碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

1、碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用域的應(yīng)用特別感謝以下人員特別感謝以下人員許許志永志永 代亞代亞 王通兵王通兵楊文曄楊文曄 宋洪發(fā)宋洪發(fā) 楊榮良楊榮良碳纖維復(fù)合材料的基本碳纖維復(fù)合材料的基本概念概念比強(qiáng)度比強(qiáng)度(specific strength)是材料的強(qiáng)度（斷開(kāi)時(shí)單位面積所受的力）除以其密度。又被稱(chēng)為強(qiáng)度重量比。比強(qiáng)度高，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是材料又要結(jié)實(shí)，又要輕。 比模量比模量(specific modulus)是材料的模量（在受力狀態(tài)下的應(yīng)力與應(yīng)變之比）除以其密度，又稱(chēng)勁度質(zhì)量比。比模量高，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是材料又要變形小，又要輕。 航空和航天工業(yè)。飛行器的運(yùn)動(dòng)速度高，過(guò)

2、載大，對(duì)材料強(qiáng)度和變形有嚴(yán)格要求。而且，商用飛機(jī)每減重一公斤，一年就能節(jié)約3000美元的燃料。遠(yuǎn)程火箭、太空飛船每減重一公斤，就能節(jié)約10,000美元的燃料。能夠減少重量，就能夠增加有效載荷，降低飛行成本。因此高速飛行領(lǐng)域?qū)Σ牧现亓渴呛苊舾械?。航空航天領(lǐng)域的材料，還需要一個(gè)特質(zhì)，就是耐高溫。 碳纖維碳纖維，指碳的重量占 90%以上的纖維狀碳材料。碳纖維與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成的材料，就是碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料(CFRP)。 碳纖維復(fù)材中最重要的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。其比模量比鋼和鋁合金高5倍，比強(qiáng)度要高3倍。而碳纖維的比

3、重，一般在左右，是鋁的二分之一，鋼的五分之一一般在左右，是鋁的二分之一，鋼的五分之一。碳在各種溶劑中不溶解，在隔絕空氣的惰性環(huán)境中(常壓下)，在高溫時(shí)也不會(huì)熔融，而且是在而且是在2000攝氏度攝氏度以上唯一強(qiáng)度不下降的已知材料。只有在以上唯一強(qiáng)度不下降的已知材料。只有在10Mpa壓力和壓力和3000K 以上高溫條件下，才不以上高溫條件下，才不經(jīng)液相直接升華。經(jīng)液相直接升華。在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，CFRP都具有很高的優(yōu)勢(shì)。碳纖維發(fā)展史碳纖維發(fā)展史 碳纖維的利用，可以追溯到1880年，那個(gè)以發(fā)明燈泡而著名的愛(ài)迪生，申請(qǐng)專(zhuān)利，提出利用碳纖維作

4、為電燈的燈絲，后來(lái)因?yàn)殒u絲的替代而不了了之。此后關(guān)于碳纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)，在很長(zhǎng)時(shí)間處于停滯狀態(tài)。直至二戰(zhàn)之后，美國(guó)和日本為主的研發(fā)工作陸續(xù)獲得突破，才終于迎來(lái)了碳纖維的春天。1950年，美國(guó)年，美國(guó)Wright-Patterson空軍基地開(kāi)始研究用人造絲制造碳纖空軍基地開(kāi)始研究用人造絲制造碳纖維，并得到了力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維維，并得到了力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維。1967年，美國(guó)年，美國(guó)Uninon Carbide公司已經(jīng)能夠供應(yīng)彈性模量為公司已經(jīng)能夠供應(yīng)彈性模量為106公公斤斤/厘米厘米2的石墨紗的石墨紗。1969年，日本東麗公司研制成功特殊的聚丙烯腈共聚年，日本東麗公司研制成功特殊的聚丙烯

5、腈共聚PAN纖維，并纖維，并結(jié)合結(jié)合Uninon Carbide公司的碳化技術(shù)，生產(chǎn)出了比強(qiáng)度和比模量都公司的碳化技術(shù)，生產(chǎn)出了比強(qiáng)度和比模量都很高的碳纖維很高的碳纖維。此后至今，東麗公司一直是首屈一指的高性能碳纖維供應(yīng)商，產(chǎn)量居世界首位。其與日本東邦和三菱人造絲三家日本公司，生產(chǎn)世界70%以上的軍用碳纖維，代表著當(dāng)今高性能碳纖維的最高水平。而以Akzo和Zoltek為代表的美國(guó)公司，則把持著低端碳纖維市場(chǎng)的主要份額。 在理論上，碳纖維的抗拉強(qiáng)度可能達(dá)到180Gpa,實(shí)驗(yàn)室碳纖維最高抗拉強(qiáng)度已達(dá)到9.03 Gpa，未來(lái)有可能做到20Gpa。碳纖維的絲束以K表示，1K表示一個(gè)絲束含1000根碳纖

6、維，3K就是3000根。一般來(lái)講，24K以下為小絲束（small tow）, 24K以上的為大絲束（large tow）。航空航天領(lǐng)域，特別是軍用航空領(lǐng)域，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上一般采用的是小絲束碳纖維復(fù)材，以3K的碳纖維為主。通常小絲束碳纖維的生產(chǎn)必須采用價(jià)格昂貴的特種聚丙烯睛PAN原絲，而且這些特種PAN原絲的生產(chǎn)技術(shù)是高度保密的，每家公司都有自己的專(zhuān)利技術(shù)。原絲制備技術(shù)高度保密，不出售，不轉(zhuǎn)讓。小絲束碳纖維產(chǎn)品的市場(chǎng)容量相對(duì)小，目前主要用于軍工產(chǎn)品。 而大絲束碳纖維，能夠以便宜而且公開(kāi)出售的民用聚丙烯作為原料，制備碳纖維。因此，價(jià)格優(yōu)勢(shì)非常明顯。2012年的國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)，年的國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)，48

7、K的只有一百多人的只有一百多人人民幣人民幣/公斤公斤，24K的二百多，的二百多，12K的三四百，到的三四百，到3K就要七八百，就要七八百，1K的則高達(dá)三四千元一公斤。的則高達(dá)三四千元一公斤。 用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的小絲束產(chǎn)品,屬于戰(zhàn)略性物資，國(guó)外對(duì)華禁運(yùn)，所以高層相當(dāng)重視，現(xiàn)在也是戰(zhàn)略重點(diǎn)。此外在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的低成本大絲束碳纖維,過(guò)去重視不太夠，現(xiàn)在都在往這個(gè)方向努力，但是尚未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度。從需求上看. 碳纖維碳纖維從從1950年代主要應(yīng)用在火箭、宇航及航空等尖年代主要應(yīng)用在火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)，到端科學(xué)，到1980年代被廣泛應(yīng)用于紡織、化工機(jī)械、建筑、年代被廣泛應(yīng)用于紡織、化工機(jī)械、建筑

8、、風(fēng)機(jī)葉片及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。比如，在體育領(lǐng)域，碳纖維主要應(yīng)風(fēng)機(jī)葉片及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。比如，在體育領(lǐng)域，碳纖維主要應(yīng)用于高爾夫棒、網(wǎng)球拍、賽車(chē)、弓箭、跳竿、冰球棒、游用于高爾夫棒、網(wǎng)球拍、賽車(chē)、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、賽艇、滑翔機(jī)、人力飛機(jī)、帆船桅桿、摩托車(chē)及登山艇、賽艇、滑翔機(jī)、人力飛機(jī)、帆船桅桿、摩托車(chē)及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀巖頭盔等用品，如登山杖、滑雪杖、攀巖頭盔等。 國(guó)內(nèi)各種應(yīng)用占碳纖維率需求比例，大致分別為工業(yè)60%、體育30%，航空10%，因此從推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的角度來(lái)說(shuō)，大絲束碳纖維，無(wú)疑具有更加廣闊的商業(yè)前景。 碳纖維的生產(chǎn)碳纖維的生產(chǎn) 碳纖維碳纖維根據(jù)基本材料不同，可分為根據(jù)基本材料

