先进复合（hé）材料（Advanced Composites，ACM）专指可（kě）用于加工主承力结构和次承力（lì）结构、其刚度和强度性能（néng）相当于（yú）或超过铝合金的复合（hé）材料。目前主要指有较高强度和模量的硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的复合材料。
ACM在航空航天等（děng）军事上的应（yīng）用（yòng）价值特别大。比如，军用飞机和卫（wèi）星（xīng），要（yào）又轻又结实；军用舰船，要（yào）又耐高压又耐（nài）腐蚀。这些苛（kē）刻的要（yào）求，只有借助新（xīn）材（cái）料技术（shù）才能解决。ACM具有质量轻，较高的比强度、比模量、较好的（de）延展性、抗腐蚀、导热、隔热、隔音、减振（zhèn）、耐高（低）温，独（dú）特的耐烧（shāo）蚀性、透电（diàn）磁波（bō），吸波隐蔽（bì）性、材料性能的可（kě）设计性、制备（bèi）的灵活（huó）性和易加工性（xìng）等特点。
先进复合材料的主要特点
1、高的（de）比强度和（hé）比模量。
在不同飞行（háng）器上节省结构质量所具有（yǒu）的价值不尽（jìn）相同,但是为达（dá）到（dào）减重的目标,除了优化结构形式外（wài）,采用高比强度、高比模（mó）量的材料几乎是唯一（yī）的途（tú）径（jìng）。
2、各向异性和可设计（jì）性。
纤维复合材料表（biǎo）现（xiàn）出显著的（de）各向异性，即沿纤维轴（zhóu）方向（xiàng）和垂直于（yú）纤（xiān）维轴（zhóu）方向的（de）许多（duō）性质,包括（kuò）光（guāng）、电、磁（cí）、导热、比热、热（rè）胀以及力学性能,都有显著的差（chà）别（bié）。
材（cái）料的各向异性虽给材（cái）料性（xìng）能的计算带来麻烦,但也给设计带（dài）来较多的自由度。由于复合（hé）材料铺层的（de）各（gè）向异性特征，铺层取向（xiàng）又可以在很宽（kuān）的（de）范围（wéi）进（jìn）行调整,所（suǒ）以可通过改变铺层的取向与铺叠顺序来改变复合（hé）材料（liào）的（de）弹性和强（qiáng）度特性,以获得满（mǎn）足（zú）使用要求、具有最佳性能（néng）质（zhì）量比的复合材料（liào）结构。
复（fù）合材料的（de）力学性能存在着金属材（cái）料所没有的耦合效应（yīng）。例如（rú）,单向板在受到非（fēi）主轴方向拉伸时,将引起（qǐ）剪切变形,即拉剪耦合;当单向板受到非（fēi）主轴（zhóu）方向弯曲时,将引起（qǐ）扭（niǔ）转变形,即弯扭耦（ǒu）合。对复合材（cái）料耦合（hé）效应的（de）巧妙应（yīng）用可以解决（jué）前掠翼飞机机（jī）翼设（shè）计上存在的扭转变形扩散（sàn）问题,而采（cǎi）用金属（shǔ）材料,这些问题是难以解决的。
3、良好的抗（kàng）疲劳特性（xìng）。
疲（pí）劳破坏是材料在（zài）交（jiāo）变载荷（hé）下,由（yóu）于裂纹的形成（chéng）和（hé）扩展而产生的低应力（lì）破（pò）坏。在纤维复合材料中存（cún）在着难以计数的纤（xiān）维树（shù）脂界面,这（zhè）些界面能阻止（zhǐ）裂纹进（jìn）一步扩展,从而推迟疲劳破坏的发生。纤维复合材料的拉/压疲劳极限值达到静载荷的70%～80%,而大多数金属（shǔ）材料的疲劳极（jí）限只（zhī）有其静强度的40%～50%。因而,通常可以（yǐ）用静（jìng）力覆盖疲劳处理（lǐ）大多数的（de）疲劳问题。
