先进复合（hé）材料（Advanced Composites，ACM）专指可用于（yú）加（jiā）工主（zhǔ）承力结构和（hé）次承力结构、其刚度（dù）和强（qiáng）度性能（néng）相当（dāng）于或超过（guò）铝（lǚ）合金的复合材料。目前主要指有较高强（qiáng）度和模（mó）量的硼纤维（wéi）、碳纤维、芳纶等增强（qiáng）的复（fù）合材料。
ACM在航空（kōng）航天等军（jun1）事上的应用价值特（tè）别大。比如，军用飞机和卫星，要又轻又（yòu）结实；军用舰船（chuán），要（yào）又（yòu）耐高压又（yòu）耐腐蚀。这些苛（kē）刻的要求，只有借助新材（cái）料技术才能解决。ACM具有质量轻（qīng），较高的比强度（dù）、比模量、较好的延（yán）展性、抗腐蚀（shí）、导热、隔热、隔（gé）音、减振、耐（nài）高（低（dī））温，独特的（de）耐烧蚀性、透电磁波，吸波隐蔽（bì）性、材料性能（néng）的可（kě）设计（jì）性、制备的灵（líng）活性（xìng）和易加工性等特（tè）点。
先进复合材料的主要特点
1、高的比强度和（hé）比模量（liàng）。
在（zài）不同飞行（háng）器上（shàng）节省（shěng）结（jié）构质量所具有的（de）价值不尽相同（tóng）,但是为（wéi）达到（dào）减重的目标,除了优化结（jié）构（gòu）形式外,采用高比强度、高比（bǐ）模量的材料几乎是（shì）唯一（yī）的途径。
2、各向（xiàng）异性和可设计（jì）性。
纤维（wéi）复合材料表（biǎo）现（xiàn）出显著的各（gè）向异性，即沿纤（xiān）维轴方向和垂直于（yú）纤维轴方（fāng）向的许多性（xìng）质,包括光、电、磁（cí）、导热、比热、热胀以及力（lì）学性能,都有显著的差别。
材料的各向异性虽给材料性能（néng）的计算带来麻烦,但也给设计带（dài）来（lái）较多的自由度。由于复合材料铺层的各向异性（xìng）特征，铺（pù）层取（qǔ）向又可（kě）以（yǐ）在（zài）很宽的范围进行调整,所以可通（tōng）过改变铺层的取向与铺叠顺序来改（gǎi）变复合材（cái）料的弹性和（hé）强度特性,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合（hé）材料（liào）结构。
复合材料的力学性能存在（zài）着金（jīn）属材料所没（méi）有的耦合（hé）效应。例如,单向板在受到非主（zhǔ）轴方（fāng）向拉伸时,将引起剪切变（biàn）形,即拉剪耦合;当（dāng）单向（xiàng）板（bǎn）受（shòu）到非主轴方向弯曲时,将引起扭转变形,即弯扭耦合。对复合材料耦合效应的（de）巧（qiǎo）妙（miào）应（yīng）用（yòng）可以解决前掠翼飞机机翼设计上存在的扭转变（biàn）形扩散问题,而采用金属材（cái）料,这（zhè）些问题是难以解决的。
3、良好的抗（kàng）疲劳特性。
疲劳破坏是材料在交（jiāo）变载（zǎi）荷（hé）下,由（yóu）于裂纹的形（xíng）成和扩展而产生的（de）低应力破坏。在纤维复合材料中存在着难以计数的纤维树脂界面,这（zhè）些界面（miàn）能阻止裂纹进一步扩展,从而推（tuī）迟疲劳破坏的（de）发生。纤维复合材（cái）料的拉/压疲劳极限值达（dá）到静载荷的70%～80%,而大多（duō）数金（jīn）属材料的疲劳极限只有其静强（qiáng）度的40%～50%。因而,通常可以（yǐ）用（yòng）静力覆盖疲劳处（chù）理大多数的疲劳问题。
