复合材料中应用最广泛的还属纤维增强复合材料，而纤维增强复合材料的典型应用是纤维缠绕增强压力容器，如车载气瓶。纤维缠绕压力容器主要由芯模和缠绕层组成。芯模起支撑整体结构与防止泄漏的作用，而缠绕层主要作用是增强容器的承载能力。缠绕层又包括纤维和树脂基两种材料。压力容器的承载能力主要取决于纤维层的强度。树脂基除了有很好的抗阻尼性和延展性，还能够把纤维粘结在一起保护纤维免于化学侵蚀和机械磨损。

　　与传统的金属压力容器相比，纤维缠绕压力容器具有以下优点：

　　（1）质量轻、体积小。传统的高压容器多为金属容器。由于金属强度有限，要提高容器工作压力，必须增加容器壁厚。这样的容器占地空间和质量就会增加，导致存储和运输不便。在保证同样强度的情况下，纤维增强压力容器是由质量更轻的纤维缠绕在很薄的芯模上形成层合结构。这样可以大大减轻容器质量和体积。

　　（2）强度大、安全性能高。传统的压力容器大多为单层结构。这种结构无法施加预紧力，并且结构中一旦有裂纹出现，极易产生应力集中，引发泄漏。而纤维增强容器为层合结构， 可以通过施加预紧力来提高容器强度。此外，单根纤维破坏对纤维束整体的承 载能力影响很小，加上纤维缠绕层具有高的比强度，所以这样既增加了容器强度又避免了容器发生爆炸的危险。

　　（3）耐腐蚀、抗磨损。传统压力容器主要采用金属制造，金属的抗化学腐蚀性能和耐磨性能偏低，大大缩减了容器的使用寿命。而纤维增强复合材料容器的树脂基恰恰弥补了这一不足，它起到了保护增强纤维的作用。

　　（4）绝缘性能好、绝热性能好。众所周知，金属是电和热的良导体，所以外界的环境条件变化会对容器产生很大的影响。纤维和树脂基的绝热性能和绝缘性能好，所以复合材料气瓶对 温度和电的敏感程度小。

　　（5）阻尼性强、抗冲击、延展性好的树脂基提高了复合材料的韧性，使其具有了很好阻尼特性、减震特性和抗冲击特性，使其能在较恶劣的环境下使用。

　　（6）易制造、成本可调。单层结构压力容器的“筒节锻焊”制造成本较高且生产效率低，这种方式很难避免腐蚀、疲劳等缺陷。而复合材料压力容器要求内衬的厚度较薄，且容易成型。纤维缠绕机床具有机械化和自动化程度高，所以可以提高制造复合材料压力容器的效率和质量。复合材料压力容器的另一优点是成本可调，它的成本主要取决于纤维材料和内衬的性能。可以通过不同纤维和不同内衬的搭配来调整成本。

　　（7）容器结构设计灵活。金属厚壁压力容器结构设计单一，其承载能力也不高。而复合材料压力容器的许多结构参数都可以灵活改变。如：内衬壁厚、缠绕层材料、纤维预紧力等。为了满足各种应用需求，可以改变其相应的材料参数。

　　综上所述，复合材料整体性能优良，应用领域广泛，对其研究具有很高的学术意义和工程价值。

　　阅读延伸：《关于碳纤维压力容器的失效研究》