復合是復合材料的靈魂

　　在十月舉行的2016年德國K展上，DSM展示了使用迪尼瑪（Dyneema ）和碳纖維混雜增強環氧復合材料制造的自行車賽車車架。據介紹， 這種材料可以將吸收沖擊能量的能力提高100%，同時依然保留碳纖維復合材料的所有優點，還不會出現劈裂。在《復合材料》2016年12月的電子版特刊上條即介紹了這種產品。
      
　　碳纖維我們比較熟悉，迪尼瑪纖維則是一種 超高相對分子質量的高性能聚乙烯纖維，用前者制造的復合材料模量高、剛性好，但耐沖擊性能常常受到詬病。因此，在一些產品的應用上受到一定的制約。而后者和碳纖維混雜以后，其復合材料的性能依然保持輕質高強，但脆性降低、韌性提高、振動減少，而這些性能正是一些產品，例如自行車賽車等所需要的。
　　當我們談及復合材料的性能多樣化時，經常談論到的是材料的改性，例如在基體方面，添加增韌劑可以改善韌性，添加阻燃劑可以改善阻燃性能；在纖維方面，不同纖維的混合使用我們冠之為混雜，以求得性能的匹配，價格的合理等。但這種通過改性或混雜的材料的使用場合和使用總量均較少，原因之一是我們對單一材料的強項和弱項認識不夠，不能夠將不同材料的不同強項有效復合，從而有效利用材料的不同性能。
　　其實，當涉及材料科學，特別是復合材料時，創新空間是無限的。無疑，碳纖維是一種偉大的材料， 但不是一種萬能的材料。我們視之為高性能材料，是因為其在某些性能方面非常突出，而這是人們在產品設計時非常看重的，而不是任何性能都非常好。
　　所以， 當我們選用復合材料進行產品設計時，必須充分了解產品的使用狀況和所需性能，必須了解我們需要什么，可以放棄什么。同時又 充分了解增強材料，基體材料，特別是復合以后的性能特點，使之與產品的需求相匹配。這樣的設計才是真正的復合材料設計，才可以真正做到量體裁衣，從而避免陷入該用碳纖維還是玻璃纖維，該用熱固性還是熱塑性等的無效討論。
　　在賽車上使用碳纖維和迪尼瑪纖維混雜來增強環氧樹脂看中的是這種復合材料吸收沖擊能量的能力，這僅僅是成千上萬的復合的一種。除了性能以外，如何將復合材料的各向異性體現在設計中，如何使工藝特點更加符合產品本身，也是做好復合材料產品的重要要素，這些對于好產品而言缺一不可。
　　當然，如何從單一材料性能向獨特材料性能轉變，如何優化設計和完善工藝，存在大量的技術難題需要攻關，需要突破。但在人們的意識中真正建立這樣一種理念，比解決具體技術問題更重要，因為我們目前缺少的不是解決問題的能力，而是創新意識。
　　所以，復合是復合材料的靈魂。
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