先进复合材料（Advanced Composites，ACM）专指可用于加工（gōng）主承力结构和次承（chéng）力结构、其刚度和强度性能（néng）相当于或（huò）超（chāo）过铝合（hé）金的复合材料。目（mù）前（qián）主要（yào）指有较高强度和模（mó）量的硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的（de）复合（hé）材料。
ACM在（zài）航空航天等军事（shì）上的（de）应用（yòng）价值特别大。比如，军用飞机（jī）和卫星，要又（yòu）轻又结实；军用舰船，要又（yòu）耐高压又耐腐蚀。这些（xiē）苛刻的要求（qiú），只有借助新材料技术才能解决。ACM具有质量轻，较高的比（bǐ）强度、比（bǐ）模量、较好的延展性、抗腐蚀、导热、隔热、隔音、减振、耐高（低）温，独特的耐烧蚀性、透（tòu）电磁波，吸波（bō）隐蔽性（xìng）、材料性能的可（kě）设计性（xìng）、制备的灵活（huó）性和易（yì）加工性等特点（diǎn）。
先进（jìn）复（fù）合材（cái）料（liào）的主（zhǔ）要特点
1、高的比强（qiáng）度和比模量（liàng）。
在不同飞（fēi）行器上节省结构质量（liàng）所具有（yǒu）的价值不尽相（xiàng）同,但是为达到减（jiǎn）重的目标,除了优化结构形式外,采用高比强度、高比模量的（de）材料几乎是（shì）唯一的途（tú）径（jìng）。
2、各向异性和可设（shè）计性（xìng）。
纤维复（fù）合材料表现（xiàn）出显（xiǎn）著的各向异性，即沿纤维轴方（fāng）向和垂（chuí）直于纤（xiān）维轴（zhóu）方向的许（xǔ）多性质,包括光（guāng）、电、磁、导热、比热、热（rè）胀以及力学（xué）性能,都（dōu）有显著（zhe）的差别。
材料（liào）的（de）各向异性虽（suī）给材料性能的计（jì）算带来麻（má）烦（fán）,但也给设计（jì）带来较多（duō）的（de）自由度。由于复合材料铺层（céng）的各向异性特征，铺层（céng）取向又可以在很宽的范围进行调（diào）整,所以可通（tōng）过改变铺层的取向与铺叠顺序（xù）来改变（biàn）复合材（cái）料的弹性和强度特（tè）性（xìng）,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比（bǐ）的复合材料（liào）结构。
复合材料（liào）的（de）力学（xué）性能存在着金属材料所（suǒ）没（méi）有的耦合效（xiào）应（yīng）。例（lì）如,单向板在（zài）受（shòu）到非主轴方向拉伸时,将（jiāng）引起剪切变（biàn）形,即（jí）拉（lā）剪耦合（hé）;当单向板受到非主（zhǔ）轴方向弯曲时,将引起扭（niǔ）转变（biàn）形,即弯（wān）扭耦合。对复合材料耦合效应（yīng）的巧（qiǎo）妙应用可以解决（jué）前掠翼飞（fēi）机机（jī）翼设计上存在的（de）扭转变形扩散（sàn）问题,而采用金属（shǔ）材料（liào）,这些问题是难以解决的。
3、良好（hǎo）的抗（kàng）疲（pí）劳特性。
疲（pí）劳破坏是（shì）材料在（zài）交变载荷下,由于裂纹的形成（chéng）和扩展而产生的低应力（lì）破坏（huài）。在纤维复合材料中存在着（zhe）难以（yǐ）计（jì）数的纤（xiān）维树脂界面,这（zhè）些界面能阻止裂纹进一步（bù）扩展,从（cóng）而推迟（chí）疲劳破坏的（de）发生。纤维复合材料的拉（lā）/压疲劳（láo）极限值达到静载荷的70%～80%,而大多（duō）数金属材料的（de）疲（pí）劳极限只有（yǒu）其静强度的40%～50%。因而,通常可以（yǐ）用静力覆（fù）盖疲劳处理大（dà）多数的疲劳问题。
