先进复合材（cái）料（Advanced Composites，ACM）专指可用于加工（gōng）主（zhǔ）承力结构和（hé）次承力（lì）结构、其刚度和强度性能相当于或（huò）超过铝合金的复合材料。目前主要指有较高强度和模量的（de）硼（péng）纤维、碳（tàn）纤（xiān）维、芳纶等增强的复合材料。
ACM在航空航天等军事上的（de）应（yīng）用价值（zhí）特别（bié）大。比如，军用飞机和卫星，要又（yòu）轻（qīng）又结实；军用舰船，要又耐高压又耐腐（fǔ）蚀。这些苛刻的要求，只有（yǒu）借助新材料技术才能解决。ACM具有质（zhì）量轻，较高的比强度、比（bǐ）模量、较好的延展性、抗腐蚀、导热、隔（gé）热、隔音、减（jiǎn）振（zhèn）、耐高（低（dī））温，独特的耐（nài）烧蚀性、透电磁波，吸波隐蔽性、材料性能的可设（shè）计（jì）性、制备（bèi）的灵活性和（hé）易加工（gōng）性等（děng）特点。
先进复（fù）合（hé）材料的主要特点
1、高（gāo）的比强度和比模量。
在不同飞行器上节省结构质量所具有的价值不尽相同,但是为达到（dào）减重的目标,除（chú）了优（yōu）化结构形式外,采用高比强度、高比模量（liàng）的材料几乎是唯一的途径。
2、各向（xiàng）异性和（hé）可（kě）设计性（xìng）。
纤（xiān）维复合材（cái）料表现出显著的各（gè）向异性，即沿纤维（wéi）轴方向和（hé）垂直于（yú）纤维轴方（fāng）向的（de）许多性质,包括光、电、磁、导热（rè）、比热、热胀以及（jí）力学（xué）性能（néng）,都有（yǒu）显著的差别（bié）。
材料的各向异性虽给材（cái）料性能（néng）的计（jì）算带（dài）来（lái）麻烦（fán）,但也给设计带来较（jiào）多的自（zì）由度（dù）。由于复合材（cái）料铺层的各向异性特（tè）征，铺层取向（xiàng）又（yòu）可以在（zài）很宽的范围进（jìn）行调（diào）整,所以可通（tōng）过改变铺层（céng）的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（dé）满（mǎn）足使用要（yào）求、具（jù）有（yǒu）最佳性能（néng）质量比的复（fù）合材料结构。
复合材料的力学性能（néng）存在着（zhe）金属材料所没有（yǒu）的耦合效（xiào）应。例如,单（dān）向板（bǎn）在受到非主（zhǔ）轴方（fāng）向（xiàng）拉伸时,将引起剪切变形（xíng）,即拉剪耦合;当单向（xiàng）板受到（dào）非主轴方向（xiàng）弯曲时,将引起（qǐ）扭转变形,即弯扭耦（ǒu）合。对（duì）复合材料耦合效应（yīng）的巧妙应用（yòng）可（kě）以解决前（qián）掠翼（yì）飞机机翼设计上存在的扭转变（biàn）形扩（kuò）散问题,而采用金属材料,这些问题是难以解（jiě）决的（de）。
3、良好的（de）抗疲（pí）劳特性。
疲劳破坏是材料在交变载荷（hé）下（xià）,由于裂纹的形成和扩展（zhǎn）而产（chǎn）生的低应力破（pò）坏。在纤（xiān）维复合（hé）材料中存（cún）在（zài）着难以计数（shù）的（de）纤维树（shù）脂界面,这些界面能阻止裂纹进（jìn）一步扩展（zhǎn）,从而推迟疲（pí）劳破坏的发生。纤维（wéi）复合材（cái）料（liào）的拉/压疲劳极限值达到静载荷的70%～80%,而大多（duō）数金属材料的疲劳极限只有其静强度的40%～50%。因而,通常可以用（yòng）静（jìng）力覆盖（gài）疲劳处理大多数的疲劳问题。
