谈球吧下载Carbon carbon composite material

说起材料，似乎挺复杂的，其实不尽然。大家肯定都听说过石器时代、铜器时代和铁器时代。这很通俗、又很清楚的表明了人类历史发展与材料的关系。到今天，全球材料结构中仍然有有大约一半是钢铁或其合金，从这个意义上讲，我们现在仍然处于铁器时代。

一种用于结构的好材料，一般应具有较大的强度，或者外力作用下发生形变相对较小，或者重量较轻。而有时候，我们要求材料必须同时具备强度高、变形小和重量低这三种特性。因此，材料科学领域提出了比强度和比模量的概念。

比强度（specific strength）是材料的强度（断开时单位面积所受的力）除以其密度。又被称为强度－重量比。比强度高，简单的说，就是材料又要结实，又要轻。

举个例子来说，比普通钢强度高7倍的合金钢，够结实。可是太重。要用合金钢增加结构强度，就必须同时增加重量，这对需要高速运动的物体，意义就不大了。因此我们说，合金钢的比强度还是不够高。

各种工程材料，比如木材、铝、钢，它们的比强度差别很大，但比模量其实都差不多，从比模量角度，他们之间相互替代的意义也并不大。

对了，就是航空和航天工业。飞行器的运动速度高，过载大，对材料强度和变形有严格要求。而且，商用飞机每减重一公斤，一年就能节约3000美元的燃料。远程火箭、太空飞船每减重一公斤，就能节约10，000美元的燃料。能够减少重量，就能够增加有效载荷，降低飞行成本。因此高速飞行领域对材料重量是很敏感的。

当然，大家可以联想到，航空航天领域的材料，还需要一个特质，就是耐高温。

有朋友说：那钛合金呢？没错，钛合金确实比钢铁更加符合飞行器的要求。但问题是钛资源很少，开采、提炼和加工又很麻烦，因此钛合金的价格相当昂贵。这部分的限制了钛的大规模商用，甚至是大规模军用。对于钛合金，兵器迷将来另有专贴分析，这里就不赘述了。

强度高、变形小、重量低、耐高温、不太贵。这五个要求像是密集的交叉火力，把绝大部分已知材料封杀殆尽。就在这个时候，咱们故事的主角，碳纤维复合材料，终于登场了。