fù)合材料制成與高強(qiáng)度鋼具有同等強(qiáng)度和剛度的零件時，其重量可減輕70左右。顯然，這對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)件或需減輕自重的運(yùn)輸工具和工程構(gòu)件等具有重要意義。 2、抗疲勞性能好在疲勞載荷作用下的斷裂是材料內(nèi)部裂紋擴(kuò)展的結(jié)果，而疲勞破壞就是裂紋不斷擴(kuò)展所產(chǎn)生的突然斷裂。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中的纖維與基體間的界面能夠有效地阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，外加載荷由增強(qiáng)纖維承擔(dān)。疲勞破壞往往從材料的薄弱環(huán)節(jié)開始，逐漸擴(kuò)展到結(jié)合面上。在破壞前有預(yù)兆，如變色、聲響等。大多數(shù)金屬材料的疲勞強(qiáng)度極限是其拉伸強(qiáng)度的30%50%，而復(fù)合材料則可達(dá)到60%80%左右。3、減摩、耐

7、磨、自潤滑性好在熱塑性塑料中摻入少量的短切碳纖維可大大地提高它的耐磨性，其增加的倍數(shù)可為原來的好幾倍。如聚氯乙烯以碳纖維增強(qiáng)后為其本身的3.8倍、聚四氟乙烯為其本身的3倍、聚丙烯為其本身的2.5倍，聚酰胺為其本身的1.2倍、聚酯為其本身的2倍。選用適當(dāng)塑料與鋼板復(fù)合可作耐磨物件，如軸承材料等。用聚四氟乙烯(或聚甲醛)為表層、多孔青銅和鋼板為里層的三層復(fù)合材料，可制成滑動軸承的良好材料。 4、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良鋼材一般不耐酸，尤其是含有氯離子的酸，即使含鉬不銹鋼在這種介質(zhì)中，也會很快被腐蝕。但纖維增強(qiáng)酚醛塑料，可長期在含氯離子的酸性介質(zhì)中使用。用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，可制造耐強(qiáng)酸、鹽、酯和某些溶劑的化工

8、管道、泵、閥、容器等設(shè)備。如用耐堿纖維與塑料復(fù)合，還能在強(qiáng)堿介質(zhì)中使用。耐堿纖維可用來取代鋼筋與水泥復(fù)合。 5、耐高溫?zé)g性好纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中除玻璃纖維軟化點(diǎn)較低(700900)外，其他纖維的熔點(diǎn)(或軟化點(diǎn))一般都在2000以上，用這些纖維與金屬基體組成的復(fù)合材料。高溫下強(qiáng)度和模量均有提高。例如鋁合金在升溫至400時，強(qiáng)度從5MPa降至0.30.5MPa，彈性模量迅速下降到幾乎為零。如用碳纖維或硼纖維增強(qiáng)后，400時強(qiáng)度和模量基本可保持室溫下水平。同樣用碳纖維增強(qiáng)金屬鎳，不僅密度下降，而且高溫性能也提高。由于玻璃鋼具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)(只有金屬的千分之一至百分之一)，可瞬時耐超高溫，故可做耐燒

9、蝕材料。 6、工藝性與可設(shè)計性好調(diào)整增強(qiáng)材料的形狀、排布、含量，可滿足構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度等性能要求，且材料與構(gòu)件可一次成型，減少了零部件、緊固件和接頭數(shù)目，材料利用率大大提高。 7、其他特殊性能如：復(fù)合材料具有耐燒蝕性、耐輻射性、耐蠕變性及隔熱性、特殊的電、光、磁等性能，高韌性和高抗熱沖擊性好，耐熱性好，具有導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。缺點(diǎn)是層間剪切強(qiáng)度低、韌性差、耐熱性和表面硬度都低，易老化，穩(wěn)定性差，質(zhì)量不易控制，成本較高。四、復(fù)合材料的分類 1纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是復(fù)合材料中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的一種。纖維種類很多，每一種又有許多規(guī)格，如棉、蕉、絲等天然纖維以及各種合成纖維，但用作現(xiàn)代復(fù)合材料

