在現代材料界，複合材料是一個熱點話題。科學技術的發展進步離不開各類複合材料的支撐。複合材料的研究深度和應用廣度及其發展的速度和規模，已成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標誌之一。
複合材料是兩種以上的材料根據使用需求而混合在一起的材料。複合材料的最大特點是：宏觀上看是均質材料，微觀上看是非均質材料，分子間的作用力來源於結合方式，可以透過設計，使各組分的優勢得到更大的發揮。在很多領域，複合材料正在逐步取代傳統材料，在國民經濟的各個不同領域發揮著重要的作用。
陶瓷基複合材料是陶瓷（或陶瓷纖維）基體與各種纖維複合的一類材料。陶瓷基體一般為高溫合成陶瓷材料，其化學組成相對簡單，顆粒表面的一致性好，便於進行處理並得到表面包覆一致性的更好材料。現代高溫合成陶瓷材料顆粒，一般有非晶態、晶態和晶須3種形態。這些先進陶瓷粉體具有耐高溫、強度和剛度高、質量輕、抗腐蝕等優異效能；而其致命的弱點是脆性較大，處於應力狀態時會產生裂紋，甚至斷裂，導致材料失效。採用高強度、高彈性的纖維與基體複合，是提高陶瓷韌性和可靠性的有效方法。纖維能阻止裂紋的擴充套件，從而得到有優良韌性的纖維增強陶瓷基複合材料。
陶瓷基複合材料根據成分可以分為氧化物陶瓷基複合材料和非氧化物陶瓷基複合材料兩大類。氧化物陶瓷基包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化錳等；非氧化物陶瓷基包括氮化矽、氮化硼、碳化矽、硫化鉬等。在應用中，最重要的技術是對陶瓷粉體材料進行改性與包覆。改性與包覆工藝主要解決兩個問題：一是超細粉體或晶須會出現嚴重的團聚，團聚的粉體與所複合的材料難以進行有效連結；二是超細粉體或晶須與所複合的材料親和性不好。兩者在相互混合時，介面出現間隙且處於分離狀態不能相容。上述兩個問題如能得到解決，所生產的複合材料就能獲得比較高的效能。
在陶瓷基複合材料中，先進陶瓷成分的加入，使其應用範圍超越了很多常規材料，並展現出更加優異的綜合性能。
在航天工業中，陶瓷基複合材料可用於“燒蝕材料”。當宇宙航天器完成任務返回地球時，稠密的大氣層是它的必經之地。高速的飛行速度使航天器和空氣之間產生強烈的摩擦，由此而放出的熱量瞬間可高達8000～10000℃，“燒蝕材料”此時吸收大量的熱燒掉自己的一部分，同時使周圍的溫度降低以保證航天器本體安然無恙。
在現代航空工業中，陶瓷基複合材料以密度小、強度高、易成型、價格合理的綜合性能佔領了其工業領域的巨大空間。據瞭解，美國生產的B-2隱身轟炸機，其機體的結構材料幾乎全是複合材料。
在新能源領域，風力發電機葉片是最基礎和最關鍵的部件，其良好的設計、可靠的質量和優越的效能是保證機組正常穩定執行的決定因素。陶瓷基複合材料的工藝性好、成本低、密度小、維護費用低、耐雷擊、耐腐蝕、耐紫外線、力學效能優異，使其成為大型風力發電機葉片的主導產品。
汽車輕量化是新能源汽車的一個重點發展方向。陶瓷基複合材料的應用，使降低原材料成本、提高使用效率事半功倍。國外曾有學者研究：一輛整備質量1550kg的新能源電動車，車載動力電池450kg，一次充電續駛里程為186km。利用碳纖維複合材料使其輕量化後，整車減重至1011kg，減重幅度達34.8%，同樣充一次電，續駛里程增至275.5km，增加了89.5km，提高了48.1%。如果維持一次充電續駛里程186km不變，則動力電池僅需250kg就能達到目標，電池質量可減少200kg，減少了44.4%，相應的電池成本也將下降44%，這是一個非常了不起的降本績效。更令人興奮的是，研究發現，減重後整備質量為805kg的新能源電動車（包括250kg電池），由於自重的降低，導致能耗大幅降低，其電池能量密度只要達到250Wh/kg，充一次電就能續駛里程450km，達到傳統汽油發動機車輛加滿汽油後能夠行駛的里程數，這使得高效能電池的研究難度大大降低。（張宏毅）
責編：丁濤
校對：張健
監審：韓鳳鳳