9、不同，可分為PAN基、瀝青基、酚醛基、纖維素基基、瀝青基、酚醛基、纖維素基.等不同的生等不同的生產(chǎn)工藝。這次，我們只談軍用高性能聚丙烯腈產(chǎn)工藝。這次，我們只談軍用高性能聚丙烯腈PAN碳纖維的生產(chǎn)工藝。雖然碳纖維的生產(chǎn)工藝。雖然PAN基碳纖維基碳纖維生產(chǎn)細(xì)節(jié)的保密度比較高，但是大致的原理是公開(kāi)的，先概要的介紹一下其生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)細(xì)節(jié)的保密度比較高，但是大致的原理是公開(kāi)的，先概要的介紹一下其生產(chǎn)過(guò)程。 如下圖1所示，PAN基碳纖維的生產(chǎn)，從原料單體到原絲、再到碳纖維成品加工，各道工藝的緊密相連，可以在一個(gè)車(chē)間內(nèi)連續(xù)的完成全套工藝流程。T300的生產(chǎn)的生產(chǎn) 據(jù)中國(guó)玻璃纖維復(fù)合材料信息網(wǎng)據(jù)中國(guó)玻璃纖維

10、復(fù)合材料信息網(wǎng) 2008年的報(bào)道，中復(fù)神鷹碳年的報(bào)道，中復(fù)神鷹碳纖維萬(wàn)噸碳纖維一期工程，纖維萬(wàn)噸碳纖維一期工程，2008年底在江蘇連云港正式投產(chǎn)，年底在江蘇連云港正式投產(chǎn)，目前形成目前形成 1000噸規(guī)模碳絲生產(chǎn)能力。該公司曾于噸規(guī)模碳絲生產(chǎn)能力。該公司曾于2007年年5月實(shí)月實(shí)現(xiàn)了碳化生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)碳纖維產(chǎn)量只有現(xiàn)了碳化生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)碳纖維產(chǎn)量只有20噸左右。此后新噸左右。此后新建了建了2500噸噸PAN碳纖維原絲和碳纖維原絲和1000噸碳化生產(chǎn)線(xiàn)。以噸碳化生產(chǎn)線(xiàn)。以45%股份成股份成為神鷹第一大股東的中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)董事長(zhǎng)張定金強(qiáng)調(diào)，為神鷹第一大股東的中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)董事長(zhǎng)張定金強(qiáng)調(diào)，

11、T300從設(shè)備到產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)百分之百?lài)?guó)產(chǎn)化。而且在技術(shù)研發(fā)上，從設(shè)備到產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)百分之百?lài)?guó)產(chǎn)化。而且在技術(shù)研發(fā)上，河南煤業(yè)化工集團(tuán)已經(jīng)擁有河南煤業(yè)化工集團(tuán)已經(jīng)擁有PAN基基T300碳纖維完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)碳纖維完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。軍工部門(mén)評(píng)價(jià)說(shuō)：體系。軍工部門(mén)評(píng)價(jià)說(shuō)：“T300的完全國(guó)產(chǎn)化，使得軍用次承力的完全國(guó)產(chǎn)化，使得軍用次承力結(jié)構(gòu)碳纖維獲得了完全自主權(quán)結(jié)構(gòu)碳纖維獲得了完全自主權(quán)”至此，可以說(shuō)，通過(guò)至此，可以說(shuō)，通過(guò)T300級(jí)軍用級(jí)軍用碳纖維的國(guó)產(chǎn)化，走出了中國(guó)打破國(guó)外壟斷和技術(shù)封鎖的第一碳纖維的國(guó)產(chǎn)化，走出了中國(guó)打破國(guó)外壟斷和技術(shù)封鎖的第一步。產(chǎn)品批量生產(chǎn)當(dāng)年，步。產(chǎn)品批量生產(chǎn)當(dāng)年，T300進(jìn)

12、口價(jià)應(yīng)激性的跌了一半（兩年進(jìn)口價(jià)應(yīng)激性的跌了一半（兩年后因?yàn)樾枨罅看髢r(jià)格又上去了后因?yàn)樾枨罅看髢r(jià)格又上去了)T700的生產(chǎn)的生產(chǎn) 據(jù)據(jù)2012年中國(guó)航空?qǐng)?bào)報(bào)道，中航工業(yè)董事長(zhǎng)林左鳴率隊(duì)赴位于江蘇常州國(guó)家高新技年中國(guó)航空?qǐng)?bào)報(bào)道，中航工業(yè)董事長(zhǎng)林左鳴率隊(duì)赴位于江蘇常州國(guó)家高新技術(shù)區(qū)的中簡(jiǎn)科技發(fā)展考察調(diào)研。中簡(jiǎn)科技成立于術(shù)區(qū)的中簡(jiǎn)科技發(fā)展考察調(diào)研。中簡(jiǎn)科技成立于2008年，承擔(dān)國(guó)家年，承擔(dān)國(guó)家“863”計(jì)劃高性能碳計(jì)劃高性能碳纖維項(xiàng)目，依托中科院山西煤炭化學(xué)研究院的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)纖維項(xiàng)目，依托中科院山西煤炭化學(xué)研究院的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)4年時(shí)間，建立了年時(shí)間，建立了T700碳碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)量可

13、達(dá)纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)量可達(dá)300噸。主要設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)噸。主要設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)98%，是國(guó)內(nèi)第一條，是國(guó)內(nèi)第一條T700高性能碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)。林左鳴明確提出，中航工業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品進(jìn)行支持，高性能碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)。林左鳴明確提出，中航工業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品進(jìn)行支持，規(guī)定成員單位必須使用已達(dá)標(biāo)的國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品。規(guī)定成員單位必須使用已達(dá)標(biāo)的國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品。T800的生產(chǎn)的生產(chǎn)據(jù)江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào)據(jù)江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào)2012年年7月消息，江蘇航科復(fù)合材料科技月消息，江蘇航科復(fù)合材料科技建成我國(guó)首條建成我國(guó)首條T800碳纖維產(chǎn)業(yè)化線(xiàn)。該項(xiàng)目碳纖維產(chǎn)業(yè)化線(xiàn)。該項(xiàng)目2009年底啟年底啟動(dòng)，航科投入億元，從原絲到成品技術(shù)均

14、為自主研發(fā)，動(dòng)，航科投入億元，從原絲到成品技術(shù)均為自主研發(fā)，生產(chǎn)線(xiàn)的開(kāi)工負(fù)荷已提升到生產(chǎn)線(xiàn)的開(kāi)工負(fù)荷已提升到90%，5個(gè)月來(lái)累計(jì)產(chǎn)出成品個(gè)月來(lái)累計(jì)產(chǎn)出成品500千克，合格率達(dá)到千克，合格率達(dá)到90%以上以上. 拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂延伸三大主要性能指標(biāo)以及線(xiàn)密度、導(dǎo)熱率等其他斷裂延伸三大主要性能指標(biāo)以及線(xiàn)密度、導(dǎo)熱率等其他各指標(biāo)，都與東麗公司的各指標(biāo)，都與東麗公司的T800產(chǎn)品相當(dāng)。目前，江蘇航產(chǎn)品相當(dāng)。目前，江蘇航科已申請(qǐng)專(zhuān)利科已申請(qǐng)專(zhuān)利85項(xiàng)，其中項(xiàng)，其中24項(xiàng)獲授權(quán)。項(xiàng)獲授權(quán)。首先是橫向比較，差距首先是橫向比較，差距巨大巨大.對(duì)于最高端的T800，江蘇航科5個(gè)月的產(chǎn)

