航空航天材料是一类特殊的材料，它与军事应用密切相关，同时其进步又对现代工业产生深远的影响，能够引领和带动相关技术进步和产业发展，衍生出更为广泛的、军民两用的新材料和新工艺。
代表航空航天技术开发水平的一个重要标志是聚合物复合材料使用数量的多少。这类材料包括玻璃纤维、碳纤维、芳酰胺纤维、芳杂环纤维、超高分子量聚乙烯纤维等复合材料增强体材料，环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、热固性聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、聚芳基乙炔树脂等复合材料基体材料。
聚合物复合材料在比强度和比刚度方面具有非常明显的优越性，兼备良好的结构性能和特殊性能，在航空领域获得了广泛的应用。空中客车A3XX飞机使用聚合物复合材料的比例达到25%。
一种很有希望的聚合物复合材料是高弹性模量的碳纤维增强塑料，特点是刚度大（弹性模量196GPa）、高温尺寸稳定性好，同时还保持了高的抗压强度（1000MPa）。采用以碳纤维增强塑料为基体的聚合物复合材料，是减轻结构质量的有效措施之一。在新一代航空技术装备中采用碳纤维增强塑料，可提高尾翼部件，特别是尾尖部件的空气动力学刚度，减轻结构质量，保证要求的飞行技术品质。高弹性模量的碳纤维增强塑料还可有效地应用于在开放的宇宙空间工作的接收与转发天线构件、无线电电子设备的承载构件、火箭零部件、薄壳构件及长的杆形件，热应力仅为金属构件的1/20～1/10。高弹性模量碳纤维增强塑料的以上特性结合其低密度特点，可制造供组装与维修空间站用的操作手。今后几年需要解决的问题包括：进一步改进碳纤维增强塑料的结构特性与特殊性能，特别是要将工作温度提高到400℃。
作为结构材料，一种新型复合材料——有机塑料将发挥越来越大的作用。最近几年，正在研制第2代有机塑料。单一用途的有机塑料的抗拉强度值达到3000 ～3200MPa，弹性模量值提高到130GPa。试验研究表明，还有可能获得弹性模量为200～250GPa的有机塑料。值得指出的是，这实际上就是将工作温度范围扩大1倍（205～300℃），还可显著降低复合材料的吸水率。在比强度和比弹性模量方面，现代的有机塑料，特别是未来的有机塑料将超过所有已知的以聚合物、金属和陶瓷为基体的复合材料。目前，以预浸胶工艺制造的玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料结构件得到越来越多的应用。采用这种工艺方法时，只需一道工序就可制得具有普通曲率和复杂曲率的零件。与传统的聚合物复合材料相比，预浸胶基复合材料的特点是抗裂性提高40%～50%、抗剪强度提高20%～50%、疲劳强度和持久强度提高20%～35%。采用这种复合材料，可使劳动量与耗能量减少1/2 ；使结构质量（特别是在采用蜂窝填充剂的情况下）减轻50%，结构密封性提高5倍。
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