先进复合材料（Advanced Composites，ACM）专指可用（yòng）于加工主承（chéng）力结构和次承力（lì）结构、其刚度和强（qiáng）度性能相当（dāng）于或（huò）超过铝（lǚ）合金的（de）复合材（cái）料。目前主要指有较高强度和模（mó）量（liàng）的硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的复（fù）合材料。
ACM在航空航天等军事上的应用价值特别大（dà）。比（bǐ）如（rú），军用飞机和卫星，要（yào）又轻又结实；军用（yòng）舰船，要又耐（nài）高压又耐腐蚀。这些（xiē）苛刻的（de）要求，只有借助（zhù）新材料技术（shù）才能解决。ACM具有质量轻，较高（gāo）的比强度、比（bǐ）模量（liàng）、较好的延展性、抗腐蚀、导热、隔热、隔音、减振、耐高（低）温，独特的（de）耐烧蚀（shí）性、透电磁波，吸波（bō）隐蔽（bì）性、材料性能的可设计（jì）性、制（zhì）备的灵活性和易加工（gōng）性等（děng）特点。
先进复合材料的主要特点
1、高（gāo）的比强度和比模（mó）量。
在（zài）不同飞行（háng）器上节（jiē）省结构质量（liàng）所具（jù）有的价值不尽相同,但是（shì）为达到减重的目标,除了优化结构形（xíng）式外,采用高比强（qiáng）度、高比模量的材料几乎是唯一的（de）途径。
2、各向异（yì）性和（hé）可设计性。
纤维复合材料表现出显著的（de）各向异性（xìng），即沿纤（xiān）维（wéi）轴方向（xiàng）和垂（chuí）直于纤（xiān）维轴方向的许多性（xìng）质,包括光、电、磁（cí）、导热、比热、热胀以及力学（xué）性能,都有显著的差别。
材料的（de）各（gè）向异性虽给（gěi）材料性能的计算带来麻（má）烦,但也给设计带来较多的自由度（dù）。由于复合材料铺层（céng）的各向异性特（tè）征，铺层取向又可以在很宽的范围进（jìn）行调整,所（suǒ）以可（kě）通过改变铺（pù）层（céng）的（de）取向与铺叠顺序（xù）来改变（biàn）复合材料的弹性和强度特性,以获（huò）得满足使（shǐ）用要求、具有最（zuì）佳性能质量比的复合（hé）材料结构。
复合材料的力（lì）学性能存在着金属材（cái）料（liào）所（suǒ）没有的（de）耦合（hé）效应。例如,单向板在受到非（fēi）主轴方向拉伸时,将引起剪切变形,即拉剪（jiǎn）耦合;当单向板受（shòu）到非主轴方向弯曲时,将（jiāng）引（yǐn）起扭转变（biàn）形,即弯扭耦（ǒu）合。对（duì）复合材（cái）料耦（ǒu）合效应的巧妙（miào）应用可以解决前掠翼飞机机翼设计上存在的扭转变形扩散问题,而采用金（jīn）属材料,这些问题是难以解决的（de）。
3、良好的抗疲劳特（tè）性。
疲劳破坏是材料在交变载荷（hé）下（xià）,由于裂纹的形（xíng）成和扩展而产生的（de）低应力破坏。在（zài）纤维复（fù）合材料中（zhōng）存在着（zhe）难以（yǐ）计（jì）数的纤维（wéi）树脂界面,这些界（jiè）面能阻止裂纹（wén）进一步扩展（zhǎn）,从而推迟（chí）疲劳破坏的发生。纤维复合材料的拉/压疲劳（láo）极限值达到静（jìng）载（zǎi）荷的70%～80%,而（ér）大多数金属材料的疲劳极限只有其静强（qiáng）度的40%～50%。因而（ér）,通常可以用静（jìng）力覆盖疲（pí）劳处理大多数的疲劳问（wèn）题。
从力学角度看,纤维复合材料内部存在着的大量界（jiè）面（miàn）和（hé）复合材料中纤维承载的特点使（shǐ）材料成为典型的（de）超静定体（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裂（liè）,其载荷也（yě）会迅速重新分布到未破坏的纤维上,从而（ér）在短期内不会使（shǐ）整（zhěng）个构件丧失承载能力,显示出（chū）结构良好的破损安全性。
