Los materiales compuestos son materiales con nuevas propiedades que se componen de dos o más materiales con diferentes propiedades mediante métodos físicos o químicos a nivel macro (micro). Varios materiales se complementan entre sí en términos de rendimiento, creando un efecto sinérgico, haciendo que el rendimiento general de los materiales compuestos sea mejor que el de los materiales componentes originales y cumpliendo con diferentes requisitos. Los materiales matrices de los materiales compuestos se dividen en dos categorías: metálicos y no metálicos. Los sustratos metálicos comúnmente utilizados incluyen aluminio, magnesio, cobre, titanio y sus aleaciones. Los sustratos no metálicos incluyen principalmente resina sintética, caucho, cerámica, grafito, carbono, etc. Los materiales de refuerzo incluyen principalmente fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de carburo de silicio, fibra de asbesto, bigotes, alambre metálico y partículas finas duras.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la resina y la fibra de vidrio continúan avanzando técnicamente y, en general, las capacidades de fabricación de los fabricantes han mejorado. El precio y el costo de los materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio han sido aceptados por muchas industrias. , pero muchas industrias han aceptado los materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio. Los materiales compuestos aún no son lo suficientemente fuertes para competir con el metal. Por ello, han ido apareciendo uno tras otro materiales compuestos reforzados como la fibra de carbono y la fibra de boro, haciendo más completa la familia de compuestos poliméricos y convirtiéndose en un material imprescindible para muchas industrias. En la actualidad, la producción anual de materiales compuestos en el mundo ha alcanzado más de 5,5 millones de toneladas, con un valor de producción anual de más de 130 mil millones de dólares estadounidenses, si se incluyen los productos aeroespaciales militares de alto valor de Europa y Estados Unidos. el valor de salida será aún más sorprendente. Desde una perspectiva global, la producción mundial de materiales compuestos se concentra principalmente en Europa, América y Asia Oriental. En los últimos años, la producción y la demanda de materiales compuestos en Europa y Estados Unidos han seguido creciendo, mientras que Japón en Asia se ha desarrollado relativamente lentamente debido a la recesión económica, pero el mercado en China, especialmente en China continental, se ha desarrollado. rápidamente. Según las estadísticas de PPG, el mayor fabricante de materiales compuestos del mundo, la cuota mundial de materiales compuestos de Europa en el año 2000 fue aproximadamente del 32%, con una producción anual de aproximadamente 2 millones de toneladas. Al mismo tiempo, la tasa de crecimiento anual promedio de los materiales compuestos en los Estados Unidos en la década de 1990 fue aproximadamente el doble de la tasa de crecimiento del PIB estadounidense, alcanzando entre 4 y 6. En 2000, la producción anual de materiales compuestos en los Estados Unidos alcanzó aproximadamente 1,7 millones de toneladas. En particular, el rápido aumento de los materiales compuestos para automóviles ha provocado el resurgimiento de los automóviles estadounidenses en el mercado mundial. El desarrollo de materiales compuestos en Asia en los últimos años está estrechamente relacionado con los cambios generales en la economía política, y la participación de cada país ha cambiado mucho. En general, los materiales compuestos en Asia seguirán creciendo, con una producción total en 2000 de aproximadamente 1,45 millones de toneladas y se espera que alcance 1,8 millones de toneladas en 2005.
Desde una perspectiva de aplicación, los materiales compuestos se utilizan principalmente en la industria aeroespacial, automotriz y otras industrias en Estados Unidos y Europa. En 2000, el consumo de materiales compuestos para piezas de automóviles en los Estados Unidos alcanzó las 148.000 toneladas, y se estima que el consumo de materiales compuestos para automóviles europeos alcanzará las 105.000 toneladas en 2003. En Japón, los materiales compuestos se utilizan principalmente en la construcción residencial, como en equipos de baño. El consumo de estos productos en 2000 alcanzó las 75.000 toneladas, mientras que el consumo en automóviles y otros sectores fue sólo de 24.000 toneladas. Sin embargo, desde una perspectiva global, la industria automotriz es el mayor usuario de materiales compuestos y su potencial de desarrollo futuro todavía es enorme. Actualmente se están desarrollando muchas tecnologías nuevas. Por ejemplo, para reducir el ruido de los motores y aumentar el confort de los automóviles, se están realizando esfuerzos para desarrollar placas de acero amortiguadoras de vibraciones con resina termoplástica adherida entre dos capas de placas laminadas en frío para satisfacer las necesidades de los motores en desarrollo; Los pistones, bielas y cojinetes de motores de alta velocidad, sobrealimentación y alta carga han comenzado a utilizar materiales compuestos de matriz metálica. Para cumplir con los requisitos de ligereza de los automóviles, se utilizarán cada vez más materiales compuestos nuevos en la industria de fabricación de automóviles. Al mismo tiempo, a medida que la gente presta cada vez más atención a las cuestiones de protección ambiental en los últimos años, se ha promovido aún más la aplicación de materiales compuestos poliméricos para reemplazar la madera. Por ejemplo, los materiales compuestos procesados a partir de fibras vegetales y residuos de plástico se han utilizado ampliamente en América del Norte como paletas y cajas de embalaje para reemplazar los productos de madera, y los materiales compuestos degradables también se han convertido en el foco de la investigación de desarrollo nacional y extranjera.
Además, la nanotecnología ha ido atrayendo gradualmente la atención de la gente y la investigación y el desarrollo de nanocompuestos también se ha convertido en un nuevo punto de interés. Los plásticos nanomodificados pueden cambiar la agregación y la morfología cristalina de los plásticos, dándoles así nuevas propiedades. Al tiempo que superan la contradicción incompatible entre rigidez y dureza de los materiales tradicionales, también mejoran en gran medida el rendimiento general del material.