在漫漫的历史长河中，材料是人类社会和科学技术发展的物质基础，是人类文明程度的象征。伴随着材料的不断发展，人类对材料的应用历史也从远古的石器时代、青铜器时代，到当前的复合材料时代一路走来。当今材料的发展日新月异，21世纪将是一个新材料的世纪。作为与能源、信息及生物技术并称为现代科技四大支柱的材料技术，其快速发展将把人类物质文明推向一个更高更新的阶段。新技术的发展与材料的发展密切相关，社会发展需求的不断提升，使得传统的单一材料无法满足要求，材料的复合化、功能化、智能化、生态化已成为材料发展的必然趋势，这也使得复合材料成为继陶瓷、金属、聚合物之后的第四大材料。另一方面，经济的快速发展带来了生态和环保问题，因而对基于天然矿物高效综合利用和固体废弃物循环利用的矿物复合材料需求迫切。
复合材料是指两种或两种以上物理或化学性质不用的物质组合而成的一种多相固体物质。复合材料在人类历史中的出现远在几千年之前:先民用植物茎杆混合黏土作为建筑材料即可视为复合材料的滥觞;发展到如今，高楼大厦、桥梁堤坝中大规模应用的钢筋混凝土则是不折不扣的多相复合材料。在当今大力提倡生态环保、循环经济以及矿产和土地资源节约与综合利用的背景下，为大力发展基于天然矿物和固体废弃物综合利用制备矿物复合材料提供了契机。复合材料本身由多相组成，如果其中一相或多相为矿物材料则可称之为矿物复合材料。矿物复合材料具有诸多优点:首先，矿物来自于自然，人与自然和谐发展理应倡导天地人合一，在此基础上发展的矿物复合材料符合材料生态化的趋势;其二，矿物来源丰富，对降低复合材料成本有明显优势;其三，有部分矿物尤其是尾矿属于废弃物，而工业固体废弃物的堆存是环保问题之一，通过研发以此为原料制备复合材料则可以达到变废为宝的目的。以碳酸钙和黏土矿物为填料的聚合物基复合材料就是矿物复合材料的典型。目前关于复合材料方面的书籍众多，但鲜有从矿物角度出发，系统阐述天然矿物及工业固体废弃物资源化综合利用制备矿物复合材料，及其在矿物利用、尾矿与固废处理、改性、制备及应用方面的书籍。
作者长期以来从事复合材料的研究、开发和教学，尤其是近十余年来致力于矿物复合材料的研究和教学，依托地质过程与矿产资源国家重点实验室、岩石矿物材料开发应用国家专业实验室、矿物与固废资源综合利用行业工程实验室(筹)等科研平台，将矿物资源的高效利用、尾矿及工业固体废弃物的环境污染治理与资源化综合利用制备新材料结合起来，在地球科学、材料科学与工程、环境科学与工程等领域进行了一些交叉创新和有益的尝试。本书是在总结凝练研究工作的基础上，以本研究团队多年来的研究成果为主，参考国内外该领域的最新文献资料，结合教育部科学研究重点课题、863重大项目子课题、中国地质调查局综合利用项目等课题中有关矿物复合材料科研的最新进展进行编著的。
本书以矿物及其复合材料为主线，首先介绍了矿物复合材料的组成、改性、复合和成型工艺，然后分述了层状矿物、链状矿物、多孔矿物和纤维状矿物等不同种类矿物的结构特征及其复合材料的相关性能、应用和发展概况。既兼顾了复合材料的共性知识，也体现了矿物复合材料的特色;重点阐述了矿物/高分子纳米复合材料、矿物负载纳米复合材料的研究成果，还介绍了近些年来发展起来的尾矿及工业固体废弃物资源化利用制备矿物复合材料技术以及国外矿物复合材料的最新研究进展。本书还从矿物角度探讨矿物复合材料的多层次结构形成的物理化学条件及其规律、结构与性能的关系，为材料科学与工程、复合材料、高分子材料、材料化学、材料物理、矿物材料、矿物加工等专业的学生以及该领域的科研工作者在多尺度下认识矿物复合材料的形貌、界面，了解结构与性能的关系提供了一条新思路;为进一步开发高性能矿物复合材料的新品种、提升传统材料的性能并扩大其工程化应用范围提供一定的理论基础。另外，从应用角度还介绍了多种可用于复合材料的矿物体系，其中大部分是作者及其研究团队在该领域所做的研究工作的总结。希望本书能起到抛砖引玉的作用，书中所涉及的矿物复合材料制备技术、结构表征、界面改性及性能研究等内容对研究其他复合材料的结构、制备及性能具有一定的参考作用。本书将有助于读者了解矿物复合材料的基本知识、研究进展、应用及其发展趋势，促进矿物复合材料的发展以及与材料学科、岩石矿物材料学科、环境工程等学科的交叉创新研究。
本书由张以河负责编著，设计了大纲并负责撰写各章及全书统稿。沈博协助统稿并负责全书的图表和文字校对，参加本书资料收集和图表文献整理、校对工作的还有:于春晓、张安振、张锐、余黎、孟祥海、尹玉霞、甄志超、王凡等。本书的撰写和出版得到中国地质大学(北京)教务处教材出版基金的资助和有关部门的关心和大力支持。谨此致以诚挚的谢意。
矿物复合材料是符合循环经济、低碳环保、生态文明等国内外发展趋势的一类新材料，虽然年轻但充满活力和发展潜力。随着科学技术和社会需求的发展，各种矿物复合材料不断涌现，许多新品种还在不断发展中，其应用领域日益广泛，本书难以收集完全，其中遗漏、不妥之处敬请读者指正和不吝赐教。本书在编写过程中除了介绍作者研究团队的科研成果之外，还参阅、引用了其他大量相关文献。在此谨向所引用文献的作者们表示衷心地感谢。
张以河2013年7月17日于北京