从力学角度看,纤维复（fù）合材料（liào）内部存在着的（de）大量界面和复合（hé）材（cái）料中纤（xiān）维承（chéng）载（zǎi）的特点使材料成（chéng）为典（diǎn）型的超静定体系;使用过程中（zhōng）,复合材料构件即使过载而造成少量纤维断裂（liè）,其载荷也会迅速重（chóng）新分布到未（wèi）破坏（huài）的（de）纤维上（shàng）,从而在短（duǎn）期内（nèi）不会使整个构件丧失承载能力,显示出结构（gòu）良（liáng）好的破损安（ān）全性。
4、易于大（dà）面积整体成（chéng）形。
树脂基（jī）复合（hé）材（cái）料在成形过程中,由于高分子化学反应相当复杂（zá）,进行理论分（fèn）析（xī）与机理预（yù）测常常会有许（xǔ）多困难。但是对于批量（liàng）生产而言,当工艺规范确定后,复（fù）合材料构件（jiàn）的（de）制作较为简单。许多（duō）方（fāng）法可被用于复合材料构件的成形,如采用（yòng）拉拔、注射（shè）、缠绕、铺放技术（shù）,其中包括整体共固化（huà）成（chéng）形和（hé）RTM(Resin Transfer Molding)成形,此类成形技术大大减少了零件和紧固件的数量（liàng）,简化了以往金属钣金（jīn）件冗长（zhǎng）的生（shēng）产工（gōng）序（xù）,缩短了生产周期,并（bìng）容易实现（xiàn）成形（xíng）自动化。复合材料制（zhì）件尺寸不受冶金轧板设备、加工和成形设备尺寸的限制。
先进复（fù）合（hé）材料（liào）的研发（fā）热点
1、原材料技术是（shì）先进（jìn）复合材（cái）料研发的基础与前（qián）提
基体和增强体等原材料是（shì）发（fā）展先进复合材料的基础和前（qián）提,而增强纤维技术尤为重要。碳纤维是20世纪60年代（dài）迅（xùn）速发（fā）展起（qǐ）来的高新材料,主要包括以美国为代表（biǎo）的大丝束（shù）碳（tàn）纤维和以日本为（wéi）代表的（de）小（xiǎo）丝束碳纤维两大类（lèi）。
2、低成本技术是先进（jìn）复合材料（liào）拓展（zhǎn）应用（yòng）的根本手（shǒu）段与途径
21世纪,先进（jìn）复合材料的需求（qiú）将以更快的速度增长,而其高成本已经成为制约复合（hé）材（cái）料广泛应用的重要瓶颈,低成本复合（hé）材料技术（shù）已成（chéng）为目前世（shì）界上复合（hé）材料（liào）研究（jiū）领（lǐng）域的一个核心问题（tí）。提高先进复合材料的性（xìng）能价（jià）格比,除（chú）了（le）在原（yuán）材料、装配与维护等方面（miàn）进行研究改进外,更重要的（de）是降低复合材（cái）料制造成（chéng）本。
据统计先进复合材料的制造工（gōng）艺（yì）成本占（zhàn）总成（chéng）本的75%以上,复合材料产品的（de）性能与成本之间存在明显的非（fēi）线性关系。有时90%的性能只（zhī）需（xū）60%的工艺成本,而（ér）其余10%的（de）性能却需（xū）要40%的成本。在过去的30多（duō）年中,复合材料的研究与（yǔ）开发（fā）重点放在（zài）材料性能（néng）和工艺（yì）改进上,目前的重点是先进复（fù）合（hé）材料（liào）的低成本技术（shù）,各种低成本技（jì）术的开发和（hé）应用将是复合材料发展的主流,其（qí）中的重点是低成本制备技术和制备技术的优化（huà）。
3、新型（xíng）复（fù）合材料是先进复合材料可持续（xù）发展的趋（qū）势（shì）与动力（lì）
新型航空航天器的发展不断追（zhuī）求高效能、低成本、长寿命、高可靠,对其材料与结构的（de）综合要求越来越高。
为适应（yīng）此应（yīng）用需求,一些新型复合材料应运而生,在现有（yǒu）材料（liào）性能基础上（shàng）继续挖掘（jué）先进复合材料潜力,如超轻材料与结构技（jì）术力求轻上加轻,纳米复合使其强上（shàng）加强,多功能（néng）化追（zhuī）求功上加功。
