复合材料的分类可以根据不同的标准进行,常见的分类方式包括按基体材料分类、按增强材料分类和按结构形式分类。
1. 按基体材料分类
基体材料是复合材料的连续相,通常有以下几类:
聚合物基复合材料(PMC,Polymer Matrix Composites):又称塑料基复合材料,常用的基体材料为树脂类,如环氧树脂、酚醛树脂等。这类复合材料因重量轻、耐腐蚀且成型工艺较为简单,应用广泛。
金属基复合材料(MMC,Metal Matrix Composites):以金属或合金为基体,常见的基体材料包括铝、钛、镁等。这类复合材料具有较高的强度和耐温性,常用于航空航天和汽车工业中。
陶瓷基复合材料(CMC,Ceramic Matrix Composites):以陶瓷为基体,具有极好的耐高温性能和耐磨性,常用于极端环境下的应用,如航空发动机部件。
碳基复合材料:以碳或碳化物为基体,主要特点是耐高温和高强度,广泛应用于高科技领域,如航空航天和国防工业。
2. 按增强材料分类
增强材料是复合材料的分散相,负责提供材料的增强效果,主要有以下几类:
纤维增强复合材料:使用纤维作为增强材料,其中包括碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。纤维增强复合材料是最常见的一类复合材料,具有高强度和高模量的特点。
颗粒增强复合材料:使用颗粒或短纤维作为增强材料,这类复合材料在提高基体材料的强度和耐磨性方面效果显著。
层状复合材料:通过将不同材料层状叠加形成的复合材料,典型例子是夹层结构复合材料和层压板,具有良好的抗冲击性和耐磨性。
织物增强复合材料:使用织物作为增强材料,通过不同方向的纤维编织形成,具有各向同性或准各向同性的性能。
3. 按结构形式分类
复合材料还可以按照其结构形式进行分类:
层合复合材料:由多层材料通过粘结或热压等方法叠加形成,如层压板。
颗粒复合材料:基体中分布有颗粒状增强材料,如金属基或陶瓷基复合材料中的硬质合金。
纤维复合材料:基体材料中分布有长纤维或连续纤维,常用于结构件中,如玻璃纤维增强塑料。