復(fù)合材料研究新進(jìn)展

1.41.4炭/炭復(fù)合材料復(fù)合材料研究新進(jìn)展復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料，它可以發(fā)揮各組元材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一組元的缺陷。復(fù)合材料按用途可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料，根據(jù)基體種類可分為金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料和炭基復(fù)合材料等，按增強(qiáng)（韌）相可分為顆粒增強(qiáng)、晶須增強(qiáng)或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、體育器材、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，近幾年更是得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1復(fù)合材料領(lǐng)域的國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)及進(jìn)展金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料是包括顆粒、晶須、纖維增強(qiáng)金屬基體的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料兼具金屬與非金屬的綜合性能，材料的強(qiáng)韌性、耐磨性、耐熱性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性及耐候性能適應(yīng)廣泛的工程要求，且比強(qiáng)度、比模量及耐熱性超過(guò)基體金屬，對(duì)航空航天等尖端領(lǐng)域的發(fā)展具有重要作用。陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料的增韌材料主要有碳纖維、碳化硅纖維（SiCf）、玻璃纖維、氧化物纖維，以及碳化物和氧化物顆粒等，基體材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)材料是以熱固性或熱塑性樹(shù)脂為基體材料和另外不同組成、不同性質(zhì)的短切的或連續(xù)纖維及其織物復(fù)合而成的多相材料。常用的增強(qiáng)纖維材料有玻璃纖維、碳纖維、高密度聚乙烯纖維等。聚合物基復(fù)合材料密度低、比強(qiáng)度高，耐腐蝕、減振性能好，模量高和熱膨脹系數(shù)低，是一種高性能工程復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和軍事等領(lǐng)域。(C/C)復(fù)合材料是以碳纖維增強(qiáng)炭基體的復(fù)合材料，其使用溫度高達(dá)2000c0以上，密度低于2.0g/cm3,比強(qiáng)度是高溫合金的5倍，是一種優(yōu)秀的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料。C/C復(fù)合材料早在20世紀(jì)70年代末80年代初己成功用于航天飛機(jī)的鼻錐帽和機(jī)翼前緣，滿足了航天飛機(jī)多次往返飛行的需求。2我國(guó)復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀金屬基復(fù)合材料我國(guó)結(jié)合國(guó)防軍工及高技術(shù)發(fā)展的需要，己開(kāi)展顆粒與纖維增強(qiáng)鋁基、鈦基、鎂基、鐵基、銅基等各類金屬基復(fù)合材料的研發(fā)，己有較好的研究基礎(chǔ)。顆粒增強(qiáng)PRA的研究己形成了自身的特色，不僅基礎(chǔ)研究工作的深度和水平處于國(guó)際前列，研制的鋁基復(fù)合材料的性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，而且應(yīng)用研究正在和國(guó)外應(yīng)用研究接軌，并努力將材料推向?qū)嶋H應(yīng)用。結(jié)合鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用要求，我國(guó)還發(fā)展了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磨擦磨損特性、疲勞特性、尺寸穩(wěn)定性等應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為鋁基復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。在鋁基復(fù)合材料的復(fù)合和成形技術(shù)研究方而，己基本掌握了精密鑄造、擠壓成形、超塑成形、攪拌鑄造、真空壓力浸漬等技術(shù)，并達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。在鑄造法制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究方而，我國(guó)己經(jīng)解決了復(fù)合材料鑄造成形中的一些缺點(diǎn)。陶瓷基復(fù)合材料纖維增強(qiáng)的CMC一直是CMC研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，我國(guó)從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始對(duì)cf/Sic、Sicf/Sic>cf/LAS、Sicf/LAS、Sicf/LcAS等高性能纖維增強(qiáng)CMC進(jìn)行重點(diǎn)研究，研究?jī)?nèi)容包括工藝、組成、顯微結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱處理等方面。在航空航天領(lǐng)域，我國(guó)突破了航空航天用碳化硅陶瓷基復(fù)合材料制造與應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能、低成本制造工藝、制造設(shè)備和應(yīng)用考核3個(gè)技術(shù)平臺(tái)。2.32.3聚合物基復(fù)合材料我國(guó)聚合物基復(fù)合材料的研究始于1958年，第一個(gè)產(chǎn)品就是我們所熟知的玻璃鋼。我國(guó)的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末期，近20年來(lái)取得了快速發(fā)展，迄今，我國(guó)己經(jīng)成功將碳纖維、芳綸纖維、高強(qiáng)度玻璃纖維三大增強(qiáng)纖維增強(qiáng)的高性能聚合物基復(fù)合材料實(shí)用化，其中高強(qiáng)度玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料己達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，形成了年產(chǎn)500t的規(guī)模。我國(guó)采用插層復(fù)合法，使無(wú)機(jī)顆粒在聚合物中以納米級(jí)分散，實(shí)現(xiàn)了高分子與層狀硅酸鹽片層在納米尺度上的復(fù)合，并在世界上首次發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料體系中的某些液晶行為，使這一研究處于世界領(lǐng)先之列，研制的復(fù)合材料己實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)并在化工管材和建筑行業(yè)得到應(yīng)用。炭/炭復(fù)合材料我國(guó)在民用領(lǐng)域如化工、電子、機(jī)械、冶金等行業(yè)迫切需求高性能C/C復(fù)合材料;在C/C航空制動(dòng)材料制備技術(shù)方而，我國(guó)攻克了高性能C/C航空制動(dòng)材料制備方法、工藝裝備、性能測(cè)試與評(píng)價(jià)等一系列技術(shù)難題，形成了多項(xiàng)重大發(fā)明，取得了一系列創(chuàng)新成果，創(chuàng)立了材料性能測(cè)試和評(píng)價(jià)方法，建立了我國(guó)C/C航空制動(dòng)材料地而試驗(yàn)裝置及規(guī)范和試飛標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了我國(guó)自己的高性能C/C復(fù)合材料制備工業(yè)技術(shù)平臺(tái)。研制生產(chǎn)的C/C航空剎車副己成功應(yīng)用于民用和軍用飛機(jī)。3關(guān)于我國(guó)未來(lái)發(fā)展復(fù)合材料技術(shù)的建議：為了使我國(guó)復(fù)合材料能在21世紀(jì)保持持續(xù)、高速發(fā)展，滿足航空航天、汽車工業(yè)、信息技術(shù)、資源短缺和能源危機(jī)、環(huán)境治理等對(duì)高性能復(fù)合材料的需求，在今后一段時(shí)間內(nèi)，復(fù)合材料的研究發(fā)展應(yīng)注重以下幾個(gè)方而的工作：應(yīng)積極開(kāi)拓復(fù)合材料新領(lǐng)域的研究，如多功能復(fù)合材料、機(jī)敏復(fù)合材料、智能復(fù)合材料、納米復(fù)合材料和仿生復(fù)合料。在基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)和制備方法上進(jìn)行深化、開(kāi)拓與創(chuàng)新。應(yīng)加大力度支持和推動(dòng)現(xiàn)有的達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)向縱深發(fā)展，壘實(shí)基礎(chǔ)，加速開(kāi)展工程化研究?？傊嚬I(yè)