10、的纖維主要是指高強(qiáng)度、高模量的玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維、硼纖維、碳化硅纖維、晶須、特種合成纖維、金屬絲、混合纖維及自增強(qiáng)纖維如定向共晶等。2細(xì)粒復(fù)合材料這類復(fù)合材料大致可分為金屬細(xì)粒與金屬基體的復(fù)合、金屬細(xì)粒與塑料的復(fù)合、金屬陶瓷與彌散強(qiáng)化。如銅合金中加入鉛粉可作軸承材料；金屬粉加入塑料中可改善其導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，降低線脹系數(shù)；鉛粉加入氟塑料中也可作軸承材料。金屬陶瓷可用作高溫耐磨及高速切削材料，碳化鉻金屬陶瓷用作耐腐蝕、耐磨噴咀，重載荷軸承；高溫?zé)o油潤滑件等。 3層疊復(fù)合材料層疊復(fù)合材料是由兩種以上不同材料層疊一起而成?？煞蛛p層復(fù)合、多層復(fù)合、包復(fù)金屬或非金屬。如酚醛環(huán)氧層壓板上復(fù)一層銅箔，用

11、作汽車電器印刷線路板；普通鋼板上覆一層聚氯乙烯塑料，用作耐腐蝕材料；高強(qiáng)度鋁上覆一薄層鉻，可作兼具高強(qiáng)度及耐腐蝕材料。4骨架復(fù)合材料骨架復(fù)合材料可分蜂窩復(fù)合、夾心復(fù)合及多孔浸漬復(fù)合。蜂窩復(fù)合材料與夾心復(fù)合材料是由重而薄、硬而剛強(qiáng)的面板與較輕而厚的芯子組成。其原理與工字梁相似。這種材料的優(yōu)點(diǎn)是有高的強(qiáng)度重量比，高的承載能力，表面光滑，增加疲勞壽命和聲振疲勞極限，可用作門板、地板、風(fēng)扇葉片等。面板可由紙、木、金屬、塑料、石棉板、增強(qiáng)塑料層壓板等組成，最常用的為鋁板及層壓板。芯子可由紙、棉布、玻璃布等浸漬樹脂組成，也可由鋁箔、泡沫塑料組成。蜂窩復(fù)合材料的芯子有蜂窩形、六角形、方格形、波紋形、鋸齒形等

12、。夾芯復(fù)合材料是由兩層面板中間夾一層泡沫塑料組成。如風(fēng)扇葉片可由硬質(zhì)泡沫塑料外復(fù)金屬皮組成。多孔材料是一個連續(xù)結(jié)構(gòu)但中間占有大量敝開的空隙，另一種材料可滲透到這些空隙中去。例如用潤滑劑或氟塑料滲透到多孔的金屬或塑料中去，或?qū)渲瑵B透到多孔性石墨中去，可用作耐磨材料及耐腐蝕材料。五、纖維增強(qiáng)材料纖維增強(qiáng)材料是增強(qiáng)塑料的骨架，基本上決定了復(fù)合材料的強(qiáng)度和剛度。玻璃纖維是將熔化的玻璃以極快的速度拉制而成。玻璃纖維有長、短兩種，為非結(jié)晶型無機(jī)纖維。不燃燒，伸長率和線膨脹系數(shù)都較小，具有較高的抗拉強(qiáng)度。化學(xué)穩(wěn)定性高，除氫氟酸、熱濃磷酸和濃堿外，對其他化學(xué)介質(zhì)均有良好的穩(wěn)定性。玻璃纖維缺點(diǎn)是脆性大，耐磨性

