[科普中国]-混杂叠层复合材料

混杂叠层复合材料是指不同类型的增强组分以叠层结构形式组成的复合材料1。

简介混杂叠层复合材料是指不同类型的增强组分以叠层结构形式组成的复合材料1。

增强组分其增强组分可为纤维、片材或蜂窝芯材，其基体可为树脂或金属。

典型材料混杂叠层复合材料的典型例子是铝/纤维环氧叠层板。它以铝片和以纤维(无纬布或织物)为增强组分， 环氧树脂为基体的复合材料叠合组成。通常把经过表面处理的铝片与纤维(织物)的环氧树脂预浸布交替叠层后热压而成。它既有铝材的耐冲击、易加工成型的特点，又具有纤维增强环氧复合材料的耐疲劳与高强度，并且可以选用不同的叠层结构、铝片厚度、纤维品种及含量来满足制品的不同性能要求。常用于混杂叠层复合材料的纤维有芳纶、碳纤维、玻璃纤维等,其中铝/芳纶环氧叠层板(商品名ARALL)已工业化，用作飞机的蒙皮材料1。

层内混杂复合材料由具有两种或两种以上纤维的棍杂层铺叠而成的复合材料，基体一般为高聚物，是混杂复合材料的一种。这种说杂形式义称八型混杂。混杂层可以是异种纤维编织的织物，由于混杂纤维束制备工艺堑杂，很少采用层内混杂复合材料除具优异力学性能外，特别是由异种纤维间互相分散的程度增大，由此制约的能力增强因而抗裂纹扩展性能更好。层内混杂复合材料的成型方法同一单一纤维复合材料。该种混杂复合材料的混杂层制作比较繁杂。

混杂纤维增强复合材料的含义与特点理想的结构材料，要求它们受载后开始有较高的模量，随之达到较高的屈服极限，铕在承载能力稍有降低的情况下持续到一定应变量后破坏，这样的结构材料，可以通过不同断裂应变的纤维混杂，制成混杂纤维复合材料实现。

混杂纤维复合材料从广义上讲，包括的类型非常广。就基体而言，可以民树脂基体，也可以是各种树脂聚合物混合基体、金属基体以及各种陶瓷、玻璃等非金属基体。而从增强材料来说，可以是两种连续纤维单向增强，也可以是两种纤维混杂编织、两种短纤维混杂增强、两种粒子混杂增强以及纤维与粒子混杂增强。

混杂纤维复合材料组分混杂纤维复合材料的组分和普通复合材料的组分相似，树脂基体一般由合成树脂与各种助剂组成基体体系。常用的树脂有环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、热塑性树脂等。

复合材料的力学性能主要来自增强纤维。混杂纤维增强复合材料的增强纤维使用最多的是碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维等纤维的组合2。

混杂复合材料研究的重要意义（1节约成本，通过采用便宜的玻璃纤维取代昂贵的碳纤维来降低成本；

（2）通过对所用纤维及其体积含量的优化选择，从而达到较宽范围的物理和机械性；

（3）可以得到独特的单项或组合的性质，这是只用单一类型纤维所不易得到的。

混杂纤维复合材料的应用混杂纤维复合材料是复合材料大家族中的优秀代表。它除了具有一般复合材料的特点外，还有其他复合材料不可与之相比的许多独有的特点。

混杂复合材料在70年代初开发以来，一直受到人们的普遍重视。在短短的十多年间，混杂复合材料无论作为结构材料还是作为功能材料，不仅已广泛地应用于航空航天工业、汽车工业、船舶工业等领域，而且还作为优良的建筑材料、体育用品材料、医疗卫生材料等被广泛地采用。

大量的事实证明，混杂复合材料在应用中不仅可方便地满足设计性能上的要求，而且还可以降低产品成本，减轻产品质量，延长产品寿命，提高经济效益3。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学