体育竞赛与复合材料

撑杆跳高的历史记载着一部材料史，当然也包含复合材料。二战前夕，日本运动员在撑杆跳高中曾有过优秀成绩。虽然不曾问鼎冠军宝座，但获得过 1932 年洛杉矶奥运会亚军，1936 年柏林奥运会的银牌和铜牌。日本的撑杆跳高成绩与当时所用的材料有关。因为当时撑杆跳高用的是竹竿，而且全世界的优秀撑杆选手全都用日本竹竿。

到了第二次世界大战中的 1942 年，美国运动员瓦马塔姆用一种新型的金

属材料撑杆创造了 4.7 米的撑杆跳世界纪录，从此，竹竿便退出了田径场，开始了金属撑杆的时代。

在 50 年代出现了玻璃纤维增强撑杆。1956 年墨尔本奥运会上，希腊选手拿出了玻璃纤维撑杆，取得了第三名，但并未引起人们高度重视，金属杆还占统治地位。到了 60 年代，美国运动员尤尔塞斯用玻璃纤维撑杆跃过了

4.89 米，玻璃纤维杆这才引起广泛的重视和采用，跳高纪录不断被刷新。当时，因为撑杆跳高成绩长期徘徊，人们认为 4.87 米是人的体力所能达到的极限，尤尔塞斯打破了极限，自然引起人们的注意，玻纤增强撑杆也迅速普及开来。

这种玻纤撑杆，准确地说，应该是玻璃纤维增强不饱和聚脂，就是人们常说的“玻璃钢”。它是用玻璃纤维做增强材料，或用玻璃布浸渍不饱和聚酯，加压固化成型以后成为一体而得到的。玻璃纤维在今天已经是很普通的材料了，是把玻璃熔化后拉成极细的丝，或纺织成织物，除了制造玻璃钢以外，还广泛用作隔热、保暖材料。

玻璃钢和钢并没有什么联系，这个名称只是用来形容它们强度高而已。玻璃钢的强度能与钢材料媲美，而比重比钢材小很多。不怕酸碱腐蚀，可以用来做化工原料和产品的贮槽、贮罐、管道等。玻璃钢有很好的绝缘性能，也用于电器、仪表等电器绝缘。1948 年美国海军曾经生产过一艘玻璃钢扫雷艇，因为船体不含钢铁，可以免受磁性水雷的威胁。另外，玻璃钢还用来制造游艇、船只等。

玻璃钢是以人工合成的材料制成的复合材料，已不同于以天然产物为原料的传统复合材料，所以它被称为现代复合材料。

玻璃纤维与环氧树脂也可以形成复合材料，这些复合材料被用作电工绝缘材料等一些工业用途上。

今天，玻璃撑杆已不大被人采用，玻璃纤维被碳纤维代替；不饱和聚脂被环氧树脂取代。这种碳纤维复合材料的性能比玻璃钢有了大幅度的提高，因而现在的撑杆更轻、强度更好。现在世界男子撑杆跳高纪录早已突破 6 米，

能跃过 6 米也不止一二个运动员。布勃卡自 1985 年以来保持着撑杆跳高的世界纪录，我们没有见到有关布勃卡手中长杆材质的报道，但相信一定是先进复合材料制成的。

这种用碳纤维作为增强材料的复合材料被称为先进复合材料，或新型复合材料。

制造碳纤维复合材料制品的方法和玻璃钢相似，把碳纤维织成布或毯，浸上环氧树脂，再一层层迭成所需要的形状，在模具里加温加压，环氧树脂聚合成为一个整体，以碳纤维为“骨”，塑料为“肉”，形成复合材料，也

可以在室温加压固化，但固化后耐热性差一些。

现在自行车赛场上，已很少见到传统的由碳钢和普通合金钢制成车轮的自行车了，现在赛车的后轮是一个像铁饼样的圆盘。理论计算结果表明这种碟式车轮阻力最小，如果用一般材料制造碟式车轮就会加重车轮重量，用新型复合材料制造碟式车轮，重量轻、强度高。这种新式赛车重量只有九公斤，比一般赛车轻得多。现在，新型赛车日新月异、层出不穷，但都离不开复合材料。

网球高手的球拍是用新型复合材料做成的，这种球拍重量轻、强度高、弹性好，击出的球速度快。

据说，当年成吉思汗的军队所用的弓是用动物胶粘合木片制成的，这种弓尺寸小、弹性大，而且没有扭曲变形，因而射击准确。今天，体育比赛所用的弓和箭都用先进复合材料制成，准确性和射击距离都大大超过前人。

还有，像赛艇、桨、钓竿、滑雪板、滑雪杆等。日本是碳纤维和新型复合材料生产大国，产品的 80％都用于高级体育用品。美国的新型复合材料则大规模应用到航空航天工业中。