4、易于大面积整（zhěng）体成形。
树脂基（jī）复合材（cái）料在成形过程中,由于高分子（zǐ）化学（xué）反（fǎn）应相当复（fù）杂,进行理（lǐ）论分析与机（jī）理预测（cè）常常会有许多困难（nán）。但是对（duì）于（yú）批（pī）量生产而言,当（dāng）工艺规范确（què）定后（hòu）,复合材料构件的制（zhì）作较为简单。许多（duō）方法（fǎ）可（kě）被用于（yú）复（fù）合材料构件的（de）成形,如采用（yòng）拉拔（bá）、注（zhù）射、缠绕、铺放技术,其中（zhōng）包括整体共固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成形（xíng）,此类成（chéng）形技术大大（dà）减少（shǎo）了零件和（hé）紧固件的数（shù）量,简化了以（yǐ）往金属钣金件冗长的生产（chǎn）工序,缩短了生产周期,并（bìng）容易实现成形自动化（huà）。复合材料制件（jiàn）尺（chǐ）寸不受冶金轧板设备、加工和成形设备尺寸的限（xiàn）制。
先进复（fù）合材料的研发（fā）热（rè）点
1、原材料技术是（shì）先进复合材料研发的基础与前提
基体和增（zēng）强体等原材料是（shì）发（fā）展先进复合材（cái）料的基础和前提,而增强纤维技术尤（yóu）为重要。碳纤维是20世纪60年（nián）代迅速发展起来的高（gāo）新材料（liào）,主要包括以美国（guó）为代表（biǎo）的大丝束（shù）碳纤维和以日本为代表的（de）小（xiǎo）丝束碳纤维两（liǎng）大类。
2、低成本（běn）技术是先进复合材料拓展（zhǎn）应（yīng）用的（de）根本手段与途径
21世纪,先进复合材（cái）料的（de）需（xū）求将（jiāng）以（yǐ）更快的速度（dù）增长,而其（qí）高成本已（yǐ）经成为制约复合材（cái）料广泛应用的重（chóng）要瓶颈,低成本复合材料技术已成为目前世（shì）界上复合材料研究领域（yù）的（de）一个核心问题。提高先（xiān）进复合材料的性能价（jià）格比,除了在（zài）原材料、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）材料制造成本。
据统计先进复合材料的（de）制（zhì）造工艺成本（běn）占总（zǒng）成本的75%以（yǐ）上,复合材料产品的性能与成本（běn）之（zhī）间存（cún）在明显的非线性关系（xì）。有时（shí）90%的性（xìng）能只需60%的工艺成本,而其余10%的性能却需要40%的成本。在过去的30多年中,复合材料的（de）研（yán）究与开发重点放在材料性能和工艺（yì）改进上,目前的重点是先进复合（hé）材料的低（dī）成本技术（shù）,各种低成（chéng）本技术的开发和（hé）应用将是（shì）复（fù）合（hé）材料发展的主（zhǔ）流,其中的重点是低成（chéng）本制备技术和制备技（jì）术的优化（huà）。
3、新型（xíng）复合材料是先进复合材料可持续发展的趋势与动力（lì）
新（xīn）型航空航天器的发展不断追求高效能、低成本（běn）、长寿命、高可靠,对其材料与结（jié）构的（de）综合（hé）要求（qiú）越来（lái）越（yuè）高。
为适应此应（yīng）用需（xū）求（qiú）,一些（xiē）新型复合（hé）材料应（yīng）运而生,在（zài）现有材料性能基础（chǔ）上继续（xù）挖掘先进（jìn）复合材（cái）料潜力,如超轻材料（liào）与结（jié）构（gòu）技术力求轻上加轻,纳（nà）米（mǐ）复（fù）合使（shǐ）其强（qiáng）上加强,多功能（néng）化（huà）追求（qiú）功上加功（gōng）。