13、、耐柔性較差。纖維表面光滑，不易與其他物質(zhì)相結(jié)合。玻璃纖維按化學(xué)成份可分為：無堿纖維(含堿量在1%以下)，低堿纖維(含堿量在2%6%)，有堿纖維(含堿量在10%以上)。根據(jù)纖維特性可分為：高強(qiáng)度、高模量纖維、如S玻璃纖維和M玻璃纖維、耐高溫纖維，如石英玻璃、耐酸、堿纖維，如C耐酸纖維，G抗堿纖維，普通纖維，如A玻璃纖維和E玻璃纖維。隨著人們保護(hù)環(huán)境意識的日益增長，各種天然纖維又重新被人們進(jìn)一步認(rèn)識而再次步入汽車部件的領(lǐng)域。天然纖維作為隔熱/音和阻尼材料、特別是作為聚合材料的填充和增強(qiáng)材料，因在重量和成本方面的優(yōu)勢在汽車內(nèi)飾件制造中的作用愈來愈大，并已開始了用于汽車外部部件（如擋泥板襯和擾流板等

14、）的嘗試。車用天然纖維主要是指植物纖維，如洋麻、大麻、亞麻、黃麻和劍麻等麻纖維及椰殼纖維等。與合成纖維相比，天然纖維及其復(fù)合材料具有如下性能方面的優(yōu)勢。麻纖維生長期短、生長環(huán)境要求不高；其生長過程無需農(nóng)藥和化肥；生長、收獲、加工的能量消耗較少；對二氧化碳的吸收能力強(qiáng)，具有減緩“溫室效應(yīng)”的作用；生產(chǎn)過程無“三廢“污染、使用過程也無有害的游離化學(xué)物質(zhì)（如近來備受關(guān)注的“甲醛”）和微粒（玻璃纖維成分）；無需化學(xué)膠粘劑，可在一步法成形過程中與基材熱粘合；替代化纖和塑料等人造材料，可節(jié)約有限的石油資源；焚燒時無毒物排放、填埋后可生物降解；可再生循環(huán)利用；麻纖維復(fù)合材料的隔熱、吸音性能好；能量吸收能力好

15、、耐沖擊，無脆性斷裂（對提高汽車的安全性很有利）；燃燒速率低；具有良好的剛度、切口韌性、斷裂特性；低溫性能好；可用較低壓力、一步法成形產(chǎn)品，節(jié)省機(jī)器和模具的投資、簡化加工工藝（附座和裝飾層等可與坯材一步合成、無需化學(xué)粘接和后續(xù)加工）；可成形大拉伸、復(fù)雜的三維形狀。天然纖維在加工中還表現(xiàn)出對模具的磨蝕作用較低；密度低、重量可減輕1030%(順應(yīng)汽車輕量化要求，提高燃油效率)；原料成本低、麻纖維來源廣泛；邊角料可以重新破碎后進(jìn)行熱塑加工，幾乎沒有廢料產(chǎn)生。作為結(jié)構(gòu)材料使用的玻璃鋼及其他復(fù)合材料，常用纖維狀增強(qiáng)材料，其種類很多。按其化學(xué)組成，大致可分為無機(jī)纖維和有機(jī)纖維兩大類。無機(jī)纖維有：玻璃纖維、

16、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉纖維及金屬纖維等；有機(jī)纖維有：合成纖維如芳綸纖維、奧綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等；天然纖維如棉纖維、劍麻、紙等。在前述的增強(qiáng)材料中，應(yīng)用最廣泛的為玻璃纖維及其制品。玻璃纖維的種類很多，除了常用的無堿纖維、中堿纖維外，還有高強(qiáng)玻璃纖維、高彈玻璃纖維和耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕玻璃纖維等。玻璃纖維制品的種類達(dá)120多種，用于玻璃鋼的主要有玻璃布、玻璃帶、玻璃纖維合股紗、無捻粗紗、無捻粗紗布、短切氈、單向布、表面氈、短切纖維和磨碎纖維等。六、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料這是近年來發(fā)展較快的一種復(fù)合材料，基體材料有各種樹脂、碳、金屬、陶瓷。樹脂又分熱固性和熱塑