15、量只有500公斤，即每個(gè)月100公斤的規(guī)模，可以說(shuō)仍然在試生產(chǎn)階段，距離真正的工業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化盈利，還有很長(zhǎng)一段路要走。而且，T700未實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化，T800國(guó)產(chǎn)化就差得更遠(yuǎn)。而美國(guó)波音公司，1985年T800就出來(lái)了第二就是質(zhì)量不穩(wěn)，廢品率高第二就是質(zhì)量不穩(wěn)，廢品率高。即便是正品，各批次生產(chǎn)的碳纖維的性質(zhì)也有差異，影響了后續(xù)復(fù)合材料的生產(chǎn)效果。而且難以搞清其中的原因同樣的生產(chǎn)線(xiàn)和生產(chǎn)工藝，這一批合格，下一批不合格；這一批模量高，下一批模量低，究竟是為什么呢？高性能碳纖維的生產(chǎn)工藝灰常、灰常繁復(fù)，可以說(shuō)到了苛刻的地步例1：很多工藝需要加入不同種類(lèi)的的穩(wěn)定劑、催化劑。比如預(yù)氧化過(guò)程中，紡

16、絲液就需要加入路易斯酸、脛胺、有機(jī)金屬絡(luò)合物鹽、鋁、硼、鈦的金屬有機(jī)化合物以及十二烷基苯磺酸鈉類(lèi)的金屬鹽等等穩(wěn)定劑，重量必須在原料的0.1-0.2%左右。例2：各工序的溫度和速度的控制精密。比如紡絲的多段凝固工藝中，第一段的溫度為35-80，結(jié)束后1秒中內(nèi)，就要迅速進(jìn)入第二階段。預(yù)氧絲在70毫克/袋的張力下，于惰性氣體中加溫，必須以每分鐘30升到600。再以每分鐘1000升到1300，同時(shí)保持20秒。絲毫不能馬虎。例3：設(shè)備運(yùn)作要求高。比如：預(yù)氧化過(guò)程中，4組導(dǎo)輥的直徑有嚴(yán)格要求，而且表面溫度必須分別為285，285，285和315,且絲束通過(guò)導(dǎo)輥的速度要求為毫米級(jí)/秒精度。例4：物理處理手段

17、同樣精密。比如，為防止碳化后碳絲強(qiáng)度降低，在碳化前對(duì)預(yù)氧化爐出口處對(duì)絲束施加克/袋的張力，并對(duì)絲束噴熱氣流，將單絲吹開(kāi)，改善絲束強(qiáng)度。中國(guó)碳纖維原絲生產(chǎn)的進(jìn)展中國(guó)碳纖維原絲生產(chǎn)的進(jìn)展1 T700：近近5年來(lái)，中國(guó)年來(lái)，中國(guó)T700級(jí)軍用碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟。網(wǎng)載，中復(fù)神鷹公司投產(chǎn)的級(jí)軍用碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟。網(wǎng)載，中復(fù)神鷹公司投產(chǎn)的T700生產(chǎn)線(xiàn)是目前世界上第三個(gè)采用干噴濕紡工藝體系的商業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)線(xiàn)是目前世界上第三個(gè)采用干噴濕紡工藝體系的商業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)，2014年獲得中年獲得中國(guó)建筑材料集團(tuán)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)進(jìn)步類(lèi)一等獎(jiǎng)，具有重要的戰(zhàn)略意義。國(guó)產(chǎn)國(guó)建筑材料集團(tuán)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)進(jìn)步類(lèi)一等獎(jiǎng)，具

18、有重要的戰(zhàn)略意義。國(guó)產(chǎn)T700已經(jīng)成功應(yīng)已經(jīng)成功應(yīng)用于風(fēng)力葉片、電纜復(fù)合芯、壓力容器和交通運(yùn)輸?shù)刃屡d工業(yè)領(lǐng)域，并初步用于某航空用于風(fēng)力葉片、電纜復(fù)合芯、壓力容器和交通運(yùn)輸?shù)刃屡d工業(yè)領(lǐng)域，并初步用于某航空機(jī)型和某航天設(shè)備。機(jī)型和某航天設(shè)備。 2 T800：從多個(gè)渠道獲得的信息都表明，繼從多個(gè)渠道獲得的信息都表明，繼2012年年25噸級(jí)噸級(jí)T800生產(chǎn)線(xiàn)竣工投運(yùn)后，中國(guó)首條千噸生產(chǎn)線(xiàn)竣工投運(yùn)后，中國(guó)首條千噸級(jí)級(jí)T800生產(chǎn)線(xiàn)于生產(chǎn)線(xiàn)于2014年年3月在江蘇鎮(zhèn)江新區(qū)奠基。江蘇航科投資月在江蘇鎮(zhèn)江新區(qū)奠基。江蘇航科投資6億元，預(yù)計(jì)億元，預(yù)計(jì)2016年投入年投入生產(chǎn)。截至生產(chǎn)。截至2014年底，航科先后

19、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利年底，航科先后申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利80余個(gè)，制定碳纖維生產(chǎn)余個(gè)，制定碳纖維生產(chǎn)流程測(cè)試規(guī)范流程測(cè)試規(guī)范42項(xiàng)，環(huán)保節(jié)能措施使產(chǎn)品成本降低項(xiàng)，環(huán)保節(jié)能措施使產(chǎn)品成本降低30%，產(chǎn)品性能離散型低于，產(chǎn)品性能離散型低于5%。江蘇。江蘇航科航科T800級(jí)材料已具備系列化高性能碳纖維制備技術(shù)和低成本化能力，碳纖維生產(chǎn)原材級(jí)材料已具備系列化高性能碳纖維制備技術(shù)和低成本化能力，碳纖維生產(chǎn)原材料和主要設(shè)備幾乎料和主要設(shè)備幾乎100%來(lái)自國(guó)內(nèi)。來(lái)自國(guó)內(nèi)。 3 T1000和更高：和更高：江蘇航科預(yù)計(jì)在江蘇航科預(yù)計(jì)在2020年，將建成千噸級(jí)年，將建成千噸級(jí)T1000碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)和百?lài)?/p>

20、級(jí)碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)和百?lài)嵓?jí)MJ系列高強(qiáng)度高模系列高強(qiáng)度高模量碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)。并開(kāi)展量碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)。并開(kāi)展T1200和和M70J等更高性能纖維以及專(zhuān)用復(fù)合材料的研制及產(chǎn)業(yè)等更高性能纖維以及專(zhuān)用復(fù)合材料的研制及產(chǎn)業(yè)化工作?；ぷ?。 與濕法紡絲相比，干濕法紡絲的優(yōu)點(diǎn)在于：1 可以進(jìn)行高倍的噴絲頭拉伸，因此紡絲速度高紡絲速度高；2 可在空氣層中形成一層致密的薄層，阻止碳纖維大孔洞的形成。這樣得到的纖維，結(jié)構(gòu)均勻，皮芯層差異小，強(qiáng)度和彈性好，截面結(jié)構(gòu)近似圓形，纖維表面光滑。紡出的纖維致密性好，體密度較高，纖維內(nèi)部缺陷少纖維內(nèi)部缺陷少。 因此，干噴濕紡是高性能PAN碳纖維原絲生產(chǎn)的國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。該技術(shù)此前一直被

