（1）概述材料、能源、信息是當代科學技術的三大支柱。材料科學是當今的帶頭學科之一。復合材料是材料領域之中的后起之秀，它的出現帶來了材料領域的重大變革，從而形成了金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料共存的格局。
    對復合材料給出的比較全面完整的定義如下：復合材料是由有機高分子、無機非金屬或金屬等幾類不同材料通過復合工藝組合而成的新型材料，它既能保留原組分材料的主要特點，又通過復合效應獲得原組分所不具備的性能；可以通過材料設計使各組分的性能互相補充并彼此關聯，從而獲得新的優越性能。
    博采眾長的復合材料代表了材料的發展方向。不少專家認為，當前人類已從合成材料時代進人復合材料時代，這種提法是有一定的科學依據的。因為想要合成一種新材料使之滿足各種高要求的綜合指標是非常困難的。同時若想及時研制出來某一種滿意的材料，則從實驗室到生產的周期也是非常長。但是如果把現有的材料復合起來則有可能較容易達到要求。另外，復合材料是各向異性材料，對于材料使用而言，完全可按實際受力的情況來設計增強纖維的排布方式，從而節約了材料，這是一般各向同性材料所不能達到的。由于復合材料的性能非常優越，因而得到發達的重視，都把復合材料選定為優先發展的新材料領域之一，足以說明復合材料的重要性。
    大多數的樹脂基復合材料處在大氣環境中、浸在水或海水中或埋在地下使用，有的作為各種溶劑的儲槽，在空氣、水及化學介質、光線、射線及微生物的作用下，其化學組成和結構及各種性能會發生各種變化。在許多情況下，溫度、應力狀態對這些化學反應有著重要的影響。特別是航空航天飛行器及其發動機構件在惡劣的環境下工作，要經受高溫的作用和高熱氣流的沖刷，其化學穩定性是至關重要的。
    作為樹脂基復合材料的基體的聚合物，其化學分解可以按不同的方式進行，它既可通過與腐蝕性化學物質的作用而發生，又可間接通過產生應力作用而進行，這包括熱降解、輻射降解、力學降解和生物降解。聚合物基體本身是有機物質，可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應力腐蝕。所謂的應力腐蝕是指材料與某些有機溶劑作用在承受應力時產生過早的破壞，這樣的應力可能是在使用過程中施加上去的，也可能是由于制造技術的某些局限性帶來的。
    根據基體種類的不同，材料對各種化學物質的敏感程度不同，常見的玻璃纖維增強塑料耐強酸、鹽、醋，但不耐堿。一般情況下，人們更注重的是水對材料性能的影響。水一般可導致樹脂基復合材料的介電強度下降，水的作用使得材料的化學鍵斷裂時產生光散射和不透明性，對力學性能也有重要影響。不上膠的或僅熱處理過的玻璃纖維與環氧樹脂或聚酷樹脂組成的復合材料的拉伸強度、剪切強度和彎曲強度都很明顯地受沸水影響，使用偶聯劑可明顯地降低這種損失。水及各種化學物質的影響與溫度、接觸時間有關，也與應力的大小、基體的性質及增強材料的幾何組織、性質和預處理有關。此外，還與復合材料的表面狀態有關，纖維末端暴露的材料更易受到損害。
    聚合物的熱降解有多種模式和途徑，其中可能幾種模式同時進行。如可通過“拉鏈”式的解聚機理導致完全的聚合物鏈的斷裂，同時產生揮發性的低分子物質。其他的方式包括聚合物鏈的不規則斷裂產生較高分子量的產物或支鏈脫落，還有可能形成環狀的分子鏈結構。填料的存在對聚合物的降解有影響，某些金屬填料可通過催化作用加速降解，特別是在有氧存在的地方。樹脂基復合材料的著火與降解產生的揮發性物質有關，通常加人阻燃劑減少著火的危險。某些聚合物在高溫條件下可產生一層耐熱焦炭，這些聚合物與尼龍、聚酷纖維等復合后，因這些增強物本身的分解導致揮發性物質產生可帶走熱量而冷卻燒焦的聚合物，進一步提高耐熱性，同時賦予復合材料以優良的力學性能，如良好的抗震性。
    許多聚合物因受紫外線輻射或其他高能輻射的作用而受到破壞，其機理是當光和射線的能量大于原子間的共價鍵能時，分子鏈發生斷裂。鉛填充的聚合物可用來防止高能輻射。紫外線輻射則一般受到更多的關注，經常使用的添加劑包括炭黑、氧化鋅和二氧化欽，它們的作用是吸收或者反射紫外線輻射。
    力學降解是另一種降解機理，當應力的增加頻率超過一個鍵通過平移所產生的響應能力時，就發生鍵的斷裂，由此形成的自由基還可能對下一階段的降解模式產生影響。硬質和脆性聚合物基體應變小，可進行有或者沒有鏈斷裂的脆性斷裂，而較軟但戮性高的聚合物基體大多是力學降解的。
