復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料組合而成的機(jī)械工程材料。各種組成材料在性能上能互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，從而滿足各種不同的要求。

復(fù)合材料的組成包括基體和增強(qiáng)材料兩個(gè)部分。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、碳、石墨、橡膠、陶瓷；金屬基體主要有鋁、鎂、銅和它們的合金；增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維等有機(jī)纖維和碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲及硬質(zhì)細(xì)粒等。

復(fù)合材料的歷史可追溯很遠(yuǎn)，如從古沿用迄今的稻草增強(qiáng)粘土，和已使用上百年的鋼筋混凝土，就是由兩種不同材料復(fù)合而成。

20世紀(jì)20年代以后發(fā)展起來(lái)的銅-鎢和銀-鎢電觸頭材料，碳化鎢-鈷基硬質(zhì)合金，和其他粉末燒結(jié)材料，其實(shí)質(zhì)也是復(fù)合材料。40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料(俗稱(chēng)玻璃鋼)的雷達(dá)罩，從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱(chēng)。

50年代以后陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度、高模量纖維；70年代又出現(xiàn)了芳香族聚酰胺纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)芳綸纖維)，如聚對(duì)苯甲酰胺纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體，或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合而成各具特點(diǎn)的材料，為了區(qū)別于一般玻璃纖維增強(qiáng)材料，這種材料稱(chēng)為高級(jí)復(fù)合材料。

復(fù)合材料根據(jù)其組成可分為金屬與金屬?gòu)?fù)合材料；金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料；非金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料三種。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為纖維復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料、細(xì)粒復(fù)合材料和骨架復(fù)合材料。

纖維復(fù)合材料通常是置纖維狀材料于基體內(nèi)組成，如纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬等；層疊復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同材料疊合而成，如用兩種具有不同膨脹系數(shù)的金屬，復(fù)合而成的能指示溫度變化的熱工儀表材料等；細(xì)粒復(fù)合材料是將硬質(zhì)細(xì)粒均勻分布于基體中，如彌散強(qiáng)化合金、金屬陶瓷；骨架復(fù)合材料是在連續(xù)多孔的結(jié)構(gòu)材料中填充其他材料，或由面板和芯子組成的夾層結(jié)構(gòu)材料等。其他如定向共晶復(fù)合材料，是在特定的熔煉或液體金屬凝固條件下，基體內(nèi)部生成定向的纖維狀結(jié)構(gòu)而得，故亦稱(chēng)自增強(qiáng)纖維復(fù)合材料。

復(fù)合材料中以纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣、用量最大。其特點(diǎn)是比重小、比強(qiáng)度和比模量大。例如碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合的材料，其比強(qiáng)度和比模量均較高強(qiáng)度鋼和鋁合金大數(shù)倍，還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、減摩耐磨、自潤(rùn)滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消音、電絕緣等性能。再如，石墨纖維與樹(shù)脂復(fù)合，可得到膨脹系數(shù)幾乎等于零的材料。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的另一特點(diǎn)是各向異性，因此可按制件不同部位的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)纖維的排列。如以碳纖維或碳化硅纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，在500℃時(shí)仍能保持足夠的強(qiáng)度和模量，比未增強(qiáng)的鋁好得多；碳化硅纖維與鈦復(fù)合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片；碳化硅纖維與氮化硅陶瓷復(fù)合，使用溫度可達(dá)1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度高很多。

非金屬基復(fù)合材料由于密度小，用于汽車(chē)可減輕重量、提高車(chē)速、節(jié)約能源。如用碳纖維增強(qiáng)塑料制成的車(chē)身和發(fā)動(dòng)機(jī)罩，其重量可比金屬制的輕一半以上；用碳纖維與玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大五倍多的鋼片彈簧相等。

復(fù)合材料中應(yīng)用最廣的是玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其次是碳纖維、石墨纖維、硼纖維、芳綸纖維和碳化硅等增強(qiáng)的復(fù)合材料。高級(jí)復(fù)合材料由于價(jià)格昂貴，主要用于軍工、航天、原子能等尖端技術(shù)，民用方面除高級(jí)運(yùn)動(dòng)器材和關(guān)鍵性機(jī)械零部件外，其他還很少正式采用。

復(fù)合材料范圍廣，品種多，性能優(yōu)異，有很大的發(fā)展前途。玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料中的片狀模塑料發(fā)展很快，已出現(xiàn)了許多分支，其制品已由非受力件擴(kuò)大到受力件如傳動(dòng)支架等。玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的用途越來(lái)越廣，其發(fā)展速度在有的國(guó)家已超過(guò)熱固性的增長(zhǎng)率。

高級(jí)復(fù)合材料的發(fā)展方向是降低成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。用兩種或兩種以上的不同纖維作為增強(qiáng)材料，不但可降低成本，且其混合效應(yīng)超過(guò)一般的混合規(guī)律。航空中的基本結(jié)構(gòu)件、工業(yè)用機(jī)器人、晦洋開(kāi)發(fā)用的結(jié)構(gòu)材料、汽車(chē)片彈簧和驅(qū)動(dòng)軸等，將越來(lái)越多地采用混合纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

定向凝固的鑄造復(fù)合材料如碳化鉭與鎳或鈷、碳化鈮與鈮等的共晶復(fù)合材料，以及無(wú)機(jī)纖維增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料，使用溫度均超過(guò)現(xiàn)有的耐熱合金，也將得到發(fā)展。碳纖維與銅的復(fù)合材料可用作低電壓、大電流電機(jī)和超導(dǎo)等特殊電機(jī)的電刷材料，耐磨減摩和電子材料。

在成型工藝方面，增強(qiáng)反應(yīng)注射成型、反應(yīng)注射成型、彈性貯存成型和真空浸清成型等均已獲得發(fā)展。功能復(fù)合材料將多種功能集于一身，如將光電材料與電磁材料復(fù)合成光磁復(fù)合材料。這種材料在功能轉(zhuǎn)換器件中很有發(fā)展前途。