4、设计/评价（jià）一（yī）体（tǐ）化（huà）技（jì）术是先进（jìn）复合材（cái）料（liào）应用的重要（yào）支撑（chēng）与（yǔ）保障
复合（hé）材料（liào）作为多相体(夹杂、基体、界面相等)材料,其（qí）自身具有显著和丰（fēng）富的细观结（jié）构特征,因此其宏观性（xìng）能（néng）和损伤、失效（xiào）规律不仅取决于每一组分（fèn）材料的特性,同时还依（yī）赖于（yú）复合材料的细观结构特（tè）征,其中（zhōng）包括夹杂(如纤维、晶须、颗粒（lì）、裂（liè）纹、空洞等)的体积分数（shù）、形状、尺寸、分布规律（lǜ）及界面（miàn）形（xíng）式等（děng）。
复（fù）合材（cái）料（liào）还具有（yǒu）材料-结构-工艺一体化的（de）特征（zhēng）,尤其对（duì）多向编织复合材料和纤维（wéi）缠（chán）绕先进（jìn）复合材料（liào）来说（shuō）,构件的材料和结构（gòu）的设计与制造都包含组分材料（liào）-复合材料-结构三个（gè）层次上的同时性（xìng）,没有（yǒu）复合材料（liào）的成品或中间产（chǎn）品。因此,对复（fù）合材料（liào）的研（yán）究必须采用“设计（jì）/评（píng）价”一体（tǐ）化的研究思（sī）想。
ACM未来发展方向
1、提高耐热性
以发动机为例，一（yī）般来说，材（cái）料耐（nài）高温性能越好，用它做（zuò）出来的发动（dòng）机水平就越高。
据理论计（jì）算和试验发（fā）现，发（fā）动机的工作（zuò）温度每提高100℃，它的推（tuī）力就可提高15%左（zuǒ）右。可见提（tí）高发动（dòng）机材料耐高温性能的（de）重（chóng）要（yào）性，而ACM的高温性能主要由（yóu）树脂基体决（jué）定，因此耐高温树脂基（jī）体（tǐ）的研究是今后应用发展（zhǎn）的一（yī）个重要内容。
2、低成本ACM制造技术（shù）
对航天航空用高性能ACM，过去重视性能，较少考虑成本。随（suí）着冷战（zhàn）结束，各（gè）国国防开支减少，迫使制造商和使用者考虑降低成本（běn），ACM低成（chéng）本（běn）制造技术是当今世界ACM技术发展的核心问题。
它包括以下（xià）几个主（zhǔ）要方面（miàn）：降低原材料成本，尤其是高性能碳纤维成本，世（shì）界呼（hū）声很高；开发低温固化、高温使用的树脂和预浸料，节约能源；开（kāi）发长寿命的预浸料（liào）；使用混杂纤维ACM；通过工艺创新如电（diàn）子束固化工艺等降低制造（zào）成（chéng）本。
3、提高抗冲击韧性（xìng）
提高航空用结构（gòu）ACM的抗冲击韧性一直是一个（gè）重（chóng）要的研究（jiū）课题（tí）。ACM的抗冲击性能主（zhǔ）要依赖于树脂（zhī）的交（jiāo）联密（mì）度。可通过（guò）改变（biàn）树脂和固化剂结构，增加柔性链段，或利用高韧性、耐（nài）高温的橡胶或热（rè）塑性树脂增（zēng）韧，提（tí）高抗冲击（jī）性能。这样既不（bú）牺牲预浸料的工艺性和ACM的耐热性，又赋予材料（liào）类似于热塑性树（shù）脂的抗冲（chōng）击性能。
总（zǒng）之，ACM形成产业（yè）并首先应用（yòng）的（de）领域就（jiù）是航空航天工业，航空航天工（gōng）业的发展和需求一直ACM对的研究起着积极的（de）促进（jìn）作用，同时ACM的（de）飞速发展又为航空航（háng）天的新型结（jié）构设计（jì）和制造提（tí）供了更大的发（fā）展空间。
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