纖維增強復合材料備受人們關注，它具有十分顯著的特點。與金屬材料或其他無機材料相比，它的質量輕、比強度高、耐腐蝕、電絕緣、耐瞬時超高溫、傳熱慢、隔音、防水、易著色、能透過電磁波，是一種兼具功能和結構特性的新型材料。
    玻璃纖維增強復合材料（俗稱“玻璃鋼”）是發展較早的一種復合材料，它是以玻璃纖維及其制品為增強材料，以熱固性或熱塑性樹脂為基體，通過一定的成型工藝而制成的一種結構物。它的學名為玻璃纖維增強塑料。1958年原建材部部長賴際發提出來一個通俗而又形象的名稱“玻璃鋼”，現在已被國內外同行業界所認同。
    通過對此類玻璃鋼復合材料構造的分析，與傳統材料相比，復合材料有以下特點。①材料的可設計性復合材料結構的多層次性為復合材料及其結構設計帶來了極大的靈活性。復合材料的力學、機械及熱、聲、光、電、防腐、抗老化等物理、化學性能都可按制件的使用要求和環境條件要求，通過組分材料的選擇和匹配、鋪層設計及界面控制等材料設計手段，大限度地達到預期目的，以滿足工程設備的使用性能。
    ②可同時提供表面防腐和結構防腐性能防腐蝕用復合材料既能提供優良的防腐蝕性能，又能作為結構材料，提供優良的力學性能，達到結構防腐蝕性。
而普通的防腐蝕材料，諸如防腐蝕涂料、內襯橡膠板材、膠泥襯砌塊材（耐酸瓷板、鑄石板、花崗石塊材等），則只能作為防腐蝕層使用。一旦這類防腐蝕層出現破壞，將使受保護的部分結構受到腐蝕侵害，導致主體結構出現安全隱患。
    ③復合材料結構設計包含材料設計傳統材料的結構設計中，只需按要求合理選擇定型化的標準材料。而在復合材料結構設計中，材料是由結構設計者根據設計條件自行設計的。如上所述，復合材料結構往往是材料與結構同時形成的，且材料也具有可設計性。因此，復合材料結構設計是包含材料設計在內的一種新的結構設計，它可以從材料和結構兩方面考慮，設計人員可以根據結構物的特點，對結構物中不同的部位，視其不同的受力狀態設計不同性能的復合材料。
    ④材料性能對復合工藝的依賴性復合材料結構在形成過程中有組分材料的物理和化學變化發生，不同成型工藝所用原材料種類、增強材料形式、纖維體積含量和鋪設方案也不盡相同。因此，構件的性能對工藝方法、工藝參數、工藝過程等依賴性很大，同時也由于在成型過程中很難準確地控制工藝參數，所以一般來說復合材料構件的性能分散性也是比較大的。
對于復合材料結構物，因為結構和材料是一體，使成型制造的各種結構物造型比較容易實現，甚至可以實現結構物的整體設計。而這一優越性的發揮依賴于復合材料結構設計和制造工藝設計的密切結合。合理的結構設計應該考慮到制造工藝的可能性，制造工藝設計則應大限度地保證實現結構物的優設計。
    ⑤復合材料具有各向異性和非均質性的力學性能特點從力學分析的角度看，復合材料與常規材料（如金屬材料）的顯著區別是，后者被看作是均質的和各向同性的，而前者是非均質和各向異性的。所謂均質就是物體內各點的性能相同，也就是說，物體的性能不是物體內位置的函數；而非均質正好與此相反。所謂各向同性就是在物體內一點的各個方向上都具有相同的性能；而各向異性則表明某點的性能是該點方向的函數。
    由于復合材料具有強烈的各向異性和非均質性的特點，因而在外力作用下其變形特征不同于一般各向同性材料。一種外力常?？梢砸鸲喾N基本變形，其單層和層合板的強度及各種參數都是方向的函數。所以，研究復合材料的力學性能時，要注意它的復雜性和特異性。在進行結構設計時除了要考慮結構物中的大應力，還要注意因材料各向異性特點反映出來的薄弱環節，這主要是剪切性能和橫向性能遠弱于纖維方向性能。
    ⑥優良的綜合性能由于防腐蝕用復合材料所具備的組成特點，使得選用復合材料作防腐蝕材料的制品或部位，可同時具備優良的防腐蝕性能、電性能（導電或絕緣）、熱性能（導熱或絕熱）。
例如，玻璃纖維和樹脂材料本身為電絕緣和絕熱材料，具有優良的電絕緣性能和絕熱性能。但是，我們可以根據實際需要，通過在防腐蝕樹脂中引人導電或導熱組分，從而使得復合材料具備相應的導電性能或導熱性能。
    ⑦良好的表面性能防腐蝕復合材料在制作成型的過程中，可以通過調節模板的表面狀況、表面層樹脂及增強材料的品種以及制作工藝，使防腐蝕復合材料制品形成極為光滑的表面。并且使得該表面可根據需要而具備疏水、疏油、耐磨、導熱、導靜電、防結垢等特殊性能。