先进（jìn）复合材料（Advanced Composites，ACM）专（zhuān）指可用（yòng）于（yú）加工主承力结构和次（cì）承力结构、其刚（gāng）度（dù）和强度性能相当于或（huò）超（chāo）过铝合金的复合材料（liào）。目（mù）前主要（yào）指有较高（gāo）强（qiáng）度和模（mó）量的（de）硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的复合（hé）材料。
ACM在航空航天等军（jun1）事上（shàng）的应用价值特别大。比如，军用飞机和卫星，要（yào）又轻又结实；军用（yòng）舰（jiàn）船，要又耐（nài）高压又耐腐蚀。这些苛刻的要求，只（zhī）有借助新（xīn）材料技术才能解决。ACM具（jù）有质量（liàng）轻，较高的比（bǐ）强度、比模量、较好的延展性、抗腐（fǔ）蚀、导（dǎo）热（rè）、隔热、隔音（yīn）、减振（zhèn）、耐高（低（dī））温，独特的（de）耐烧蚀性、透电磁（cí）波（bō），吸波隐蔽性、材（cái）料性能的（de）可设计性、制备的灵活（huó）性和易（yì）加（jiā）工性等特（tè）点。
先进复合材（cái）料的主要特点
1、高的（de）比强度和比（bǐ）模量。
在不同飞（fēi）行（háng）器（qì）上节省（shěng）结构质量所具（jù）有（yǒu）的价值不尽（jìn）相（xiàng）同,但是为达到减重（chóng）的目（mù）标,除了优化结构形（xíng）式外,采用高（gāo）比（bǐ）强度、高（gāo）比模量的（de）材料几（jǐ）乎是唯一的途径。
2、各向异性和可设计性（xìng）。
纤维复合材料（liào）表现出显著的各向异性，即沿纤维轴方向和垂直于纤维（wéi）轴（zhóu）方向的许多性质,包括光、电、磁（cí）、导热、比热、热胀以及力学性能,都（dōu）有显著的差别（bié）。
材料（liào）的各向异性虽（suī）给材料性能的计算带来麻烦,但（dàn）也给设计（jì）带（dài）来较多的自由度。由于复（fù）合材料（liào）铺层的各向异性特征，铺层取向又可以在很（hěn）宽（kuān）的范围进行调整,所（suǒ）以可通过改变（biàn）铺层的（de）取向与铺叠顺序来改变（biàn）复合材料的弹性和强度特性,以（yǐ）获得满足使用要求、具有（yǒu）最佳性（xìng）能（néng）质量比的复合材料结构。
复合（hé）材料的力学性能（néng）存在着（zhe）金属材（cái）料（liào）所没有的耦合效应。例如（rú）,单向（xiàng）板（bǎn）在受到非主轴方向拉伸时,将引起剪切变形,即拉剪耦合（hé）;当单向（xiàng）板受到非主轴方向弯（wān）曲时,将引（yǐn）起扭转变形,即弯扭耦合。对复合材料耦合效应的（de）巧妙应用可以解决前掠（luě）翼（yì）飞机机翼设（shè）计上存（cún）在（zài）的扭转变形（xíng）扩散（sàn）问（wèn）题,而采（cǎi）用金属材料,这（zhè）些（xiē）问（wèn）题是难以解（jiě）决（jué）的。
3、良好（hǎo）的抗疲劳特性（xìng）。
疲劳破坏是材料在交变载（zǎi）荷下,由于裂纹的（de）形成和扩展而产生的低应力破坏（huài）。在纤维复合材（cái）料中存在着（zhe）难（nán）以（yǐ）计数的纤维树脂界面,这些（xiē）界面（miàn）能阻止裂纹进一步扩展,从而推迟疲劳破坏的（de）发生。纤（xiān）维复合材料的拉（lā）/压疲劳极（jí）限值达到（dào）静载荷的70%～80%,而大（dà）多数金属材料的疲劳（láo）极限只有其静强度的40%～50%。因而,通常（cháng）可以用静力覆盖（gài）疲劳（láo）处理大多数的疲劳问题。