从力学角度（dù）看,纤维复合材（cái）料内部存在着的大量界面和复合材料中纤维（wéi）承载的（de）特点使材料成为典型的超静（jìng）定体（tǐ）系;使用过程中,复合材（cái）料构件即使过载而造成少量纤维断（duàn）裂,其载荷也会（huì）迅速重新分布（bù）到未破坏的（de）纤维上,从而在（zài）短期内不会使整个构件丧（sàng）失承（chéng）载能力,显示出（chū）结（jié）构良好（hǎo）的破损安（ān）全性。
4、易于（yú）大面积整体成形（xíng）。
树脂（zhī）基复（fù）合材料（liào）在成形过程中,由于高分子化学反应相（xiàng）当复杂（zá）,进（jìn）行理论分析与机理预测常常会有许多困难。但是对于批量（liàng）生产而言,当（dāng）工艺规范确定（dìng）后（hòu）,复合材料构（gòu）件的制作较为简单。许多（duō）方法可被用于复合（hé）材料构件的成形,如采用拉（lā）拔、注射、缠绕（rào）、铺放技术,其中包（bāo）括（kuò）整体共固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成形,此（cǐ）类成形技术（shù）大大减少了零件和（hé）紧固件的（de）数量（liàng）,简化了以往金属钣金（jīn）件冗长的生产工（gōng）序,缩短了生产周期,并容易实现成形（xíng）自动化。复（fù）合材料（liào）制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）合材料的（de）研发热点
1、原材料技术是先（xiān）进复合材料研发的基础与前提
基体和（hé）增强体等原（yuán）材料是发展先进复（fù）合材料的基础和前提,而增强（qiáng）纤维技术尤为重（chóng）要。碳纤（xiān）维是20世（shì）纪60年（nián）代迅速（sù）发展起来（lái）的高（gāo）新材（cái）料（liào）,主要包括以（yǐ）美国为（wéi）代表的大丝（sī）束碳纤维和以（yǐ）日本为代（dài）表的小丝束碳纤维两大类（lèi）。
2、低成本技术是先进复合材料拓展应用的根本手段与途（tú）径（jìng）
21世（shì）纪（jì）,先进复合材料的需求将以更快（kuài）的速度增长,而其高成本已经成为制约复合材料广泛应用（yòng）的重要瓶颈,低成本（běn）复（fù）合材料（liào）技（jì）术已成（chéng）为目前世界上（shàng）复合材料研究（jiū）领域的一（yī）个核心（xīn）问（wèn）题。提（tí）高先进复合材料的（de）性（xìng）能价格（gé）比,除了在原材料、装配与维护等方面进（jìn）行研（yán）究（jiū）改进（jìn）外,更重（chóng）要（yào）的是降低复合材料制造成本。
据统计先（xiān）进复合材（cái）料的制造工艺成本占总成本的75%以上,复合材料产品的性能与成本之间存在明显的非线性关系（xì）。有时90%的（de）性能只需60%的工（gōng）艺成本,而其（qí）余10%的性能却需要40%的成本。在（zài）过去的（de）30多年（nián）中,复合材料的研究与开发重（chóng）点放在材料性能和工艺改进（jìn）上,目（mù）前的重点是先（xiān）进复合材料的低（dī）成本（běn）技术,各（gè）种低（dī）成本技术的开（kāi）发（fā）和应用（yòng）将（jiāng）是复合材（cái）料发展的主流,其（qí）中的重点（diǎn）是低成本（běn）制备技（jì）术和制（zhì）备（bèi）技术（shù）的（de）优（yōu）化（huà）。
3、新型复合材料是先进复合材料可持续发展的趋势与动力（lì）
新型航空（kōng）航天器的（de）发（fā）展不（bú）断追求高效能、低成本、长（zhǎng）寿命、高可（kě）靠,对其材料与结构（gòu）的综合要求越来越高。