从力学角度看（kàn）,纤维复合材（cái）料（liào）内（nèi）部存（cún）在着的大量界面（miàn）和复合材料中纤维承载（zǎi）的特点使材料成为典型的超静定体系（xì）;使用过程中,复合材（cái）料（liào）构件（jiàn）即使过载而造成少量纤维断裂,其载荷（hé）也会迅速重（chóng）新分布到未破坏的纤维上（shàng）,从而在短期内（nèi）不（bú）会使整个构（gòu）件丧失承（chéng）载能力,显示出结构良好的破损安全性。
4、易于大面积（jī）整体成形。
树脂基（jī）复合材（cái）料在成形过（guò）程中,由于（yú）高分（fèn）子化学反（fǎn）应相当复杂,进（jìn）行（háng）理论分析与机理预测（cè）常（cháng）常（cháng）会有许多困难。但是对于批量（liàng）生产而言,当工艺规范确定后（hòu）,复合（hé）材料构件（jiàn）的制（zhì）作较（jiào）为（wéi）简单。许多方法可（kě）被用于复合材料构件的（de）成形,如采用（yòng）拉拔、注射、缠绕、铺放技（jì）术,其中（zhōng）包括整体共（gòng）固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成（chéng）形,此类成形技术大大减少了零件（jiàn）和紧固件的数量,简化了以（yǐ）往金属（shǔ）钣金件冗长（zhǎng）的生产工序,缩短了生产周期,并容易实现成形自（zì）动化。复合材料制（zhì）件（jiàn）尺寸不受（shòu）冶金轧板设备、加工和（hé）成形设备尺寸的限制。
先进复合材料的（de）研发热（rè）点
1、原材料技术是（shì）先进复合材料（liào）研发的基（jī）础与（yǔ）前提
基（jī）体和（hé）增强体（tǐ）等原材（cái）料是发展先进复合材料的基础和前提,而增强纤维（wéi）技术（shù）尤为重要。碳纤维是20世（shì）纪（jì）60年（nián）代迅速发展起来（lái）的高新材料（liào）,主要（yào）包括以美国为（wéi）代表的大丝束碳纤维和（hé）以（yǐ）日本为代表（biǎo）的小丝束碳（tàn）纤维两大类。
2、低成本（běn）技术是先进复合材料拓展（zhǎn）应用的根本手段与途径
21世纪,先（xiān）进复合材料（liào）的需求（qiú）将以更快的速（sù）度增长,而其高成本已经成为制约复合（hé）材料（liào）广泛应用的（de）重（chóng）要瓶颈,低成本复合材料技术（shù）已成为目前世界上（shàng）复合材料研究领域的一（yī）个核（hé）心问题。提高先进复合材料的性能价（jià）格（gé）比（bǐ）,除了在原（yuán）材料、装配（pèi）与维（wéi）护等方（fāng）面进行研究改进外（wài）,更（gèng）重要的是降低复合材料制造（zào）成（chéng）本。
据统（tǒng）计（jì）先进复合材料的制造工艺成本占总成本的（de）75%以上,复合材料产品的性能与成本之间存（cún）在明显的（de）非线性关系。有时90%的性能只需60%的工（gōng）艺成本,而其余10%的（de）性能却需（xū）要40%的成本。在过（guò）去的30多年中,复合材料的研究与开发（fā）重点放在材料性能和工艺（yì）改进（jìn）上,目前的重点是先进（jìn）复合材料的低成本技术,各种（zhǒng）低成（chéng）本技术的开发和应用将是复合材料发展的主流,其（qí）中的重点是低（dī）成（chéng）本制备技术（shù）和制备（bèi）技术的优化。
3、新型复合材料是先进（jìn）复合材（cái）料（liào）可（kě）持续发展的趋势与动力
新型航空航天（tiān）器的发展不断追求高（gāo）效能、低成本、长寿命、高可靠（kào）,对其材料与结（jié）构的综合（hé）要（yào）求越来越（yuè）高。
为适应此应用需求,一些新型复合材料应运（yùn）而（ér）生,在（zài）现有材（cái）料性能基础上（shàng）继续挖掘先进（jìn）复合材（cái）料潜力,如（rú）超轻材料与（yǔ）结（jié）构技术（shù）力求轻上加轻,纳米复合使其强上加强,多功能（néng）化（huà）追求（qiú）功上（shàng）加（jiā）功。
