先进复（fù）合材料（Advanced Composites，ACM）专指可用（yòng）于加工主承力（lì）结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材（cái）料。目前主要指有较（jiào）高强度和模量的硼纤维、碳纤（xiān）维、芳纶（lún）等增强的复（fù）合材（cái）料。
ACM在航（háng）空航天等军事上的应（yīng）用价值特别大。比如，军用飞机和卫星，要又轻又结实（shí）；军用舰船，要又（yòu）耐高压又耐腐蚀。这些（xiē）苛（kē）刻的要求（qiú），只有借（jiè）助新材料技术才能解决（jué）。ACM具有质量轻，较高的（de）比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、导热、隔（gé）热、隔音、减振、耐高（gāo）（低）温（wēn），独特的耐烧蚀（shí）性、透电磁波（bō），吸波隐蔽性、材（cái）料（liào）性能的可设计性、制备的灵活性和易加工性等特点。
先进复（fù）合材料（liào）的主（zhǔ）要特（tè）点
1、高的比强度和比模量。
在不同飞行器上节省结构质量（liàng）所具有（yǒu）的价值不尽相同（tóng）,但（dàn）是为达到（dào）减重的目标,除了优（yōu）化结构形式（shì）外,采用高比强度（dù）、高比（bǐ）模量的材料几（jǐ）乎是唯一的（de）途径。
2、各向异性和可设计（jì）性。
纤（xiān）维（wéi）复合材料（liào）表现出显著的（de）各向（xiàng）异性，即（jí）沿纤维（wéi）轴方向和垂直于纤维轴方向的许多性质,包括光（guāng）、电、磁、导（dǎo）热、比热、热胀以（yǐ）及力（lì）学性能,都（dōu）有显著的差别。
材料的各向异性虽给材料性能的（de）计算带来麻烦,但（dàn）也（yě）给设计带（dài）来较多（duō）的自由度。由于（yú）复合（hé）材（cái）料铺（pù）层（céng）的各（gè）向（xiàng）异性特征，铺层取向又（yòu）可以在很宽的范围进行调整,所以可通（tōng）过改变铺层（céng）的取向与铺（pù）叠（dié）顺序来改变复（fù）合材料（liào）的弹性和强度特性,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合材料结（jié）构。
复合材料的力学性（xìng）能存在着金属材料所没有的耦合（hé）效应（yīng）。例如,单（dān）向板（bǎn）在受到非主轴方向（xiàng）拉伸时,将（jiāng）引起剪（jiǎn）切变形（xíng）,即拉剪耦合;当单向（xiàng）板受到非（fēi）主轴方（fāng）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巧妙应用可（kě）以（yǐ）解决（jué）前（qián）掠翼飞机机翼设计上存在的扭转（zhuǎn）变（biàn）形（xíng）扩散问题,而采用金属材（cái）料,这些问题是难以（yǐ）解决的。
3、良好的（de）抗疲（pí）劳特（tè）性（xìng）。
疲劳破坏是材料（liào）在交变载（zǎi）荷下,由于（yú）裂（liè）纹的形成和（hé）扩展而产生的低应力破坏（huài）。在纤维复合材料中存在着难以计数的（de）纤维树脂界面,这些界面能阻止裂纹进一步扩展,从而推迟（chí）疲劳（láo）破坏（huài）的发生（shēng）。纤（xiān）维复合材料的拉/压疲劳极限值达（dá）到静（jìng）载荷的70%～80%,而（ér）大（dà）多数（shù）金属材料的疲劳极限只有其静强度的40%～50%。因（yīn）而,通常可以用静力覆盖疲劳处理大多（duō）数的疲劳问题。