21、日方東麗和東邦壟斷。國(guó)內(nèi)一直到2013年11月才初步試運(yùn)行成功，所以報(bào)道中說(shuō)是世界“第三家”。 中復(fù)神鷹的這套濕紡法系統(tǒng)，包括適用于干噴濕紡的均質(zhì)化聚合系統(tǒng)、低擾度空氣層纖維成型系統(tǒng)以及高速高倍蒸汽牽伸系統(tǒng)。項(xiàng)目自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了快速換熱的全混式60立方米聚合釜、干噴濕紡纖維成型裝備、蒸汽牽伸裝備、全套碳化關(guān)鍵裝備以及高效溶劑回收和廢氣處理系統(tǒng)。全系統(tǒng)2008年開(kāi)始研發(fā)，2012年投入試生產(chǎn)，2013年11月通過(guò)國(guó)家級(jí)鑒定。后面就要看產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定度和工程應(yīng)用的情況了，咱們拭目以待。T800。 中國(guó)技術(shù)主導(dǎo)的T800生產(chǎn)線(xiàn)終于開(kāi)工了。不過(guò)需要指出，這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)拖延數(shù)次，后來(lái)計(jì)劃2015年投產(chǎn)，現(xiàn)在看

22、來(lái)也有一定困難。難是正常的，有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展就好。需要再次強(qiáng)調(diào)，2012年航科的25噸級(jí)的實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模生產(chǎn)不代表完全掌握碳纖維核心技術(shù)，大規(guī)模生產(chǎn)的原料、輔料、工藝、設(shè)備都能?chē)?guó)產(chǎn)化，且質(zhì)量穩(wěn)定可靠，成本市場(chǎng)接受，才是T800真正的成功標(biāo)志T1000和MJ系列更高級(jí)別的產(chǎn)品。 中國(guó)在高性能PAN碳纖維原絲上，目前仍然處于“跟蹤研發(fā)”的狀態(tài)。從航科這些年的迭代研發(fā)步驟看：2012年出25噸T800，2016年（預(yù)計(jì)）出1000噸級(jí)T800，2020年千噸級(jí)T1000的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，要看2017年前后是否能出25-100噸級(jí)的T1000小規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn)?；炯夹g(shù)和產(chǎn)品性能確定了，后面的目標(biāo)就會(huì)更加明確。個(gè)人

23、以為，最晚到2018年如果都達(dá)不到預(yù)生產(chǎn)目標(biāo)，2020年T1000大規(guī)模投產(chǎn)就不靠譜了這次又是日本東麗，創(chuàng)新研發(fā)出兼具高強(qiáng)型和高模型的MJ系列碳纖維，使其兼?zhèn)涓邚?qiáng)度和高模量，綜合性能提升較大。MJ系列產(chǎn)品包括M40J,M55J,M60J。中科院山西煤化所和中科院研究生院的研究表明，MJ產(chǎn)品最大特點(diǎn)就是纖維表面都有溝槽，這與上面談到的干噴濕紡產(chǎn)品的平滑表面形成鮮明對(duì)比。碳纖維碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)的生產(chǎn)的生產(chǎn) CFRP,根據(jù)基體材料和增強(qiáng)工藝的不同（比如陶瓷基、金屬基復(fù)合）本來(lái)是一個(gè)龐大的家族。我們這里只談基本CFRP生產(chǎn)工藝。大體上有兩種，即預(yù)浸料預(yù)浸料-熱壓罐固化成型熱壓

24、罐固化成型工藝，和液體成型工藝。前者是航空結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要復(fù)材工藝。 1、預(yù)浸料。、預(yù)浸料。預(yù)浸料預(yù)浸料-熱壓罐固化成型熱壓罐固化成型工藝的第一步，就是把碳纖維放入熱固性高韌性樹(shù)脂預(yù)浸料熱固性高韌性樹(shù)脂預(yù)浸料進(jìn)行預(yù)浸、吸膠，并加溫進(jìn)行固化。近年來(lái)，航空復(fù)材構(gòu)件已經(jīng)日趨大型化和整體化，以減少?gòu)?fù)材之間的機(jī)械裝配和緊固環(huán)節(jié)，達(dá)到提高性能、降低成本、減輕重量的目的。但由此也帶來(lái)了麻煩部件越大，其在熱壓罐內(nèi)固化過(guò)程中的溫度控制就越難保證均勻持續(xù)，從而導(dǎo)致質(zhì)量下降。美國(guó)在預(yù)浸料-熱壓罐工藝的材料成本中，預(yù)浸料廢棄率平均為40。因此，“零吸膠”、“常溫加壓”的先進(jìn)預(yù)浸料，就成為業(yè)內(nèi)的發(fā)展方向。碳纖維的生產(chǎn)，國(guó)

25、內(nèi)與國(guó)外相比是有很大差距的。但樹(shù)脂預(yù)浸料，我們的差距相對(duì)小一些。根據(jù)航空制造網(wǎng)的消息，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸料碳 /BA9918 預(yù)浸料、碳 /BA9916-II 預(yù)浸料、CCF300/BA9916-II 預(yù)浸料和雙馬樹(shù)脂預(yù)浸料CCF300/QY9511、碳 /QY9611，都可做到“零吸膠”、“常溫加壓”，部分預(yù)浸料已用于多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品的生產(chǎn)，與美國(guó)波音公司的材料有著類(lèi)似的性能。預(yù)浸料預(yù)浸料-熱壓罐整體成型工藝熱壓罐整體成型工藝用預(yù)浸料-熱壓罐工藝生產(chǎn)碳纖維制造復(fù)合材料，要先將碳纖維浸溶在樹(shù)脂溶劑里，進(jìn)行鋪疊成型。接著經(jīng)過(guò)模具工裝進(jìn)行表面組裝固定，在部件接觸面貼膠。其后進(jìn)熱壓罐100-130度

26、固化，并通過(guò)緊固成為成品構(gòu)件。美國(guó)采用預(yù)浸料預(yù)浸料-熱壓罐固化成型熱壓罐固化成型工藝制造航空制造復(fù)合材料的成本中，材料占15，預(yù)浸料鋪疊占25，裝配占45，固化占10，緊固工藝占5，早期復(fù)合材料制造的大型構(gòu)件，通常是由各自成形好的部件，通過(guò)機(jī)械連接組裝而成。這樣的方式增加了結(jié)構(gòu)的自重，不能很好地發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，大型復(fù)材結(jié)構(gòu)逐漸實(shí)現(xiàn)了預(yù)浸料預(yù)浸料- 熱壓罐整體化熱壓罐整體化制造，其工藝可分為三種：共固化：共固化：不同部件分別鋪疊，整體進(jìn)熱壓罐固化。共膠接：共膠接：先完成一個(gè)部件的固化，再鋪疊其他部件，整體進(jìn)熱壓罐共膠接。后膠接：后膠接：各部件分別鋪疊、分別進(jìn)熱壓罐固化，然后整

