科学技术的进步与材料科学的发展密不可分。近几十年来，材料科学取得了突飞猛进的发展。随着科技的发展，传统单一的材料有时不能满足实际使用的需求，因此寻求材料升级成为科技进步亟待解决的问题。研究发现将几种材料复合后制得的新材料不仅使原有性能得到提高，还可以出现原有材料不具备的新性能。复合材料与传统材料相比，在力学性能、热性能、化学稳定性、电绝缘性等方面均具有明显优势。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的规模和速度，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

复合材料，是指由两种或两种以上的不同性质的材料合理地进行复合而制得的一种材料，目的是通过复合来提高单一材料所不能发挥的各种特性。复合材料是一种多相复合体。通过调节不同质的组成、不同相的结构、不同含量及不同方式的复合，可以制造出满足各种用途的复合材料。根据基体的不同复合材料大致可以分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及陶瓷-金属基复合材料。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金；非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

       复合材料具有如下特性：

       1.比强度和比模量

       比强度高和比模量高是复合材料的突出特点。比强度是抗拉强度与密度之比，比强度高的材料能够承受高的应力。比模量是弹性模量与密度之比，比模量高说明材料轻且刚性大。几种材料的力学性能如下表所示：

表1 几种材料的力学性能

 2.抗疲劳性

       疲劳是材料在循环应力作用下的性能。复合材料是多相复合体，疲劳断裂往往从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上，没有突发性的变化，在破坏前有预兆，可以检查和补救。纤维增强复合材料中纤维和基体间的界面能够有效地阻止疲劳裂纹的扩展。

       3.减振性能

       构件的自振频率除了与其本身结构有关之外，还与材料的弹性模量与密度之比（即比模量）的平方根成正比。由于复合材料的比模量大，所以它的自振频率很高，在通常加载速度或频率条件下不容易出现因共振而快速断裂的现象。同时，复合材料是一种非均质的多相体系，其中有大量的纤维与基体之间的界面，界面对振动具有吸收和反射作用，所以复合材料的振动阻尼性强，即使激起振动也能很快衰减。

       4.过载安全性

       在纤维复合材料中，由于有大量独立的纤维，在每平方厘米面积上的纤维数量少至几千根，多达数万根。当过载时复合材料中即使有少量纤维断裂时，载荷就会迅速重新分配到未被破坏的纤维上，不至于造成构件的瞬间完全丧失承载能力而断裂，仍能安全使用一段时间。

       5.高温性能

       复合材料具有很好的热稳定性能。一般情况下，金属铝在400-500℃以后就完全丧失了强度，但使用连续硼纤维或碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在此温度下仍具有较高的强度。陶瓷基纤维复合材料可以承受1200-1400℃的高温，碳/碳复合材料的耐热温度可达3000℃（在真空或惰性气体保护下）左右。

       6.可设计性

       通过改变纤维、基体的种类和体积含量、纤维的排列方向、铺层次序等可满足对复合材料结构与性能的各种设计要求。