17、性樹脂。 1碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料是指碳纖維為分散質(zhì)，熱塑性塑料為基體的纖維增強(qiáng)塑料。用碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料近年來發(fā)展較快，其特點(diǎn)是：強(qiáng)度與剛性高，蠕變小，熱穩(wěn)定性高，線膨脹系數(shù)?。簻p摩耐磨，不損傷磨件，阻尼特性優(yōu)良。與玻璃纖維增強(qiáng)的相比，具有更好的機(jī)械等性能。如尼龍66中加入20%碳纖維，其彎曲強(qiáng)度與加入40%玻璃纖維相等，彎曲彈性模量較40%玻璃纖維增強(qiáng)的高二倍多。但韌性不如玻璃纖維增強(qiáng)的好。碳纖維可降低熱塑性塑料的摩擦系數(shù)，提高耐磨性，特別適于高載荷低速度軸承。加工收縮率為玻璃纖維增強(qiáng)的一半左右。添加碳纖維還可提高導(dǎo)電性。添加30%碳纖維的尼龍66的磨損因數(shù)為20，約為

18、添加30%的玻璃纖維的1/4，是尼龍66的1/10。熱塑性塑料的耐磨性隨碳纖維的增加而有不同程度的提高，效果特別顯著的是尼龍66。對乙烯/四氟乙烯共聚物、線型聚酯等均有明顯增加。用碳纖維增強(qiáng)的聚四氟乙烯層壓制品制成的密封圈既耐腐蝕，又耐熱和耐磨，宜制作高壓泵及液壓系統(tǒng)的動力密封裝置。 2碳纖維增強(qiáng)熱固性塑料碳纖維增強(qiáng)熱固性塑料是以熱固性塑料為基體，以碳纖維及其織物為分散質(zhì)的纖維增強(qiáng)塑料。碳纖維及其織物與環(huán)氧、酚醛等樹脂制成的復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、模量高、密度小、減摩耐磨、自潤滑、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率大，耐水性好等特點(diǎn)。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的纖維增強(qiáng)材料是

19、一種強(qiáng)度、剛度、耐熱性均好的復(fù)合材料。這方面性能是其他材料無法比擬的。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的比強(qiáng)度與比模量均較其他材料高，拉伸強(qiáng)度比鋁、鋼都要大。彎曲、壓縮、剪切等機(jī)械性能優(yōu)良。在碳纖維增強(qiáng)塑料中纖維的增強(qiáng)效果取決于纖維本身的機(jī)械性能、纖維的容積成分、纖維的排列方向和纖維與樹脂的連接強(qiáng)度。總之，碳纖維增強(qiáng)塑料具有質(zhì)輕高強(qiáng)、高模量、減摩耐磨、熱導(dǎo)率大、自潤滑、耐腐蝕、抗沖擊性好、疲勞強(qiáng)度大等優(yōu)越性能，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的應(yīng)用將越來越廣泛。碳纖維增強(qiáng)塑料的應(yīng)用。碳纖維增強(qiáng)塑料是汽車工業(yè)大量使用的增強(qiáng)材料。目前汽車耗油要求逐年下降，要使汽車輕量化、發(fā)動機(jī)高效化、車型阻力小等，都要求有質(zhì)輕和一材多能的輕型

20、結(jié)構(gòu)材料，而碳纖維增強(qiáng)塑料則是最理想的材料。主要的應(yīng)用有：發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的推桿、連桿、搖桿、水泵葉輪，傳動系統(tǒng)中的傳動軸、離合器片、加速裝置及其罩等，底盤系統(tǒng)中的懸置件、彈簧片、框架、散熱器等，車體上的車頂內(nèi)外襯、地板、側(cè)門等。七、陶瓷基復(fù)合材料 陶瓷基復(fù)合材料不是傳統(tǒng)意義上的陶瓷，陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體與各種纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基體可為氮化硅、碳化硅等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。它的主要基體有玻璃陶瓷、氧化鋁、氮化硅等。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫、高強(qiáng)度和剛度、相對重量較輕、高耐腐蝕性、低膨脹系數(shù)、隔熱性好及低密度等優(yōu)異性能，而且資源也比較豐富，有廣泛的應(yīng)用前景。但其致命的弱點(diǎn)是具有脆性，處于應(yīng)力