27、體再次進(jìn)熱壓罐膠接。中國(guó)碳纖維復(fù)材生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展中國(guó)碳纖維復(fù)材生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)展：進(jìn)展：中航工業(yè)制造所于2006年組建技術(shù)團(tuán)隊(duì)，致力于復(fù)合材料自動(dòng)化鋪放的工程化應(yīng)用，通過(guò)近十年來(lái)的扎實(shí)研究，已經(jīng)獲得較大進(jìn)展。國(guó)內(nèi)成飛也在相關(guān)技術(shù)研發(fā)和工程化應(yīng)用方面獲得扎實(shí)成績(jī)。 1自動(dòng)鋪帶機(jī)：自動(dòng)鋪帶機(jī)：中航復(fù)材中航復(fù)材完成了國(guó)產(chǎn)預(yù)浸帶制備、鋪帶工藝等系列研究與相關(guān)工程化應(yīng)用驗(yàn)證，已將自動(dòng)鋪帶用于新型飛機(jī)的機(jī)翼復(fù)合材料壁板；針對(duì)民機(jī)尾翼、機(jī)翼等課題需求，完成了尾翼平尾蒙皮、機(jī)翼蒙皮的系列研究與驗(yàn)證試驗(yàn)。在中航復(fù)材的廠(chǎng)區(qū)高跨凈化間內(nèi)，國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的大型自動(dòng)鋪帶設(shè)備最先進(jìn)的大型自動(dòng)鋪帶設(shè)備1臺(tái)臺(tái)30米米鋪帶機(jī)米

28、米鋪帶機(jī)，具備了32絲束鋪放能力，可實(shí)現(xiàn)大型復(fù)合材料構(gòu)件的鋪放。 中國(guó)航空新聞網(wǎng)報(bào)道，成飛，成飛“大型復(fù)合材料整體壁板精確制造技術(shù)研究”科技成果與2014年一次性通過(guò)了成果鑒定。一、首次在裝配飛機(jī)機(jī)翼壁板上采用復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶技術(shù)首次在裝配飛機(jī)機(jī)翼壁板上采用復(fù)合材料自動(dòng)鋪帶技術(shù)，解決了大型復(fù)合材料整體壁板精確制造的技術(shù)關(guān)鍵，制定了自動(dòng)鋪帶的工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)； 二、開(kāi)發(fā)了基于激光投影技術(shù)的自動(dòng)鋪帶在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)鋪帶尺寸、角度、輪廓快速精確檢測(cè)，申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利； 三是提出了基于數(shù)字化技術(shù)的帽形加筋壁板R區(qū)精確填充方法，研制了專(zhuān)用轉(zhuǎn)角R區(qū)填充物成型工裝，實(shí)現(xiàn)了帽型結(jié)構(gòu)的一步成型制造； 四、建立

29、了復(fù)合材料加筋壁板變形控制理論模型和筋條漂移模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)帽形加筋壁板的變形和漂移的有效控制。成飛項(xiàng)目已申請(qǐng)4項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，并已成功應(yīng)用于機(jī)翼復(fù)合材料大型整體壁板的制造中，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。四川省科學(xué)技術(shù)鑒定委員會(huì)認(rèn)為：該項(xiàng)目總體技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2自動(dòng)鋪絲機(jī)：自動(dòng)鋪絲機(jī)：與自動(dòng)鋪帶機(jī)類(lèi)似，國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的1臺(tái)30米米鋪絲機(jī)也裝備了中航復(fù)材，正結(jié)合某民機(jī)（推測(cè)為ARJ21/C919）課題，開(kāi)展自動(dòng)鋪絲技術(shù)的研究和工程驗(yàn)證。 預(yù)浸料鋪疊自動(dòng)化技術(shù)預(yù)浸料鋪疊自動(dòng)化技術(shù)如果說(shuō)，預(yù)浸料如果說(shuō)，預(yù)浸料-熱壓罐是航空復(fù)材生產(chǎn)工藝的皇冠，熱壓罐是航空復(fù)材生產(chǎn)工藝的皇冠，那么那么鋪疊環(huán)節(jié)的自動(dòng)化工藝

30、，鋪疊環(huán)節(jié)的自動(dòng)化工藝，就是這個(gè)皇冠上最耀眼的那顆鉆石就是這個(gè)皇冠上最耀眼的那顆鉆石。 預(yù)浸料鋪疊自動(dòng)化技術(shù)預(yù)浸料鋪疊自動(dòng)化技術(shù)目前，業(yè)界對(duì)手工鋪疊改進(jìn)的方式主要有手工自動(dòng)鋪疊、自動(dòng)鋪絲、自動(dòng)鋪帶手工自動(dòng)鋪疊、自動(dòng)鋪絲、自動(dòng)鋪帶三種：手工鋪疊的自動(dòng)化手工鋪疊的自動(dòng)化/ 數(shù)字化技術(shù)數(shù)字化技術(shù)即采用預(yù)浸料自動(dòng)剪裁下料系統(tǒng)和鋪層激光投影定位系統(tǒng)等。采用專(zhuān)門(mén)的數(shù)控切割設(shè)備來(lái)進(jìn)行預(yù)浸料和輔助材料的平面切割，從而將依賴(lài)于樣板的制造過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛鶕?jù)復(fù)合材料設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行全面運(yùn)作的制造過(guò)程，大大提高了手工鋪疊的工作效率和鋪疊質(zhì)量。 自動(dòng)鋪帶技術(shù)自動(dòng)鋪帶技術(shù)分為平面式自動(dòng)鋪帶機(jī)（FTLM）和曲面自動(dòng)

31、鋪帶機(jī)（CTLM）2種，主要用于鋪放小曲率的大型復(fù)合材料構(gòu)件，如翼面類(lèi)構(gòu)件的蒙皮，可成型超大尺寸和形狀復(fù)雜的復(fù)合材料制件，且質(zhì)量穩(wěn)定，縮短了鋪層及裝配工時(shí)。與手工相比，先進(jìn)鋪帶技術(shù)可降低制造成本的30%50。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）自動(dòng)鋪帶機(jī)是在美國(guó)空軍材料實(shí)驗(yàn)計(jì)劃下由General Dynamics公司和Conrac公司合作開(kāi)發(fā)的，于80年代正式用于航空復(fù)合材料構(gòu)件制造。90年代后，西歐開(kāi)始研制生產(chǎn)自動(dòng)鋪帶機(jī)。制造自動(dòng)鋪帶機(jī)的技術(shù)主要被歐美掌控，如美國(guó)American GFM Corporation、Cincinnati Machine、CityMachine Tool&Die Compa

32、ny、ITW Workholding、Ingersoll和歐洲的（西班牙）、FOREST-LINE（法國(guó)）等。自動(dòng)鋪絲技術(shù)自動(dòng)鋪絲技術(shù) 自動(dòng)鋪絲，實(shí)際上是在自動(dòng)鋪絲+自動(dòng)纏繞技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，專(zhuān)為曲率較大的雙曲面蒙皮構(gòu)件的鋪疊而開(kāi)發(fā)的技術(shù)，適用于大曲率機(jī)身和復(fù)雜曲面的成型，如軍用和民用飛機(jī)雙曲面翼身融合體、S形進(jìn)氣道。自動(dòng)鋪絲可以按構(gòu)件型面增減紗束根數(shù)，可根據(jù)構(gòu)件形狀自動(dòng)切紗適應(yīng)邊界，因此廢料率很低（3%8%），可完成局部加厚、加筋、鋪層遞減、開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng)等操作，鋪放軌跡自由度更大，可變角度鋪放，能適應(yīng)大曲率復(fù)雜構(gòu)件成型。 老美諾斯羅普格魯門(mén)公司1995年購(gòu)進(jìn)第一臺(tái)自動(dòng)絲束鋪放機(jī)，將其用于F/

