先进复合材料（Advanced Composites，ACM）是指可用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。目前主要指有较高强度和模量的硼纤维、碳纤维、芳纶等增强的复合材料。碳纤维复合材料具有质量轻，较好的延展性、较高的比强度、导热、耐高低温、抗腐蚀隔热、减振以及独特的透电磁波，吸波隐蔽性和易加工性等特点，在航空航天领域应用较为常见。

碳纤维复合材料在航空航天等军事上的应用价值特别大。比如，在军用飞机和卫星方面，不仅要求材料要轻，强度要求也很高；在医疗器械方面，需要材质具备高透X光，还有与人体具有好的生物相容性；在军用船只方面，要耐高压更要耐腐蚀。面对这些苛刻要求，只有借助先进复合材料技术才能解决。

1、高的比强度和比模量

在不同飞行器上节省结构质量所具有的价值不尽相同,但是为达到减重的目标，除了优化结构形式外，采用高比强度、高比模量的材料几乎是唯一的途径。苏州挪恩复合材料利用碳纤维复合材料为国内某无人机厂商定制碳纤维部件，根据厂商的验收反馈，该款碳纤维无人机部件设计强度满足无人机使用需求，整体重量相交传统无人机重量减轻约40%，大幅度提升无人机的飞行里程和飞行速度，充分验证碳纤维在轻量化方面的优越性。

2、各向异性和可设计性

碳纤维复合材料表现出显著的各向异性，即沿纤维轴方向和垂直于纤维轴方向的许多性质，包括光、电、磁、导热、比热、热胀以及力学性能，都有显著的差别。

材料的各向异性虽给材料性能的计算带来麻烦，但也给设计带来较多的自由度。由于碳纤维复合材料铺层的各向异性特征，铺层取向又可以在很宽的范围进行调整，所以可通过改变铺层的取向与铺叠顺序来改变碳纤维复合材料的弹性和强度特性，以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的碳纤维复合材料结构。

碳纤维复合材料的力学性能存在着金属材料所没有的耦合效应。例如，单向板在受到非主轴方向拉伸时，将引起剪切变形，即拉剪耦合;当单向板受到非主轴方向弯曲时，将引起扭转变形，即弯扭耦合。对碳纤维复合材料耦合效应的巧妙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，而采用金属材料，这些问题是难以解决的。

3、良好的抗疲劳特性

疲劳破坏是材料在交变载荷下，由于裂纹的形成和扩展而产生的低应力破坏。在碳纤维纤维复合材料中存在着难以计数的纤维树脂界面，这些界面能阻止裂纹进一步扩展，从而推迟疲劳破坏的发生。碳纤维复合材料的拉/压疲劳极限值达到静载荷的70%～80%，而大多数金属材料的疲劳极限只有其静强度的40%～50%。

4、易于大面积整体成形

树脂基复合材料在成形过程中，由于高分子化学反应相当复杂，进行理论分析与机理预测常常会有许多困难。但是对于批量生产而言，当工艺规范确定后，复合材料构件的制作较为简单。

许多方法可被用于复合材料构件的成形，如采用拉拔、注射、缠绕、铺放技术，其中包括整体共固化成形和RTM(Resin Transfer Molding)成形，此类成形技术大大减少了零件和紧固件的数量，简化了以往金属钣金件冗长的生产工序，缩短了生产周期，并容易实现成形自动化。复合材料制件尺寸不受冶金轧板设备、加工和成形设备尺寸的限制。

以上特点让碳纤维复合材料在航空航天领域得到重点应用，相应的，这些特性也帮助大家解决了很多在航空航天领域中的设计难题。由于国内碳纤维技术与国外还存在一定差距，若想将碳纤维复合材料应用应用于更多领域，还需进行更为深入的研究。