从力（lì）学角（jiǎo）度看,纤维（wéi）复合材料内部存在着（zhe）的大量（liàng）界面和（hé）复合材料中纤（xiān）维（wéi）承载的特点（diǎn）使（shǐ）材料成为典型的超静定体（tǐ）系;使用过程中,复合（hé）材（cái）料构件（jiàn）即使（shǐ）过载而造成（chéng）少量纤维断裂,其载荷也（yě）会迅速重新分布到未破（pò）坏的纤维上（shàng）,从而在短期内（nèi）不会使整（zhěng）个构件丧失承载能力,显示出结构良好的破（pò）损安全性。
4、易于大面积整体成形。
树脂基（jī）复合材料在成形过程中,由于高分子化（huà）学反应相当（dāng）复（fù）杂（zá）,进行理（lǐ）论分析与机理预测常常会（huì）有许多困难。但是对（duì）于批量生产（chǎn）而（ér）言,当工艺规范确定后,复合材（cái）料（liào）构件的制作较为简单。许多方法可被（bèi）用于复合材料构件的（de）成形,如采（cǎi）用拉拔、注射、缠绕、铺放（fàng）技（jì）术,其中包括整体共固化成（chéng）形和RTM(Resin Transfer Molding)成形,此类成形技术大大减少了零件和紧固件（jiàn）的数量（liàng）,简化了以往金属钣金件冗长的（de）生产（chǎn）工序,缩短了生产周期,并容易实现（xiàn）成形自动（dòng）化。复合材（cái）料制件尺寸不（bú）受冶金（jīn）轧板设备（bèi）、加（jiā）工和（hé）成形（xíng）设备尺寸（cùn）的限（xiàn）制（zhì）。
先进复合材（cái）料的研发（fā）热（rè）点
1、原材料技术是先进复合（hé）材料研发（fā）的基础与前提
基体（tǐ）和增（zēng）强体等原材料是发展（zhǎn）先（xiān）进复合（hé）材料的基础和前提,而增强纤（xiān）维技术尤为重要。碳纤维是20世纪60年代迅（xùn）速发展起来的高（gāo）新材料（liào）,主要包括以美国为代表的（de）大丝束碳纤维和以日本（běn）为（wéi）代表的小（xiǎo）丝（sī）束碳纤维两大（dà）类。
2、低成本技术是先（xiān）进复（fù）合（hé）材料（liào）拓展应（yīng）用的根本手段与途（tú）径
21世纪,先进复合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应用的重要瓶颈（jǐng）,低（dī）成本复合材料技术（shù）已成为目前世界上复合材料研（yán）究（jiū）领域（yù）的一（yī）个（gè）核心问题。提高（gāo）先进复合（hé）材料的性（xìng）能价格比,除了在（zài）原（yuán）材料、装配与维护（hù）等方面进行研究改进外,更重（chóng）要（yào）的是降（jiàng）低复合材料制造成本。
据统计先（xiān）进复合材料（liào）的制（zhì）造工艺成本（běn）占总成本的75%以上,复合材（cái）料产品的性（xìng）能与成本（běn）之间存在明显的非线性关系。有时（shí）90%的性能只需60%的（de）工艺（yì）成（chéng）本,而其（qí）余10%的（de）性能却需（xū）要（yào）40%的成本（běn）。在过去的30多年中,复合材料的研究与开发重点放在材料性能和工艺改进上,目前的（de）重点是先进（jìn）复合材料的低成本技术,各种低成本技术的开发和应用将是复合材料发展的（de）主流,其（qí）中的重点（diǎn）是低成（chéng）本制（zhì）备技术和（hé）制备技术（shù）的优化。
3、新型复合材料是先（xiān）进复合材料可持续发展（zhǎn）的趋势与动力
新型航空航天器的发展不（bú）断追求高效能、低成本、长寿命、高可靠,对其材料与结构的综合要（yào）求越（yuè）来越高。