33、A-18E/F的進(jìn)氣道、機(jī)身蒙皮、平尾蒙皮的制造。2010年將有4050臺(tái)機(jī)器投入使用。目前自動(dòng)鋪絲技術(shù)的代表是美國(guó)辛辛那提機(jī)床公司Viper 纖維鋪放機(jī)系統(tǒng)，有Viper1200、Viper3000，Viper6000系列鋪絲機(jī)。國(guó)內(nèi)情況國(guó)內(nèi)情況： 手工鋪疊自動(dòng)化：手工鋪疊自動(dòng)化：目前我國(guó)在研和批量生產(chǎn)的航空用先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件大部分仍在使用大部分仍在使用手工鋪疊手工鋪疊，雖然也通過(guò)預(yù)浸料自動(dòng)下料機(jī)和激光投影儀自動(dòng)下料機(jī)和激光投影儀，大幅度提高了復(fù)合材料構(gòu)件的鋪疊效率，但這兩種設(shè)備大多需要進(jìn)口，而且對(duì)于大型構(gòu)件，依然難以保證鋪疊質(zhì)量和速度。國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)自動(dòng)鋪帶機(jī)：自動(dòng)鋪帶機(jī)：中國(guó)正在起步研究的階段

34、。根據(jù)航空制造網(wǎng)的公開(kāi)報(bào)道，北京航空制造工程研究所研制的6m20m 大型自動(dòng)鋪帶機(jī)（如圖2），開(kāi)始在新型飛機(jī)的復(fù)材構(gòu)件研制中得到實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用。但就整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)?；瘧?yīng)用的程度。 國(guó)內(nèi)自動(dòng)鋪絲機(jī)：國(guó)內(nèi)自動(dòng)鋪絲機(jī)：至于更上一層樓的自動(dòng)鋪絲機(jī)，尚未見(jiàn)到有國(guó)產(chǎn)化設(shè)備投入應(yīng)用的報(bào)道。4 纖維纏繞設(shè)備纖維纏繞設(shè)備關(guān)于碳纖維復(fù)材的成型設(shè)備，還需要提一下數(shù)控纖維纏繞機(jī)。它主要用于強(qiáng)韌性碳纖維通過(guò)纏繞，成型為圓筒、圓錐、球、雙曲面回轉(zhuǎn)體、組合體回轉(zhuǎn)體等構(gòu)件，也可以進(jìn)行矩形截面、多項(xiàng)式等多維復(fù)雜曲面和組合體形狀結(jié)構(gòu)件纏繞，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、各種彈體、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件、水處理設(shè)備、天然氣儲(chǔ)罐、醫(yī)療防火用壓力容器

35、等等。也是國(guó)外一直對(duì)華禁運(yùn)的。 根據(jù)機(jī)床工具報(bào)報(bào)道，2007年11月，國(guó)產(chǎn)大型數(shù)控纖維纏繞機(jī)在齊齊哈爾第二機(jī)床廠(chǎng)問(wèn)世，其SKCR165/1200型數(shù)控纖維纏繞機(jī)，為五坐標(biāo)控制、四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，是樹(shù)脂基復(fù)合材料纏繞成型構(gòu)件的大型數(shù)控專(zhuān)機(jī)。該機(jī)包括五坐標(biāo)控制四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的纏繞軌跡控制系統(tǒng)、張力自動(dòng)控制系統(tǒng)、溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)和質(zhì)量保證系統(tǒng)，為中國(guó)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)CFRP殼體的制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后，中國(guó)商務(wù)部網(wǎng)站2012年發(fā)布消息，隸屬於中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司的西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，收購(gòu)了奧地利最大的波音飛機(jī)配件公司的股份。FACC的主要產(chǎn)品，包括復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件、飛機(jī)復(fù)合

36、材料內(nèi)飾。整體成型技術(shù)整體成型技術(shù)在碳纖維復(fù)材的整體成型技術(shù)方面，中航復(fù)材中航復(fù)材依然處于國(guó)內(nèi)同行業(yè)的領(lǐng)先地位。針對(duì)梁、壁板結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了梁成型技術(shù)、長(zhǎng)桁成型技術(shù)、加筋（單向、縱橫向）壁板成型技術(shù)；針對(duì)盒段整體化結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了基于接頭的整體成型技術(shù)、縱墻與下蒙皮整體成型技術(shù)、縱墻與上下蒙皮整體制造技術(shù)；針對(duì)舵面結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了全高度蜂窩整體成型技術(shù)和U單元壁板成型技術(shù)；針對(duì)透波結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了透波夾芯結(jié)構(gòu)整體成型技術(shù)；針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了聚酰亞胺高溫復(fù)合材料成型技術(shù)；針對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的裝配需求，開(kāi)發(fā)了舵面、垂尾、平尾、艙門(mén)、機(jī)翼和中央翼等復(fù)合材料部件的裝配技術(shù)在成型設(shè)備方面，中航復(fù)材廠(chǎng)房?jī)?nèi)容的熱壓

37、罐區(qū)，擁有9臺(tái)先進(jìn)熱壓罐設(shè)備。其中那臺(tái)直徑7米長(zhǎng)米長(zhǎng)30米超大熱米超大熱壓罐壓罐，具備30米長(zhǎng)筒型和壁板型、盒段型構(gòu)件的整體成型制造能力。在技術(shù)儲(chǔ)備上，中航復(fù)材已配合設(shè)計(jì)研制了多個(gè)型號(hào)的翼面/機(jī)身加筋壁板、多墻整體化壁板/盒段、全高度蜂窩整體舵面，實(shí)現(xiàn)了小批或批量生產(chǎn)，在部分相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。樹(shù)脂基預(yù)浸料樹(shù)脂基預(yù)浸料技技術(shù)術(shù) 中國(guó)在樹(shù)脂基預(yù)浸料技術(shù)上具有國(guó)際先進(jìn)水平 進(jìn)展：進(jìn)展： 中航復(fù)材的樹(shù)脂預(yù)浸料專(zhuān)用生產(chǎn)廠(chǎng)房萬(wàn)平方米，裝備4套具有國(guó)際先進(jìn)水平大型熱熔預(yù)浸機(jī)。在技術(shù)上，基本掌握第三代高性能復(fù)合材料關(guān)鍵技術(shù)，5228E、9918和AC531等高韌性樹(shù)脂復(fù)合材料的韌性CAI已達(dá)

38、到310MPa以上，達(dá)到1990年波音公司制定的高韌性碳纖維環(huán)氧預(yù)浸料標(biāo)準(zhǔn)(BMS8-276)。 在第三代國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂基材料達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，中航復(fù)材系統(tǒng)開(kāi)展了國(guó)產(chǎn)碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料的工程應(yīng)用驗(yàn)證，如：T300：國(guó)產(chǎn)T300級(jí)碳纖維增強(qiáng)高韌性環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料，已經(jīng)成功應(yīng)用于飛機(jī)的垂尾、平尾和機(jī)身尾段等結(jié)構(gòu)。T700：國(guó)產(chǎn)T700碳纖維增強(qiáng)雙馬樹(shù)脂基復(fù)合材料、高韌性環(huán)氧樹(shù)脂，已成功應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身等主結(jié)構(gòu)。T800：國(guó)產(chǎn)T800級(jí)高韌性碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)開(kāi)始了全面性能和制造工藝考核驗(yàn)證。 航空方面的航空方面的CFRP應(yīng)用應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料在軍用航空方面的應(yīng)用大體上可以分為三個(gè)階段第一階段第一階段

