复合材料是由两种或两种以上的物理和化学质不同的物质人工制成的多相组成固体材 料，是由增强相和基体相复合而成的，并形成界面相。增强相主要是承载相，基体相主要是连 接相，界面相的主要作用是传递载荷，三者的不同组分和不同复合工艺使复合材料具有不同的 性能。
复合材料的种类很多，按其结构和功能，可把复合材料分为结构复合材料和功能复合材 料。前者的研究和应用较多，发展很快。主要有两种：一是以聚合物为基体，其中以树脂（环氧 树脂、酚醛树脂）为基体的居多；另一种是以金属或合金（铝及合金、高温合金、钛合金及镍基合 金）或陶瓷为基体。后者近些年发展也较快。按其增强相的性质和形态，可把复合材料分为层 叠结构复合材料、连续纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料、短纤维增强复合材料等（如 图10. 1所示）。
(a)层叠复合材料 （b)连续纤维复合材料 （c)颗粒复合材料 （d)短纤维复合材料
图10. 1复合材料结构示意图
纤维增强复合材料是靠增强纤维增强的。增强纤维的种类有：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤 维、硼纤维、陶瓷纤维、难溶金属丝和单晶晶须等。玻璃纤维可用熔体抽丝法制取,碳和石墨纤 维可用热分解法制取，硼纤维可用气相沉积法制取，金属丝可用拔丝法制取。在聚合物基纤维 增强复合材料（Fiber Reinforced Plastics，简称FRP)中，玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Plastics，简称GFRP)的某些性能与钢相似，能代替钢使用。碳纤维增强复合材料 (Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP)是20世纪60年代迅速发展起来的无机 材料。
金属基颗粒增强复合材料是以金属或合金为基体，以金属、非金属或陶瓷颗粒为增强相的 非均质混合物。其显著特点是具有连续的金属基体，因而具有高比强度、髙比模量、高耐磨、髙 耐蚀性及耐高温等优良性能，在航空航天和汽车制造等领域中具有广阔的应用前景。金属基 颗粒增强复合材料按金属基体的不同可分为黑色金属基和有色金属基颗粒增强复合材料两 大类。
(6)硬脆性材料
硬脆性材料具有高强度、高硬度、高脆性、耐磨损和腐蚀、隔热、低密度和膨胀系数及化学 稳定性好等特点，是一般金属材料无法比拟的。硬脆性材料由于这些独特性能而广泛应用于 光学、计算机、汽车、航空航天、化工、纺织、冶金、矿山、机械、能源和军事等领域。硬脆性材料 根据来源可分为自然和人工硬脆性材料；根据是否为金属可分为金属硬脆性材料和非金属硬 脆性材料;根据能否导电可分为导电和非导电硬脆性材料;根据材料微观结构可分为晶体和非 晶体硬脆性材料。陶瓷和石材是其代表性材料。陶瓷是以粘土、长石和石英等天然原料，经粉 碎一成形一烧结而成的烧结体，其主要成分是硅酸盐。石材包括天然大理石、花岗石及人工合 成的大理石、水磨石等。随着科学技术的不断发展，硬脆性材料如各种光学玻璃、单晶硅、微晶 玻璃及陶瓷等在航空航天及军用设备中应用的越来越广泛，而且对零件表面质量要求极高。 然而，硬脆性材料具有低塑性、易脆性破坏、微裂纹以及引起工件表面层组织易破坏等缺点，使 得硬脆性材料的加工十分困难。
难加工材料的应用
随着航空航天工业、核工业、兵器工业、化学工业、电子工业及现代机械工业的发展，对产 品零部件材料的性能提出了各种各样的新的和特殊的要求。有的要在高温、高压力状态下工 作，有的要耐腐蚀、耐磨损，有的要能绝缘，有的则需有高导电率。因此，难加工材料在这些工 业中具有广泛的应用，如：
①钛合金具有密度小、强度高、能耐各种酸、碱、海水、大气等介质的腐蚀等一系列优良的 力学、物理性能，因此在航空、航天、核能、船舶、化工、冶金、医疗器械等工业中得到了越来越广 泛的应用。
②高温合金是航空、航天、造船工业的重要结构材料。例如发动机的关键部位——叶片， 其工作温度高，且需要承受很大的气动力和离心力，叶身还要承受强的拉应力，同时还要承受 高温氧化、燃气的热腐蚀及热冲击等。
③不锈钢广泛应用于航空、航天、化工、石油、建筑及食品等工业部门。如应用于气轮机 叶片及高应力部件、汽车排气处理装置、锅炉燃烧室、喷嘴、气轮机部件等。
④高强度钢用于机器中的关键承载零件，如高负荷砂轮轴、髙压鼓风机叶片、重要齿轮与 螺栓、发动机曲轴、连杆和花键轴等，火炮的炮管和某些炮弹的弹体也用它们制造。超高强度 钢用于飞机大梁、飞机发动机曲轴和起落架等。某些火箭的壳体、火炮炮管和破甲弹弹体等也 用超高强度钢制造。
⑤复合材料不仅应用在导弹、火箭、人造卫星等尖端工业中，在航空、汽车、造船、建筑、机 械、医疗和体育等各个部门都得到应用。GFRP由于质量轻，比强度和比刚度高，现在已成为 一种重要的工程结构材料。CFRP可用来作宇宙飞行器的外层材料、人造卫星和火箭的机架、 壳体及天线构架,还可作齿轮、轴承等承载耐磨零件。
⑥陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐髙温、耐腐蚀、低密度及低的线膨胀系数、低导 热系数等优越性能，因而已逐渐应用于化工、冶金、机械、电子、能源及尖端科学技术领域。如： 陶瓷已能用来制造轴承、密封环、活塞、凸轮、缸套、缸盖、燃气轮机燃烧器、涡轮叶片、减速齿轮 等。天然大理石、花岗岩具有美丽花纹和图案，故被广泛用于高级建筑装饰。大理石、花岗岩 具有良好的电热绝缘性能和很微小的热膨胀系数，近年来在机械制造上也有应用，如仪器的平 台、底座、盖板及超精密机床的床身、导轨等。