为适应此应（yīng）用需求,一些（xiē）新型复合材料应运而生,在现（xiàn）有（yǒu）材（cái）料性能（néng）基础上继续挖掘（jué）先进复合材料潜力,如超轻材料与结构技术力求轻上加轻（qīng）,纳米复合使其强上加强,多功能（néng）化（huà）追求功上加功。
4、设计/评价一（yī）体化技术是先进复（fù）合材料应用的（de）重要支撑与保障
复合材料作为多（duō）相体(夹杂、基（jī）体、界面相等)材料,其自身具有显著和丰富（fù）的细观结构特征,因此其（qí）宏观性能和损伤、失效规律不仅取决于每一组分材料（liào）的特性,同时还依赖于复合材料的细（xì）观结构特征,其中包括夹杂(如纤维、晶须、颗粒（lì）、裂纹（wén）、空洞等)的（de）体积分数、形状、尺寸（cùn）、分布规律及界面形式（shì）等。
复合材料还具有材料-结构（gòu）-工艺一体化的特征,尤其对多向编（biān）织复合材料（liào）和纤（xiān）维缠绕先进复（fù）合材（cái）料来（lái）说（shuō）,构件的材料和结构的设计与（yǔ）制（zhì）造（zào）都包含组分材料-复合材料-结构三个层次上的同时性,没有复合材料（liào）的成品或中间产品（pǐn）。因此,对复合材料的研究必须采用“设计（jì）/评价”一体化的研究思（sī）想。
ACM未（wèi）来发展方向
1、提高耐热性（xìng）
以发动（dòng）机为例，一般来说，材料耐（nài）高温性能越好，用它做出来（lái）的（de）发动机水平就越高（gāo）。
据理论计算和（hé）试验发现（xiàn），发动（dòng）机的（de）工作温度每提高100℃，它的推力就可提（tí）高15%左右（yòu）。可（kě）见提高（gāo）发动机材料（liào）耐（nài）高（gāo）温性（xìng）能的重要性，而（ér）ACM的高温性能主（zhǔ）要由树脂基体决定，因此（cǐ）耐（nài）高温（wēn）树脂基体的研究（jiū）是今后（hòu）应用发（fā）展（zhǎn）的一个重要内容（róng）。
2、低成本（běn）ACM制造技术
对航天（tiān）航空用高性能ACM，过去（qù）重视性能，较少考虑成（chéng）本（běn）。随（suí）着冷战结（jié）束，各国国防（fáng）开支减少，迫（pò）使制（zhì）造商和使（shǐ）用者考虑（lǜ）降低成本，ACM低成（chéng）本制造技（jì）术是（shì）当今世界ACM技（jì）术发展的核（hé）心问题（tí）。
它包括以下（xià）几个主要方面：降低（dī）原材料成本，尤其是高性能碳纤（xiān）维成本，世界呼声很高；开（kāi）发低温（wēn）固化、高温使用的树脂和预浸料，节约能源；开发长寿命的预浸料；使用混杂纤维ACM；通过工艺创新如电（diàn）子（zǐ）束固化工艺等降低制造成本。
3、提高抗冲击韧性
提高航空用结构ACM的抗冲击韧性一直（zhí）是一个重要的（de）研究课题。ACM的抗冲击性能主要依赖于树脂的交联密度。可通过改变树脂和固化剂（jì）结构，增加柔（róu）性链（liàn）段，或利用高韧性、耐高温的橡（xiàng）胶或热塑性（xìng）树脂增（zēng）韧，提高抗冲（chōng）击性能。这样既不牺牲预浸料的工艺性和ACM的（de）耐热（rè）性，又（yòu）赋予（yǔ）材料（liào）类似于热塑性（xìng）树脂的抗冲击性能。
总（zǒng）之，ACM形成产（chǎn）业并首先应用的（de）领域就是航空航天工业，航（háng）空航天工业的发展和需求一直ACM对的（de）研究起着积极的促进（jìn）作（zuò）用（yòng），同时ACM的飞速发展（zhǎn）又为航空航天的新型结构设计和制造提供了更大的发展空间。
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