39、非承力結(jié)構(gòu)：非承力結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)60-70年代：由于1公斤CFRP可以大體替代3公斤鋁合金，性能滿(mǎn)足要求，因此開(kāi)始用于非承力結(jié)構(gòu)，如艙門(mén)、前緣、口蓋、整流罩等尺寸較小的部件。對(duì)于民機(jī)，除了上述應(yīng)用外，機(jī)艙大量的內(nèi)飾也會(huì)用到復(fù)合材料，但其中有很多是芳綸或者玻璃纖維復(fù)材，這里不贅述。 國(guó)內(nèi)方面：國(guó)內(nèi)方面：從難度上說(shuō)，非承力結(jié)構(gòu)是航空復(fù)材的小case，但是應(yīng)用面卻最廣泛。國(guó)內(nèi)在技術(shù)上已無(wú)大的障礙，基本達(dá)到了國(guó)外類(lèi)似的水平，需要的是大規(guī)模普及。相信ARJ21,C919和運(yùn)20等大平臺(tái)和眾多無(wú)人機(jī)小平臺(tái)定型運(yùn)營(yíng)后，能夠?yàn)榇颂峁V闊的應(yīng)用空間。 這些一般應(yīng)用，大多用便宜的大絲束產(chǎn)品就夠了；而T300以上的

40、產(chǎn)品，貴得離譜，好鋼用在刀刃上，于是大多用在承力結(jié)構(gòu)上。第二階段第二階段次承力結(jié)構(gòu)：次承力結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)70-80年代：隨著力學(xué)性能的改善與前期應(yīng)用的效果提高了人們的信心，CFRP逐步擴(kuò)展到飛機(jī)的次承力結(jié)構(gòu)，次承力結(jié)構(gòu)，即垂尾、平尾、鴨翼、副襟翼舵面等受力較大、尺寸較大的部件。 其中，1971年美國(guó)F-14戰(zhàn)斗機(jī)把纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料成功應(yīng)用在平尾上，是復(fù)合材料史上的一個(gè)里程碑事件。波音B777也將CFRP應(yīng)用于垂尾、平尾等多處部件，共用復(fù)合材料噸，占結(jié)構(gòu)總重的11%。國(guó)內(nèi)方面國(guó)內(nèi)方面:中國(guó)將CFRP用于軍機(jī)的舵面和翼面，也已經(jīng)開(kāi)始成熟。 據(jù)玻璃鋼等雜志的公開(kāi)報(bào)道,早在“六五”期間，沈陽(yáng)

41、飛機(jī)設(shè)計(jì)所、航空材料研究院和沈陽(yáng)飛機(jī)廠(chǎng)共同研制殲擊機(jī)復(fù)合材料垂尾壁板，比原鋁合金結(jié)構(gòu)輕21kg，減重30。北京航空工藝研究所研制并生產(chǎn)的QY8911HT3雙馬來(lái)酰亞胺單向碳纖維預(yù)浸料及其復(fù)合材料已用于飛機(jī)前機(jī)身段、垂直尾翼安定面、機(jī)翼外翼、阻力板、整流壁板等構(gòu)件。殲轟7-A戰(zhàn)機(jī)采用了CFRP平尾。 2009年建國(guó)60周年國(guó)防成就展上，報(bào)道了殲10在鴨翼、垂尾、襟副翼、腹鰭等所有7個(gè)舵面和腹鰭采用了CFRP材料，這與國(guó)外這一階段的發(fā)展水平基本相當(dāng)。 2011年通用航空大會(huì)上披露，即將定型的獵鷹L15高教機(jī)也采用了復(fù)材的機(jī)頭罩、方向舵和垂尾，其中舵面是CFRP。 在民機(jī)方面，ARJ21新支線(xiàn)飛機(jī)的

42、復(fù)合材料技術(shù)水平大體達(dá)到了這樣一個(gè)水平，算是開(kāi)了個(gè)頭，但大規(guī)模應(yīng)用尚需時(shí)日。國(guó)內(nèi)CFRP次承力構(gòu)件的廣泛應(yīng)用，與T300生產(chǎn)進(jìn)程密切相關(guān)。材料的國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)量的擴(kuò)大化和價(jià)格的低廉化，分別為CFRP次承力構(gòu)件的應(yīng)用提供可能性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。從而最終推動(dòng)CFRP次承力構(gòu)件成為國(guó)產(chǎn)軍民航空器的標(biāo)配。 這一階段的材料和工藝，都是我們用T300和手工鋪疊工藝能夠達(dá)到的，因此未來(lái)的發(fā)展相對(duì)有把握。但如果制件再大些，承力再大些，就會(huì)涉及主承力結(jié)構(gòu)了。第三階段第三階段，從上世紀(jì)80年代至今，隨著高性能碳纖維和預(yù)浸料-熱壓罐整體成型工藝的成熟，CFRP逐步進(jìn)入機(jī)翼、機(jī)身等受力大、尺寸大的主承力結(jié)構(gòu)主承力結(jié)構(gòu)中。

43、 美國(guó)原麥道飛機(jī)公司于1976年率先研制了F/A-18的復(fù)合材料機(jī)翼，把復(fù)合材料的用量提高到了13%，成為復(fù)合材料史上的又一個(gè)重要里程碑復(fù)合材料史上的又一個(gè)重要里程碑。后期更采用自動(dòng)鋪絲自動(dòng)鋪絲技術(shù)為FA-18E/F制造CFRP的12塊機(jī)身蒙皮，10塊進(jìn)氣管蒙皮，4塊水平尾翼蒙皮。F16戰(zhàn)斗機(jī)BLOCK50之后也開(kāi)始采用CRPR復(fù)合材料機(jī)翼。F22戰(zhàn)機(jī)的復(fù)合材料用量已經(jīng)提高到結(jié)構(gòu)重量的22%。目前西方國(guó)家軍機(jī)上復(fù)合材料用量約占全機(jī)結(jié)構(gòu)重量的 20%50%不等。 民機(jī)方面，波音777采用全復(fù)合材料尾翼，其翼面及翼盒構(gòu)件，均采用自動(dòng)鋪帶自動(dòng)鋪帶技術(shù)制造。空客A330/A340飛機(jī)長(zhǎng)9m，寬2m，重

44、200kg的大型蒙皮壁板。A380的后機(jī)身所有蒙皮壁板19段，22%的機(jī)身重量是CFRP。尤其是A380的米中央翼盒中央翼盒，重噸，CFRP就用了噸，比金屬材料減重達(dá)噸，其燃料經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)可觀(guān)。這方面的先行者，是波音公司的B787“夢(mèng)想”飛機(jī)，復(fù)合材料應(yīng)用率50%。CFRP廣泛應(yīng)用在機(jī)翼、機(jī)身、垂尾、平尾、機(jī)身地板梁、后承壓框等部位，同時(shí)是第一個(gè)同時(shí)采用CFRP復(fù)合材料機(jī)翼和機(jī)身的大型商用客機(jī)，其23% 的機(jī)身均使用了自動(dòng)鋪絲自動(dòng)鋪絲機(jī)制成的CFRP材料。最值得關(guān)注的，是其機(jī)身：787機(jī)身工藝采用直徑5.8m 的成型模胎安裝在一旋轉(zhuǎn)夾具上沿長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，先鋪長(zhǎng)桁然后鋪皮，形成外表光滑的變厚度的殼體以

