復合材料
強化塑料和高級復合材料
在過去三十年中，聚合物基質(zhì)復合材料的開發(fā)取得了長足的進步。纖維增強聚合物的復合材料具有極佳的強度和硬度。
先進復合材料又稱為高性能復合材料，它含有大量（約占總體積的60%）的耐受性極佳的連續(xù)纖維，這些連續(xù)纖維通常由碳、玻璃或芳綸材料組成。歐洲和美國的航天航空行業(yè)一直是先進復合材料研究的主要驅(qū)動力。由于高性能復合材料具有極佳的硬度和強度，且重量輕，因此是航天航空行業(yè)的理想材料。重量的降低可以提升燃油效率，并促進了能運輸更多乘客和貨物且速度更快的大型飛機的制造。復合材料的其它優(yōu)點包括耐腐蝕性和抗疲勞特性。因此航天航空行業(yè)、公共機構(gòu)和學術機構(gòu)在這種材料上投入了大量的研發(fā)資源。既然復合材料具有諸多優(yōu)勢，且聚合物和強化物的種類多樣，因此這些材料開始應用于其它行業(yè)，尤其是醫(yī)療技術領域。
圖1：植入物、手術儀器和整形外科器械中使用的復合材料和金屬的物理和機械特性比較
降低制造成本
盡管復合材料的上述優(yōu)勢對患者和外科醫(yī)生有一定的吸引力，但轉(zhuǎn)向復合材料的商業(yè)動機仍是一個至關重要的實際問題。成本通常是復合材料使用的最大障礙。由于復合材料的制造成本較高，因此復合材料組件在很多情況下較金屬組件更昂貴。因此，在早期開發(fā)階段考慮制造相關的成本削減策略極為重要。
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