玻璃基复合材料强度与韧性得到改善 相关研究成果不断增多

　　玻璃基复合材料，是以玻璃材料为基体，以陶瓷、碳、金属等纤维、晶须为增强体，复合得到的新型材料。

 

　　玻璃基复合材料可以采用的基体材料主要包括铝硅玻璃、硼硅玻璃、高硅玻璃、玻璃陶瓷（微晶玻璃）等，其中，玻璃陶瓷（微晶玻璃）又包括锂铝硅微晶玻璃、镁铝硅微晶玻璃、钡镁铝硅微晶玻璃等；可采用的增强材料主要包括氧化铝纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维等。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国玻璃基复合材料行业研究及十五五规划分析报告》显示，玻璃基复合材料研制的目的是改善原基体材料的强度与韧性。玻璃基复合材料在高温条件下具有粘滞流动性，可不损伤增强体、在玻璃态下复合致密，并通过析晶处理使复合材料使用温度进一步提高，可通过调整成分和析晶处理，使基体与增强体的膨胀系数、化学相容性提高。

 

　　按照基体材料与增强材料来看，玻璃基复合材料产品种类多样。中国科学院上海硅酸盐研究所与同济大学科学家研究发现，碳化硅（SiC）纤维增强铝硅酸锂（LAS）微晶玻璃基复合材料，当碳化硅纤维含量在30%时，复合材料的力学性能最优，抗折强度达到502MPa、断裂韧性达到10.2MPa·m~(1/2)。

 

　　2025年2月，中国科学院西安光学精密机械研究所公开了“一种玄武岩纤维增韧低膨胀玻璃基复合材料及其制备方法”专利，组分含量为30%~48%的β-锂霞石、0.2%~6%的玄武岩纤维、51.5%~67.5%的高硼硅玻璃粉，产品具有致密、密度小、机械强度高、热膨胀系数低等特点，力学性能及尺寸稳定性优良。

 

　　玻璃基复合材料的制备工艺主要有泥浆体热压烧结法、真空加压烧结法、基体扩散模压法、挤压法、化学气相渗透法（CVI）等。玻璃基复合材料的新型合成方法还在不断开发，2024年8月，华南理工大学联合多国科研团队提出了一种混合熔体合成新方法，制备得到高结晶度透明玻璃复合材料（HC-TGC），实现了热不兼容材料或多相材料在同一复合材料中的结合，相关成果发表于《自然通讯》。

 

　　新思界行业分析人士表示，玻璃基复合材料可用来制造雷达天线罩、耐腐蚀容器、耐热部件、热防护材料等，进而应用在军工国防、航空航天、通信、汽车、工业设备、医药包装等行业。玻璃基复合材料在航空航天领域，凭借耐高温性优、质量较轻等优点，可用来制造飞行器热部件；在工业设备领域，可用来制造大功率内燃机的增强涡轮、石油化工容器、垃圾焚烧处理设备等；在军工国防领域，可用来制造坦克装甲车辆及各类飞行器的内衬热防护材料。

 

关键字：