4、设计/评价一体化技术是（shì）先进（jìn）复（fù）合材料应（yīng）用的重要支撑与保障
复合材料作为多相体(夹杂、基体、界面相（xiàng）等)材（cái）料,其自身（shēn）具有显著和丰富的细观结构特征,因（yīn）此其（qí）宏观性能和（hé）损伤、失效规律不仅取决于每一组分材料的特性（xìng）,同时还依赖于复（fù）合材料（liào）的（de）细观（guān）结构特征,其中包括夹杂(如纤维、晶须（xū）、颗粒、裂纹、空洞等)的（de）体积分数（shù）、形状、尺寸（cùn）、分布规律及界面（miàn）形式等（děng）。
复合材料还具有材料（liào）-结构-工艺一体化的特征,尤其对多向编织复（fù）合材（cái）料和纤维缠绕先进复合（hé）材料来说,构件的材料和结构的设计与（yǔ）制造（zào）都包（bāo）含组分材料（liào）-复合材料-结构（gòu）三个层次上的同时性,没（méi）有（yǒu）复合材料的（de）成品或中间产品。因此,对复合材料的研究必须采用（yòng）“设计/评价”一体化（huà）的研究思想。
ACM未来发展方向
1、提高耐热性（xìng）
以发动机为例，一般（bān）来说（shuō），材料（liào）耐高温性能越好，用它做出（chū）来的发动（dòng）机水平就（jiù）越高。
据（jù）理论计（jì）算和试验发现，发动机的（de）工作温度每提（tí）高100℃，它（tā）的推力就（jiù）可提高15%左右（yòu）。可（kě）见提高发（fā）动机材料耐高温性能的重要性（xìng），而（ér）ACM的高温性能主要由树脂基体（tǐ）决定（dìng），因此耐高温树（shù）脂基体的研究是今后应用发（fā）展的一个重要内容。
2、低成本ACM制造技术
对航天航（háng）空用（yòng）高（gāo）性能ACM，过去（qù）重视性能（néng），较少考虑成本。随着冷战结束，各国国（guó）防开支减少，迫使制造商和使用（yòng）者考虑降低成（chéng）本，ACM低成本制造技术是当今世界ACM技（jì）术（shù）发（fā）展的（de）核心问题。
它包括以下几个（gè）主（zhǔ）要方（fāng）面：降（jiàng）低（dī）原材料成本（běn），尤（yóu）其是（shì）高性能碳纤维成本，世界呼声很高；开发低温固（gù）化、高温（wēn）使用的树脂和预浸料，节约能源；开（kāi）发长寿（shòu）命的预浸料；使用混杂（zá）纤维ACM；通过工（gōng）艺（yì）创（chuàng）新如电（diàn）子束固（gù）化（huà）工艺等降低制造成本。
3、提高抗冲击韧（rèn）性
提高航空用结（jié）构ACM的抗（kàng）冲击（jī）韧性一直是一（yī）个重要的（de）研（yán）究课（kè）题（tí）。ACM的抗冲击性能主要依赖于树脂（zhī）的交联（lián）密度。可通过（guò）改变树脂和固化（huà）剂结构，增加（jiā）柔（róu）性（xìng）链段，或利用高（gāo）韧性（xìng）、耐高温的橡胶（jiāo）或热（rè）塑性树（shù）脂增韧，提高抗冲击性能。这样既不牺牲预浸料的工艺性和ACM的耐热（rè）性，又赋（fù）予材（cái）料类似于热塑性树脂的（de）抗冲击性（xìng）能。
总之，ACM形成产业（yè）并首先（xiān）应用的（de）领域就是航空航天工业，航空航天（tiān）工业的发（fā）展和需求一直ACM对（duì）的研（yán）究起着积极的促进作（zuò）用，同（tóng）时ACM的飞速（sù）发展又为航空航天的新型结构设计（jì）和制造提供（gòng）了更大的发（fā）展空间（jiān）。
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