復合材料(Composites)是由兩種或兩種以上不同性質材料組成的多相材料。目前應用得最多也是最重要的復合材料是碳纖維復合材料。
碳纖維復合材料因具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數低和生體相容性好等優異性能，使其成為制備各種結構和功能性復合材料的重要原材料。是目前運用最為廣的一種復合材料。
由于復合材料具有質量輕、較高的比強度、比模量、較好的延展性、抗腐蝕、導熱、隔熱、隔音、減振、耐高(低)溫、耐燒蝕、透電磁波, 吸波隱蔽性、可設計性、制備的靈活性和易加工性等特點，所以是制造飛機、火箭、航天飛行器等軍事武器的理想材料。
復合材料在通用飛機的應用 。“輕質化、長壽命、高可靠、高效能和低成本”是未來通用飛機的發展趨勢。隨著復合材料及加工技術的快速發展，新型通用飛機開始越來越多地使用復合材料。據專業人士估計，2020年通用飛機使用復合材料的市場將超過 20 億美元。Cessna 350、SR2X、DA40、AG300 和SF50通用飛機中復合材料的應用 。
復合材料在軍用飛機與固體火箭。美國F-22戰斗機上使用復合材料的用量已達到25% 以上，軍用直升機用量則達到 50%以上。H 360、V-22、BK-117和S-75等直升機均大量采用了復合材料。法德合作研制的虎式武裝直升機，復合材料用量更是高達77% 。復合材料在航天領域也有應用。固體火箭發動機是各種導彈武器的主要動力裝置，如在其殼體應用碳纖維復合材料，則可大大減輕火箭和導彈的發射質量、節省發射成本，或攜帶更重的彈頭、或增加有效射程和落點精度。
復合材料在船舶游艇中的應用。燃油成本的增長趨勢對于輕量設計的需求非常急迫，促進了先進復合材料在船身和甲板中的應用。2000年下水的第一艘 Visby級輕巡洋艦，該艦在其真空灌注的夾層結構中采用了高延展率的碳纖維和具有延展性的高密度芯材，使艦體的整體重量減輕了30% 左右 。重量的減輕可以轉化為艦艇性能的提高，即降低油耗來增加運行范圍和降低操作成本。
復合材料在風電葉片中的應用。碳纖維復合材料在風電系統中，主要用于制造風電葉片與貯能用飛輪等。當風電葉片長度超過40m，就需要部分使用碳纖維復合材料。目前風力發電機組正朝大型化方向發展，風輪直徑已突破120m，最長葉片超過60m，全玻璃鋼葉片已無法滿足大型化發展的要求。以直徑為 120m 的風電葉片為例，使用碳纖維復合材料可減少其總重量的38% ，降低葉片成本的14% ，降低整個風電裝置成本的 4.5%。
復合材料在汽車零部件中的開發應用。發動機中的活塞部件是極易損壞的部件，為了保證發動機長期穩定的工作，復合材料的選用是未來發動機的一個發展方向。目前，應用于活塞的材料主要由低密度金屬和增強陶瓷纖維組成。現在國外又推出了氧化鋁纖維增強的鋁活塞及氧化鋁增強的鎂合金活塞 。復合材料的應用，可提高發動機的功率，從而達到節能減排的目的。2.7復合材料在體育器材中的應用。出于對安全、減重的需要，碳纖維復合材料用于生產自行車、釣魚竿、沖浪板、滑雪板、高爾夫球桿、羽毛球拍和網球拍等，是目前消耗量最大的碳纖維應用領域，每年約消耗5000t碳纖維復合材料。
“低成本、高性能、多功能”是未來復合材料的發展方向。其中，低成本制造技術是未來復合材料發展的重點。因過去主要注重復合材料的性能，較少考慮成本，但是現在越來越多的研究重點放在了降低成本上。未來復合材料發展的核心是低成本原材料、快速成形工藝技術、產品的大型化、整體化和集成化。因此，必須在復合材料的關鍵技術上進行重點研制和創新，結合當前實際，通過引進高新技術，學習再創新，盡快由復合材料大國轉型成為復合材料強國。
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