从力（lì）学角度看,纤（xiān）维复合材（cái）料内部存在（zài）着的（de）大量（liàng）界面和（hé）复合（hé）材料中纤维（wéi）承载的特点使材料成为典型的超（chāo）静定（dìng）体系（xì）;使用过（guò）程中,复合材料（liào）构件即使（shǐ）过载而造成少量纤维断裂,其（qí）载荷也会迅速重新分布到（dào）未破坏的纤维上,从（cóng）而在（zài）短期内不会使整个构件（jiàn）丧失承载能力（lì）,显示出结构良（liáng）好的破损安全性。
4、易于大面积整体成（chéng）形。
树脂基复合（hé）材（cái）料（liào）在成（chéng）形过程中,由于高分子化学反应相当复杂,进行理论分（fèn）析与机理预测常常会有许多困难（nán）。但（dàn）是对于批量生产而言,当工艺规（guī）范确定后,复（fù）合材料构件的（de）制作较为简单。许多方法可（kě）被用于复合材料构件的成形,如采用拉拔（bá）、注射、缠绕、铺放技（jì）术,其（qí）中包括整（zhěng）体（tǐ）共固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成形,此类成形（xíng）技术大（dà）大减少（shǎo）了零（líng）件和（hé）紧固件（jiàn）的数量,简化（huà）了以往金属钣金件冗长的生产工序,缩短（duǎn）了生产周期（qī）,并容易实现（xiàn）成形自动化。复合材料（liào）制件尺寸（cùn）不受冶金轧（zhá）板设备（bèi）、加工和成（chéng）形设备尺寸的（de）限（xiàn）制。
先进（jìn）复合材料的研发热点（diǎn）
1、原材料技（jì）术是先进复合材料研发（fā）的（de）基础与前（qián）提
基体和增强体等原材料是发展先进复合材料的基础（chǔ）和前提,而（ér）增强纤维技术尤为重（chóng）要。碳纤维是20世纪60年代迅速发展起来（lái）的（de）高新材料（liào）,主（zhǔ）要（yào）包括以美（měi）国为代表的大丝束碳（tàn）纤维和以日本为代表（biǎo）的（de）小丝束碳纤维两大类（lèi）。
2、低成（chéng）本技术是（shì）先进复合材（cái）料（liào）拓展应用的（de）根本手（shǒu）段与途径
21世（shì）纪,先（xiān）进复合（hé）材料的需求将以更快的速度（dù）增长,而其高成本已经成为制约复合材料广泛（fàn）应（yīng）用的（de）重要瓶（píng）颈,低成本（běn）复合材料技术已成为目前（qián）世界上复（fù）合材料研（yán）究领域（yù）的一个核心（xīn）问题。提高先（xiān）进复合材（cái）料的性能价格比,除了在（zài）原材料、装配与维护等方面进行研究改（gǎi）进（jìn）外,更（gèng）重要（yào）的是降低（dī）复合材料制造成本。
据统计先进复合材料的制造工艺成本占总成本的75%以上,复（fù）合材料产（chǎn）品的性能与成本之间存在明显的（de）非（fēi）线性关系（xì）。有时90%的性能（néng）只需60%的工艺成本,而其余10%的性（xìng）能却需要40%的成本。在过去的30多年（nián）中,复合材料的研究（jiū）与（yǔ）开发（fā）重点放在材料（liào）性能和工艺改进上,目前（qián）的重点是先进（jìn）复合材料的低成本（běn）技术,各种低成本技术的开发和应用将是（shì）复合材料发展的主流,其中的重点是低成本制备技术和制备技术（shù）的优化。
3、新型复合（hé）材（cái）料（liào）是先（xiān）进复合材料可持续发展（zhǎn）的趋势与（yǔ）动（dòng）力
新型航空航天器的发（fā）展不断追（zhuī）求高效能、低成（chéng）本、长寿命、高可靠（kào）,对其材料与结构的综合要（yào）求越来越高。
为适应此应用（yòng）需求,一些（xiē）新型复合（hé）材料应运而生（shēng）,在（zài）现有（yǒu）材料性能基础上继续挖掘先进复合材（cái）料潜力（lì）,如超轻（qīng）材料与结构（gòu）技（jì）术力求轻（qīng）上（shàng）加轻,纳米复合使其（qí）强上加强,多功能化追求（qiú）功（gōng）上（shàng）加功。