21、狀態(tài)時，會產(chǎn)生裂紋，甚至斷裂導(dǎo)致材料失效。而采用高強(qiáng)度、高彈性的纖維與基體復(fù)合，則是提高陶瓷韌性和可靠性的一個有效的方法。纖維能阻止裂紋的擴(kuò)展，從而得到有優(yōu)良韌性的纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料已實用化或即將實用化的領(lǐng)域有刀具、滑動構(gòu)件、發(fā)動機(jī)制件、能源構(gòu)件等。陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)用于發(fā)動機(jī)的主要障礙來自價格和可靠性方面。目前，陶瓷基復(fù)合材料零件的價格遠(yuǎn)比金屬零件價格高。制造時可能產(chǎn)生內(nèi)部裂紋且陶瓷零件的強(qiáng)度波動較大，高溫時有所下降。但由于陶瓷材料具有優(yōu)良的機(jī)械性能和低密度特點(diǎn)，世界各國都在大力發(fā)展，努力改善其基本性能和工藝技術(shù)，以求降低成本，提高可靠性。纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料是以纖維作增

22、強(qiáng)體，把纖維增強(qiáng)陶瓷基體通過一定的復(fù)合工藝結(jié)合在一起而組成的材料的總稱。這類復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，是一類新型結(jié)構(gòu)材料。作為增強(qiáng)用的纖維有金屬纖維（如鎢絲、鉭絲、鉬絲等）、玻璃纖維和陶瓷纖維（如碳、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯等纖維）；而陶瓷基本由氧化物基（如氧化鋁、氧化鋯等）和非氧化物基（如碳、碳化物、硼化物、氮化物等）組成。在選擇纖維和陶瓷基體時要注意性能的匹配，如纖維必須和陶瓷一樣具有耐高溫性能，纖維的熱膨脹系數(shù)應(yīng)稍大于陶瓷基體。纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料已應(yīng)用的領(lǐng)域和即將應(yīng)用的領(lǐng)域有刀具、滑動構(gòu)件、航空航天部件、發(fā)動機(jī)零件、能源構(gòu)件等。法國已將長纖維增強(qiáng)碳化硅復(fù)合

23、材料應(yīng)用于制造超高速列車的制動件。由于這種材料具有優(yōu)異的耐摩擦性能和耐磨損性能，使用效果令人滿意。經(jīng)過纖維增強(qiáng)的陶瓷，無論在抗機(jī)械沖擊性，還是在抗熱沖擊性方面，都有了極大的提高，這在很大程度上克服了陶瓷的脆性，同時又保持了陶瓷原有的許多優(yōu)異性能。這種打不破的陶瓷目前雖只是初露端倪，但將來肯定有著廣闊的發(fā)展前景。八、美國的車用復(fù)合材料市場 美國是世界最大的復(fù)合材料生產(chǎn)國，也是最大的復(fù)合材料市場。經(jīng)歷了本世紀(jì)初的低迷后，近幾年復(fù)合材料市場穩(wěn)中有升，相對于美國鋼鐵業(yè)、鋁業(yè)等傳統(tǒng)材料的不振，可稱得上是生機(jī)勃勃。2005年美國熱固性復(fù)合材料產(chǎn)量187萬噸，約占全世界的40%，復(fù)合材料行業(yè)雇員10.6萬人，其中8.1萬人直接從事復(fù)合材料制造，年銷售額為136.8億美元，與復(fù)合材料業(yè)密切相關(guān)的供應(yīng)及制造業(yè)擁有28萬雇員，銷售額達(dá)到453億美元，其市場之巨大可見一斑。美國復(fù)合材料業(yè)的走向與各國同業(yè)也有密切的關(guān)聯(lián)，由于市場繁榮，美國2005年進(jìn)口了玻璃纖維17.3萬噸，其中約一半從中國進(jìn)口。美國復(fù)合材料的主