从力学（xué）角度（dù）看,纤维复合（hé）材料（liào）内部（bù）存在着的（de）大（dà）量界面（miàn）和复合材料中纤维承载的特点使材料成为典（diǎn）型的超静定体系;使用过程中,复合材料构件即使过载而造成少量纤维断裂（liè）,其载荷也（yě）会迅速（sù）重新分布到未破（pò）坏（huài）的（de）纤维上,从而在（zài）短期内不（bú）会使整个构件丧（sàng）失承载（zǎi）能力,显示出结（jié）构良好的（de）破损（sǔn）安（ān）全性（xìng）。
4、易于大面积整体成形。
树脂（zhī）基复合材料在成形过程中,由于高分子化学反应相当复杂,进行理论（lùn）分析（xī）与机理预测常（cháng）常会有（yǒu）许多困难。但是对于批量生（shēng）产而言,当工（gōng）艺规范确定后,复合材料构件（jiàn）的制（zhì）作（zuò）较为简单。许（xǔ）多方法可被（bèi）用于复合材料构件的成（chéng）形,如采用拉（lā）拔（bá）、注射、缠绕（rào）、铺（pù）放技（jì）术,其中包括整体（tǐ）共固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成形,此类（lèi）成（chéng）形技术大大（dà）减少了零件和（hé）紧固件的数量（liàng）,简（jiǎn）化了（le）以往金属钣金件冗长的生（shēng）产工序（xù）,缩短了（le）生产（chǎn）周期,并容易实现成（chéng）形自动化。复合材料制件尺寸不受冶金轧（zhá）板（bǎn）设备、加（jiā）工和（hé）成形（xíng）设（shè）备尺寸的限制。
先（xiān）进复合材料的研发热点
1、原材料技（jì）术是先（xiān）进复合（hé）材（cái）料研（yán）发的基础与（yǔ）前提
基体和增强体等原材料是发展先进复合材料的基础和前（qián）提,而增强（qiáng）纤（xiān）维技术尤为重（chóng）要。碳纤维（wéi）是20世纪60年（nián）代迅速发展起来的高新材料,主要包括以（yǐ）美国为代表的大丝（sī）束碳纤维和以日本（běn）为代表的（de）小丝束碳纤维（wéi）两大（dà）类（lèi）。
2、低成本技术是先进复合材（cái）料拓（tuò）展应（yīng）用的根本手段（duàn）与途径
21世纪,先进复合材料（liào）的（de）需求（qiú）将（jiāng）以（yǐ）更快的速度增长,而（ér）其高（gāo）成本已经成为制约复（fù）合材料广泛应用的重要（yào）瓶颈,低成本复合材（cái）料技（jì）术已成为目前世界上复（fù）合材料研究（jiū）领域的一个核心问题。提高先进（jìn）复合材料的性能价格比,除（chú）了在（zài）原材料（liào）、装配与维护等方面进行研究改进外,更重要的是降低复合（hé）材料制造（zào）成本（běn）。
据统计先进复合材料的制造（zào）工艺成本占总（zǒng）成本的75%以上,复合材料产品的性能与成本之间存在明显的非（fēi）线性（xìng）关系。有时90%的性能只需（xū）60%的工艺（yì）成本,而其余10%的性（xìng）能却需（xū）要40%的成本。在过去的30多年（nián）中,复合材料（liào）的研（yán）究（jiū）与开（kāi）发重点放（fàng）在材料性能和工艺改进（jìn）上,目前的重点（diǎn）是（shì）先进复合材料的（de）低成本技术,各种低成本技术的开发和应用将（jiāng）是复合材料发展的（de）主流（liú）,其中的重点是低（dī）成本制备技术和（hé）制备技（jì）术的（de）优化。
3、新型（xíng）复合材（cái）料是先进复合材（cái）料（liào）可持续（xù）发展的趋势与动力
新（xīn）型航空航天器（qì）的发展不断追求高（gāo）效能、低成本、长寿命、高可靠,对其材料与结构的综合要求越来越高。
为适应（yīng）此（cǐ）应用（yòng）需（xū）求,一些新型复合材（cái）料应运而生,在现（xiàn）有材料性能基（jī）础上继续挖掘先进复（fù）合材料潜力（lì）,如（rú）超轻材料与结构技术（shù）力求轻上加（jiā）轻,纳米复合使其强上加强,多功（gōng）能化追求功上加功。