4、设计/评价一体化技（jì）术是先进复合材料应用（yòng）的重要支撑与保（bǎo）障
复合材（cái）料作为多相体(夹杂、基体、界（jiè）面相（xiàng）等)材料,其自身具有显著和丰富的细观结构特（tè）征,因此其宏观性能和损伤、失效规律不仅取决于每一组分材（cái）料的特性,同时还依赖于复合材料（liào）的（de）细观结构特征,其中（zhōng）包括夹杂(如纤维、晶须（xū）、颗粒（lì）、裂纹、空洞等)的体积分数、形（xíng）状（zhuàng）、尺寸、分布规律及界面形式等。
复合材料还具有材料-结构-工艺一体化的特征（zhēng）,尤其（qí）对多向编织复合材料和纤（xiān）维缠绕先进复合材料（liào）来说（shuō）,构（gòu）件的材料和（hé）结构（gòu）的设（shè）计（jì）与制造都（dōu）包含组分材料-复（fù）合（hé）材料-结（jié）构三个层（céng）次（cì）上的（de）同时性,没有复（fù）合材料的成品或中间产品。因此,对复合材料的研究必须（xū）采用“设计/评价”一体化的（de）研究思想。
ACM未（wèi）来发展方向
1、提高耐热（rè）性
以发动机（jī）为（wéi）例，一般来（lái）说，材料（liào）耐高（gāo）温（wēn）性能越好，用它做出来（lái）的发动机水平就越高。
据理论计算（suàn）和试验发现（xiàn），发动机的工作（zuò）温度每提高100℃，它的推力就可提（tí）高15%左右。可见（jiàn）提（tí）高发动机材料耐（nài）高温性能的重要性，而ACM的高温性能主要由树脂基（jī）体决定，因此耐高温（wēn）树（shù）脂基体的研究是（shì）今（jīn）后应用发展的一个（gè）重要内（nèi）容。
2、低成本ACM制造技术
对航天航空用高性（xìng）能ACM，过（guò）去重（chóng）视性（xìng）能，较少考虑（lǜ）成本。随着冷战结束，各国国防（fáng）开支（zhī）减少，迫使制造商和使（shǐ）用（yòng）者（zhě）考虑降低成本，ACM低成本制造技术（shù）是当今世（shì）界ACM技（jì）术发展（zhǎn）的核心问题。
它包括以下几个主要方面：降低原材料成本，尤其是高性能（néng）碳纤维（wéi）成（chéng）本（běn），世界呼声很（hěn）高（gāo）；开发低（dī）温固化、高（gāo）温使用的树脂和预（yù）浸料，节约能源；开发长寿命的预浸料；使用混杂（zá）纤维ACM；通过工艺创新如（rú）电子束固化工艺等降低制造成本。
3、提高抗冲击韧性
提（tí）高航（háng）空用（yòng）结（jié）构（gòu）ACM的抗冲击韧性一直是（shì）一个重要的研究课题。ACM的抗冲（chōng）击性能主要依赖于树脂的交联密度。可通过改变（biàn）树脂和固化（huà）剂结（jié）构，增加柔性（xìng）链段，或（huò）利用高韧性、耐（nài）高温的橡胶或热塑性树（shù）脂增韧，提高抗冲击性能。这（zhè）样（yàng）既不牺（xī）牲预（yù）浸（jìn）料（liào）的工（gōng）艺性和ACM的耐热性，又赋予材料类似于（yú）热塑性树脂的抗冲击性能。
总之，ACM形成（chéng）产业并首先（xiān）应用（yòng）的（de）领域就是（shì）航空航天工业（yè），航空（kōng）航天（tiān）工业的发展（zhǎn）和需求一直ACM对的（de）研究起着（zhe）积极的促进作用（yòng），同时ACM的（de）飞速发展又（yòu）为航空航天（tiān）的新型结构设计和（hé）制（zhì）造（zào）提供了更大的发展空间。
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