4、设计/评价一体化（huà）技术是（shì）先进复合（hé）材（cái）料（liào）应用的重要支撑与保障（zhàng）
复合材料作为多相体(夹杂、基体、界面相（xiàng）等)材料,其自身具有显著（zhe）和丰（fēng）富（fù）的（de）细观结构特征（zhēng）,因此其宏观性（xìng）能和损伤、失效规律不仅取决于每一组分（fèn）材料的特性,同时还依赖于复合（hé）材料的细观（guān）结构特征,其中包括夹（jiá）杂(如纤维、晶（jīng）须、颗粒（lì）、裂纹（wén）、空（kōng）洞等)的体积分（fèn）数、形状、尺寸、分布规律及界（jiè）面形式等。
复合材料还具有材料-结构-工艺一体（tǐ）化的（de）特征,尤其对多向编织复（fù）合（hé）材料和（hé）纤（xiān）维缠绕先进复合材料来说（shuō）,构件的（de）材料和（hé）结构的设计与制造（zào）都包含组分材料-复合（hé）材料（liào）-结构三个（gè）层次上的同时性（xìng）,没有（yǒu）复（fù）合（hé）材料的成品或中间产品。因此,对复合材料的研究（jiū）必须采用“设（shè）计/评（píng）价”一体化的研究思想。
ACM未来（lái）发展方向
1、提高耐（nài）热性
以发动（dòng）机为例，一般来说，材料耐（nài）高（gāo）温性能越（yuè）好，用它做（zuò）出来的发动机（jī）水平就（jiù）越高。
据理论计算和试验发现，发动机的工作温（wēn）度每提高100℃，它的推力（lì）就可提（tí）高15%左右（yòu）。可见提高（gāo）发动机材料耐高温性能（néng）的（de）重要（yào）性，而（ér）ACM的高温性能主要由树（shù）脂基（jī）体（tǐ）决定，因此耐高温树脂基（jī）体的研究是今后应用发展的一（yī）个重要（yào）内容。
2、低成本ACM制造（zào）技术
对航天航空用高性能ACM，过（guò）去重视性能，较少（shǎo）考虑成（chéng）本。随着冷战结束，各国国防开支减（jiǎn）少，迫使制造商和使用者考虑（lǜ）降低成本（běn），ACM低成本制造技术是当今世界ACM技（jì）术（shù）发展的（de）核心问题。
它（tā）包括（kuò）以下（xià）几（jǐ）个（gè）主要方面：降低原材料成本（běn），尤其是高性能碳（tàn）纤维（wéi）成本，世界（jiè）呼声很高（gāo）；开发低温固化、高温使用的树脂和预浸料，节（jiē）约能源；开发长（zhǎng）寿命的预（yù）浸料；使用（yòng）混杂纤维ACM；通过工艺创新如电子束固化工艺等降低制造成本（běn）。
3、提高抗（kàng）冲击韧性
提高航空用结（jié）构ACM的抗冲击韧性一直是一个重要的（de）研究课题。ACM的抗冲击性能主（zhǔ）要依赖于树脂的交联密度（dù）。可通过改变树脂和固化剂结构，增加（jiā）柔性链段，或利用高韧（rèn）性（xìng）、耐高温的橡胶或热塑（sù）性树（shù）脂增韧，提高抗冲击性能（néng）。这样既不牺（xī）牲预浸料的工艺（yì）性和ACM的耐热性，又赋予材料类似于热塑性树脂的（de）抗冲击（jī）性能。
总（zǒng）之，ACM形（xíng）成产业并首先应用的领域就是航空航天工业，航空航天（tiān）工（gōng）业的发展和需求（qiú）一（yī）直ACM对的研究起着积极的促进作（zuò）用，同时（shí）ACM的飞速发展又为航空航天（tiān）的新型结构设计和（hé）制造提供（gòng）了更（gèng）大的发展空间。
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