复合材料：钓鱼竿到底贵在哪里？国防科大老师教你科学选竿复合材料|鱼竿|碳纤维|国防科技大学

复合材料，这样一个耳熟能详的材料名称，几乎出现在了我们生活的方方面面。
那么，什么是复合材料呢？顾名思义，就是将不同的材料复合在一起，形成一种性能更优的新材料。纤维和树脂进行复合，就是目前最常见、最常用的复合材料之一。目前，市面上好一点的钓鱼竿几乎都是碳纤维复合材料制作的。

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不妨通过钓鱼竿简单了解一下复合材料。
碳纤维钓鱼竿可分为HCF（高级）、SCF（高高级）、VCF（特级）和TCF（顶级）。这里的级别指的是所用碳纤维的等级。复合材料的力学性能主要就由碳纤维来决定。碳纤维的级别越高，其力学性能越好，制作出来的鱼竿强度也就越大，当然，价格也会越高。
还有一组词汇是NORMAL、HVF和SVF 。这指的是鱼竿所用复合材料中碳纤维含量的高低。碳纤维需要树脂固定赋形，有点类似于钢筋混凝土中钢筋和混凝土的关系。碳纤维起受力的作用；树脂主要承担赋形的作用，其含量几乎不影响材料的强度。因此，树脂含量越低，同样强度的鱼竿重量就越轻。
NORMAL级别的碳纤维体积分数一般在66%左右， HVF级别约为70% ， SVF级别则接近80% 。同样的，级别越高，材料和制作工艺要求越高，价格也是越贵的。至于有厂商标称含碳量百分之九十九，那是针对整根鱼竿相对于其他材料而言碳纤维复合材料的用量，而不是指碳纤维复合材料本身的特性，参考意义并不大。
那究竟应该如何选择碳纤维鱼竿呢？
鱼竿上通常会标注IM6、IM7、IM8、IM9……或者24T、30T、40T、60T之类的标识。 IM6、7、8……是美国Hexcel（赫氏）公司生产的HexTow碳纤维，而24T、30T、40T……则是日本Toray（东丽）公司生产的Torayca碳纤维。
那是不是数字越大，性能就越好呢？以Hexcel的HexTow碳纤维为例，其性能数据表如下所示。
以IM6为例，强度为5723 MPa ，也就是想拉断一平方毫米粗细的IM6碳纤需要584公斤的力，这是非常强的材料。这就是为什么有人经常说，现代的碳纤鱼杆钓鱼是拉不断的，断杆的原因除了生产缺陷，都是不当使用和磕磕碰碰造成的。
模量对应鱼竿的敏感度，应变是指碳纤被拉到断时被抻长了百分之多少。应变越大的碳纤维，做出的杆子越不怕弯，越能有效的缓冲，即韧性更好。对于钓鱼爱好者来说，真正关心的是同样杆子，哪根更轻，或相同重量，哪根更强。这里就要引入比模量和比强度的概念。
比模量和比强度是单位重量的材料的模量和强度。这两个物理量相当于拿两根一样重的杆子去比较，哪个敏感，哪个结实。这样的比较对钓鱼人才有意义。从表中数据可知， IM6比模量、比强度都优于IM7 ， IM8与IM9比强度相当，但比模量高于IM9 。 IM10的比强度、比模量遥遥领先，即敏感又结实。
这么一看，是不是觉得复合材料不过如此？
当然不是，复合材料技术作为全球军事科技的高地之一，其原材料、设计、制备工艺都还处于不断发展的阶段。
以航空航天为例，复合材料的用量已然成为航空航天器先进程度的标志之一。美国F-22战机上复合材料用量已达总重量的40%；我国歼-20战机上用量也达到了29% ，但显然还存在不小的差距。这样的差距是怎样产生的呢？这就需要对复合材料有相对具体和系统的认知了。

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F-22战机复合材料用量为40%