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新一代民用飞机就看它了!这个高性能纤维及复合材料论坛含金量太高
日期:2024-05-21 来源:中国纺织 阅读人数:330

从零部件到垂尾和平尾,再到机身和机翼,从次承力结构到主结构递进,复合材料逐渐成为航空装备的主要结构材料之一,是新一代民用飞机先进性的重要标志。517日,航天航空用高性能纤维及复合材料论坛在连云港举办,专家、学者介绍了聚酰亚胺纤维、商用航空预浸料、碳化硅纤维、芳纶纸等航空复合材料的最新发展和应用情况,吸引了产业链上下游众多代表参加。

复合材料自动铺带、铺丝技术的应用,实现了复合材料构件的自动化制造,制造效率和质量稳定性得到进一步提高。自动铺放工艺用碳纤维预浸料成为复合材料的主流,在航空航天领域得到了广泛应用。中航复合材料有限责任公司研究员廖子龙介绍,当前,我国已经完成了航空用国产碳纤维评价、复合材料应用研究和考核验证,实现了300级、700级碳纤维批量在航空的应用,完成国产800级碳纤维评价、验证,复合材料应用研究和装机考核验证工作,进入小批生产应用。他表示,未来,先进复合材料用量及应用领域将不断增加,复合材料制造将向整体化、智能化、低成本化和快速工业化批产发展,航空发动机用复合材料、陶瓷基复合材料将有新的机遇。同时,他建议下一步应关注复合材料规范、材料通用数据库、测试与评价机构等。

聚酰亚胺纤维以其优良的力学性能、优越的耐热稳定性、优异的耐辐照特性有望成为下一代有机高性能纤维的典型代表。东华大学发展规划处处长、教授张清华对聚酰亚胺纤维材料发展进行了展望。他介绍,东华大学对聚酰亚胺纤维进行了深入的研究,建成了千吨级多品种的聚酰亚胺纤维,攻克了由于颜色单一而制约广泛应用的问题。目前我国已经形成了多个产业化基地,相关产品已处于国际前端,在航空航天、特种防护等领域得到广泛应用。聚酰亚胺纤维因为具有非常优良的特性,未来将在环境保护、航空航天、高性能复合材料领域有广阔的应用前景。东华大学目前正在进一步研发聚酰亚胺纤维、薄膜、树脂、分离膜、气凝胶纤维等产品。

随着航空航天技术的不断提升,陶瓷基复合材料的技术成熟度不断提高,应用范围不断拓展,高性能SiC纤维也迎来了快速发展的历史机遇期。福建立亚新材有限公司总工程师、副总经理黄祥贤介绍,碳化硅纤维具有高温抗氧化性、耐腐蚀、低密度和高强度,是理想的陶瓷基复合材料增强体。目前,第一、二、三代SiC纤维均已实现工业化生产,生产主要集中在日本。目前,立亚新材十吨级第二代连续碳化硅纤维生产线投产,2020年建成了吨级第三代连续碳化硅纤维生产线,技术产品优于国际。通过研究,他分析未来的高性能碳化硅纤维将是大晶粒尺寸、更耐高温、含涂层、细直径、大束丝、碳硅比例接近1:1的产品,其抗辐射能力更强,是新一代核燃料包壳的理想材料。

相关数据显示,2025年,全球航空市场预计需要 30000 吨碳纤维,其中 15500 吨用于商用飞机(预浸料产品)。中复神鹰碳纤维股份有限公司自主研发的Y60预浸料产品广泛应用于航空航天、压力容器、碳/碳复材、风电叶片、体育休闲、汽车工业、轨道交通、碳芯电缆、建筑桥梁等领域。中复神鹰(上海)科技有限公司常务副总经理郭鹏宗结合公司发展情况,介绍了商用航空预浸料的应用需求。他以T800级碳纤维预浸料为例,解读中国商飞对T800级碳纤维预浸料产品的各项指标需求及设计理念,并介绍国外层间增韧高温固化环氧树脂预浸料经典产品-赫氏M21和东丽3900的技术特点。

芳纶纸是由短切纤维和沉析纤维为原料,通过现代造纸湿法抄造和热压成型技术制备而成的功能性能材料,具有耐高温、高强高模、绝缘性能好、阻燃自熄、高尺寸稳定性、耐化学腐蚀等优良性能。烟台民士达特种纸业股份有限公司技术研发部兼品质管理部部长、高级工程师张峻华介绍了国产芳纶纸现状及其在蜂窝芯材领域应用研究。他将国产芳纶纸制作的蜂窝的性能指标和进口芳纶纸制作的蜂窝进行了对比,结果显示性能优异。目前国产芳纶纸制备的蜂窝结构件已经成功应用于无人机、直升机、战斗机、商用飞机、轨道交通等领域,使用效果良好。

 


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