4、设计（jì）/评（píng）价一（yī）体（tǐ）化技（jì）术（shù）是先进复（fù）合材料（liào）应（yīng）用（yòng）的重要支撑与保障
复合材料作为多（duō）相体(夹杂、基体、界面相等)材（cái）料,其自身（shēn）具有（yǒu）显著和丰富的细观结构特征,因此（cǐ）其宏（hóng）观性能和损伤（shāng）、失效规律不仅取（qǔ）决于每一组（zǔ）分材料的（de）特性,同时还（hái）依赖于复合材（cái）料的（de）细观结构特征,其中包括夹杂(如纤维、晶须、颗粒、裂纹、空洞等)的体积分数、形状、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（yì）一体化的特征,尤其对多向编织复合材料和纤维缠绕（rào）先进复合材料（liào）来说,构件（jiàn）的材（cái）料和（hé）结构的设计与制造（zào）都包含组分材料-复合材料-结构三个层次上的同时性,没有复合材料的成品或中（zhōng）间产（chǎn）品。因此（cǐ）,对复合材料的（de）研究（jiū）必（bì）须采用“设（shè）计（jì）/评价”一体化（huà）的（de）研究思想。
ACM未来发展方向
1、提高耐热性
以发动机为例，一般来说，材料耐高温性能越好（hǎo），用它做出来的发动机（jī）水平就越高。
据理论计算（suàn）和试验发现，发（fā）动机的（de）工作温度每提高（gāo）100℃，它（tā）的（de）推力（lì）就（jiù）可提高15%左右。可见（jiàn）提（tí）高发动机材料耐高（gāo）温性能的重要性（xìng），而ACM的高温性能（néng）主要由树脂基体决定，因此耐高温树脂（zhī）基体的研（yán）究（jiū）是今后（hòu）应用（yòng）发（fā）展的一个重要（yào）内容。
2、低成本（běn）ACM制造技术
对航天航空用（yòng）高性能ACM，过去（qù）重视（shì）性能，较少考（kǎo）虑成本。随（suí）着冷战结束，各国（guó）国防开支减少，迫使（shǐ）制造商和使（shǐ）用者考虑降低成（chéng）本，ACM低成本制造（zào）技术（shù）是当（dāng）今世界ACM技术发展的核（hé）心问题。
它包括以下（xià）几个主（zhǔ）要方面：降低原材料成本，尤其是（shì）高性能（néng）碳（tàn）纤维成本，世界（jiè）呼声很（hěn）高；开发低（dī）温固化、高温使（shǐ）用的树脂和预（yù）浸料，节约能源（yuán）；开发长（zhǎng）寿命的预浸料；使用混杂纤维ACM；通过工艺创（chuàng）新（xīn）如电子束固化工艺等降低制（zhì）造成本。
3、提高抗冲击韧性
提高航空用结构ACM的抗冲击（jī）韧性一直（zhí）是一个重（chóng）要的研究课题。ACM的（de）抗冲击性能主（zhǔ）要（yào）依（yī）赖于树脂的交联密（mì）度。可通过改变（biàn）树脂和固化剂结构，增加柔性（xìng）链段（duàn），或利用高韧性、耐高温的橡胶或热塑性树（shù）脂增韧（rèn），提高抗冲击性能（néng）。这样既不牺牲预浸料的工（gōng）艺性和ACM的耐热性，又赋予（yǔ）材料类（lèi）似于热塑（sù）性树（shù）脂的（de）抗冲击性能（néng）。
总之，ACM形成产业并首先应用的领域（yù）就是航空（kōng）航天工业，航空航天工（gōng）业（yè）的发展（zhǎn）和（hé）需求一（yī）直ACM对的研究起（qǐ）着（zhe）积（jī）极的促进作用，同时ACM的飞速发展又为航空航天的（de）新型结构设计和制造提供了更大的发展空间。
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