为适应此（cǐ）应用需求,一些新（xīn）型复合材料应运而生,在现有材料性（xìng）能基础上继续挖（wā）掘（jué）先（xiān）进复合材料潜力,如超轻材料与结构技术力（lì）求轻上加轻,纳（nà）米复合（hé）使其（qí）强上加强,多功能（néng）化（huà）追求（qiú）功上加功。
4、设计/评价（jià）一体化技术是先进复合材料应用的重要支撑与保障
复合材料作为多相（xiàng）体(夹杂、基体、界面（miàn）相等)材料,其自身具有显著和丰富的细观结构特征（zhēng）,因此其宏观性能和损（sǔn）伤、失效（xiào）规（guī）律不仅（jǐn）取（qǔ）决（jué）于每一组分材料的特（tè）性,同时（shí）还依赖（lài）于（yú）复合材料的细观结构特征,其中包括夹杂(如纤维（wéi）、晶须、颗粒、裂纹、空洞等)的体积分数、形状、尺寸、分布规律及（jí）界面形式等。
复合（hé）材料还具有材料-结（jié）构（gòu）-工艺一体化的特征,尤其对多向编织复合材料（liào）和纤维（wéi）缠绕先（xiān）进复合（hé）材料来说,构件的材料和结构的设计（jì）与制造都包含（hán）组分材料-复（fù）合材料-结构（gòu）三个（gè）层次上的同时性,没有复合材料的（de）成（chéng）品或中间产品。因此,对复合材（cái）料的研（yán）究必（bì）须采用“设计/评价”一体化的研究（jiū）思想。
ACM未来发展方向
1、提高耐热（rè）性
以发动机为例，一般来（lái）说，材（cái）料耐高温性能越好，用它做出来（lái）的发动机水平就（jiù）越高（gāo）。
据理（lǐ）论计算和（hé）试验发现，发（fā）动机（jī）的工作温度每提高100℃，它的（de）推力就可提高15%左右。可（kě）见提（tí）高发动机材（cái）料（liào）耐高温性（xìng）能的（de）重要性，而ACM的高温性能主要由（yóu）树脂基体决定，因（yīn）此耐高（gāo）温树脂基体的（de）研究是今后应（yīng）用发展的一个重要内容。
2、低成本ACM制造技术（shù）
对航天航空用高性（xìng）能ACM，过（guò）去（qù）重（chóng）视性能，较少考虑（lǜ）成（chéng）本。随着冷战结束，各国国防（fáng）开支减少（shǎo），迫使制造商和使用（yòng）者考虑降低成（chéng）本（běn），ACM低成本制造技（jì）术是当今世界ACM技术发展的核心问题。
它（tā）包（bāo）括以下几个主要方面：降低（dī）原材料成本，尤其是高性能碳纤维成（chéng）本，世（shì）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（mìng）的预浸（jìn）料；使用混杂（zá）纤（xiān）维ACM；通过工艺创新（xīn）如电子束固化工艺等（děng）降低（dī）制造成本。
3、提（tí）高抗冲击韧性
提高航（háng）空（kōng）用结（jié）构ACM的抗冲击韧性一直是一个重要（yào）的研究课题。ACM的抗冲击性能主要依赖于树脂的交联（lián）密度。可（kě）通过改变树（shù）脂和固化剂结（jié）构，增加柔（róu）性链段，或利用高韧性、耐高温的橡胶或热塑性树脂增韧（rèn），提高抗冲击性能。这（zhè）样既不牺牲预浸料的工艺（yì）性和ACM的（de）耐（nài）热性，又赋予（yǔ）材（cái）料类似于热塑（sù）性树脂的抗冲击性能。
总（zǒng）之，ACM形成产业并（bìng）首先应用的领（lǐng）域（yù）就是航空航天工业，航空航天工业的发展和（hé）需（xū）求一直ACM对的研（yán）究起着积极的促进作用，同（tóng）时ACM的飞速发展又为航（háng）空航天的新型结构（gòu）设计（jì）和制造提供了更大的发展（zhǎn）空（kōng）间。
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