复合材料

本页只讲工业制造物质一章的一条中四内容标准：复合材料。考试会问清楚的复合材料定义、几个指名的例子连同其组成材料与改善后的性质，以及为何复合材料比其各个部分更好的推理。

这是描述与应用类的考点，所以精确的例子才能得分。

什么是复合材料

复合材料是把两种或以上不同材料结合起来制成的材料，一种主体材料（基体）与一种增强材料，使所得产品具有优于原有材料各自单独时的性质。复合材料的意义在于把各部分最好的特点结合起来：例如一种材料的强度与另一种材料的轻。

常见例子及其性质

你应掌握这些标准例子、它们的组成，以及各自获得的改善后的性质：

• 钢筋混凝土，用钢筋或钢网加固的混凝土。混凝土耐压但不耐拉；钢耐拉。这种复合材料两者都耐，所以用于建筑、桥梁、柱与梁。
• 玻璃纤维（玻璃增强塑料），嵌在塑料／聚酯树脂里的玻璃纤维。它轻、强而耐腐蚀，所以用于船体、汽车车身板、储罐与头盔。
• 光纤，极细的玻璃或塑料丝，以光脉冲的形式传递信息。用于电信与医疗仪器，因为它能以很小的损耗快速传输大量数据。
• 变色玻璃，含有卤化银颗粒的玻璃，在强光下变暗、在弱光下重新变清。用于眼镜镜片与汽车挡风玻璃。
• 超导体，在极低温下几乎无电阻地导电的材料，用于强力磁铁与先进电子器件。

为何使用复合材料

选用复合材料是因为它优于单一材料。一般理由是复合材料更强、更轻、更耐热、耐腐蚀或耐磨，或能做到任何单一材料都做不到的事，如既耐压又耐拉。

当你在答案里论证复合材料时，要说出它改善的性质以及它所使能的用途。

例题

题目。 一根钢筋混凝土梁总质量为 500 kg。

它含有总质量 40 kg 的钢筋，其余是混凝土。试计算 (a) 梁中混凝土的质量和 (b) 梁中钢的质量百分比。

第一步，求混凝土的质量。 混凝土质量 = 总质量 − 钢的质量 = 500 kg − 40 kg = 460 kg。

第二步，列出百分比式。 钢的质量百分比 =（钢的质量 ÷ 总质量）× 100。

第三步，代入并计算。 =（40 kg ÷ 500 kg）× 100 = 0.08 × 100 = 8 %。

答案。 (a) 混凝土的质量为 460 kg。

(b) 梁中钢的质量百分比为 8 %。

练习题

题目。 (a) 定义复合材料。

(b) 钢筋混凝土是混凝土与钢的复合材料。请从耐压与耐拉的角度解释它为何比单独的混凝土更好。

(c) 说出玻璃纤维的一项用途以及使它合适的性质。

答案。 (a) 复合材料是把两种或以上不同材料结合起来制成的，使产品具有比原有材料各自单独时更好的性质。(b) 混凝土耐压但不耐拉，而钢耐拉；把它们结合得到既耐压又耐拉的材料，所以受力时不易开裂。(c) 玻璃纤维用于船体（或汽车车身板），因为它轻、强而耐腐蚀。

考试提示

这里得分靠两样：定义（「把两种或以上材料结合以得到更好的性质」），以及对每个例子把组成材料与改善后的性质相配对。对钢筋混凝土，务必提到耐压与耐拉，这一对比就是评分点。

当被要求为某用途论证复合材料时，不要只说出它的名字；要说出使它适合该任务的性质（轻、强、耐腐蚀）。避免单独用「更好」这类含糊的词，要说出为何更好。

在考试里推断复合材料

许多复合材料题给你一个情境、问该选哪种材料。方法每次都相同：找出用途的要求，再选那个改善后的性质满足要求的复合材料。

船体必须轻、且在水中不腐蚀，所以玻璃纤维合适。桥梁必须承受重载而不开裂，所以钢筋混凝土合适。

要在阳光下变暗的眼镜镜片指向变色玻璃。通过从所需性质出发推理、而不是死记一份固定清单，你就能应对陌生的情境，并自然地写上高分题所要求的论证。

还要记住复合材料是物理结合，不是化合物，各种材料在产品中保留各自的身份。

本节定位

这是**工业制造物质一章的内容标准 8.4，与合金并列，是另一种设计出更好材料的方式。用本章复习笔记来加强，用例题**练习定义与应用题。

在我们的在线一对一 SPM化学课上，以英文授课，每小时 RM50 起，另有一小时付费试课，我们的老师确保每一种复合材料都与它的性质和用途配对，因为这种配对正是 4541 里拿满分的关键。

快速回顾

• 复合材料把两种或以上材料结合，得到比任一单独材料更好的性质。
• 钢筋混凝土 = 混凝土 + 钢；既耐压又耐拉。
• 玻璃纤维 = 玻璃纤维 + 塑料；轻、强、耐腐蚀。
• 光纤以光传递数据；变色玻璃在强光下变暗。
• 论证复合材料时，始终说出改善后的性质与其用途。