45、及共固化的桁條組成的機(jī)身段，經(jīng)過(guò)熱壓罐熱壓罐固化后，取下模胎。這一工藝可以代替由上百塊蒙皮壁板、加強(qiáng)筋及長(zhǎng)桁、上千個(gè)緊固件組成機(jī)身的工藝，見(jiàn)下圖。在研機(jī)方面，波音公司X-45系列飛機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)90%以上，諾斯羅普格魯門(mén)公司的X-47系列飛機(jī)也基本上為全復(fù)合材料飛機(jī)。國(guó)內(nèi)方面國(guó)內(nèi)方面 根據(jù)中廣網(wǎng)的公開(kāi)報(bào)道，2012年12月，中航工業(yè)西飛公司向中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)商飛)交付了C919大型客機(jī)中央翼、襟翼及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)部段中央翼、襟翼及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)部段，這是C919大型客機(jī)七大部段中難度最大、工作量最大的兩個(gè)部分。這兩個(gè)部段尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形公差要求高，尤其是國(guó)內(nèi)民機(jī)最長(zhǎng)尺寸、長(zhǎng)達(dá)國(guó)內(nèi)

46、民機(jī)最長(zhǎng)尺寸、長(zhǎng)達(dá)15米的襟翼緣條加工米的襟翼緣條加工，技術(shù)難度非常大。西飛突破了復(fù)合材料大型成型模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)、復(fù)合材料構(gòu)件預(yù)裝配變形控制技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，整個(gè)研制過(guò)程全部采用先進(jìn)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、傳遞與制造，中央翼部段除1號(hào)肋是金屬件外，全部采用了先進(jìn)的中模高強(qiáng)碳纖維/增韌環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料制造。這是國(guó)內(nèi)首國(guó)內(nèi)首次在固定翼飛機(jī)最重要的主承力結(jié)構(gòu)件上使用復(fù)合材料，代表了中國(guó)制造的碳纖維航空次在固定翼飛機(jī)最重要的主承力結(jié)構(gòu)件上使用復(fù)合材料，代表了中國(guó)制造的碳纖維航空復(fù)合材料應(yīng)用的最高水平。復(fù)合材料應(yīng)用的最高水平。直升機(jī)、旋翼機(jī)、風(fēng)扇葉片等其他直升機(jī)、旋翼機(jī)、風(fēng)扇葉片等其他方面方面包括CFRP

47、在內(nèi)的先進(jìn)復(fù)合材料的用量甚至更大。如V-22魚(yú)鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，其結(jié)構(gòu)的50%由復(fù)合材料制成，包括機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等，共用復(fù)合材料3000多千克，其中很大一部分是CFRP。V-22的整體后機(jī)身，原由9塊手工鋪疊的壁板裝配構(gòu)成，后改為自動(dòng)鋪?zhàn)詣?dòng)鋪絲絲工藝整體成型，減少了34的緊固件，53的工時(shí)，降低了90廢料率。自動(dòng)鋪絲技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于儲(chǔ)油箱、旋翼整流罩、主起落架艙門(mén)。已經(jīng)下馬的“科曼奇”(RAH- 66)共使用復(fù)合材料50%，歐洲最新批次的“虎”式武裝直升機(jī)結(jié)構(gòu)部件的復(fù)合材料用量高達(dá)80%，接近全復(fù)材結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)方面：國(guó)內(nèi)方面：2011年國(guó)際通用航空大會(huì)披露，我國(guó)與法國(guó)、新加坡合作研制的輕型

48、直升機(jī) EC120的機(jī)身、垂尾、水平安定面、尾翼、前艙等結(jié)構(gòu)均由CFRP等復(fù)合材料制成。在軍機(jī)方面，近年來(lái)所有的國(guó)產(chǎn)直升機(jī)旋翼都是多維編制的CFRP復(fù)材葉片，金屬旋翼葉片已經(jīng)完全淘汰。報(bào)載：復(fù)材葉片和先進(jìn)旋翼機(jī)構(gòu)，已經(jīng)成為中國(guó)直升機(jī)整體短板下不可多得的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)，水平基本與國(guó)外看齊殲20、武直10、遼寧號(hào)這些平臺(tái)類(lèi)的突破固然可喜，而直升機(jī)葉片這樣長(zhǎng)期困境中的點(diǎn)滴進(jìn)步，也同樣令人感動(dòng)。航發(fā)的風(fēng)扇葉片航發(fā)的風(fēng)扇葉片，大多采用鈦合金。金屬葉片有一個(gè)弱點(diǎn)，就是振動(dòng)阻尼性能較差，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)容易震顫，而且不易衰減。而且如果葉片本身已經(jīng)有微小裂紋，就會(huì)在這種持續(xù)震顫中，引發(fā)裂紋由內(nèi)向外快速擴(kuò)張，在極短時(shí)間內(nèi)造成

49、葉片斷裂。這是一種比共振更加危險(xiǎn)的振動(dòng)現(xiàn)象。 因此，有些風(fēng)扇就在每個(gè)葉片的兩側(cè)加一個(gè)凸臺(tái)，專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為“凸肩”。建國(guó)60周年空軍成就展上披露，在殲11系列的AL31FN和WS-10A發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口，都有這樣的凸肩（見(jiàn)下圖）。這樣，葉片全部高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，各凸肩形連起來(lái)成了一個(gè)加強(qiáng)環(huán)，增加了葉片剛度。而且，葉片是依次疊加的，每個(gè)凸肩“頂”著前面一個(gè)葉片，有效降低了阻尼震顫。但這樣做的后果，是凸肩增加了葉片厚度和重量，同時(shí)增加了葉片數(shù)量，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。而CFRP材料制成的風(fēng)扇葉片材料制成的風(fēng)扇葉片，由于纖維多層交叉鋪貼，材料本身“各向異性”性能優(yōu)越，裂紋生長(zhǎng)緩慢，再加上振動(dòng)衰減率比鈦合金快5-6

50、倍，因此可以取消葉片凸肩。2010年珠海航展披露，GE和法國(guó)斯奈克瑪為C919大飛聯(lián)合研制的發(fā)動(dòng)機(jī)LEAP-X，就采用了CFRP三維碳纖維編織物整體成型的風(fēng)扇葉片，不但重量減輕了50%，葉片數(shù)也減少了一半。 國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片，目前只看到渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合葉片，尚未見(jiàn)到實(shí)裝渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)使用CFRP的報(bào)道。2012年珠海航展上的CJ-1000A發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)第一款商用渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)在研產(chǎn)品，據(jù)稱(chēng)采用了CFRP寬弦復(fù)合大彎掠風(fēng)扇葉片。在2011年中國(guó)國(guó)際通用航空大會(huì)上，“天弩”、“風(fēng)刃”等無(wú)人機(jī)采用了全機(jī)結(jié)構(gòu)CFRP材料，V750無(wú)人直升機(jī)、小型通用航空雙座飛機(jī)，也都大范圍采用了CFPR蒙皮，可以看作是

51、國(guó)內(nèi)碳纖維復(fù)材在通用航空領(lǐng)域的有益嘗試 航天方面的航天方面的CFRP應(yīng)用應(yīng)用鼻錐和翼面：鼻錐和翼面：洲際導(dǎo)彈、宇航飛船高速再入大氣層時(shí)，由于絕熱壓縮空氣的阻力，飛行器表面的溫度非常高。美國(guó)阿波羅飛船指揮艙表面的最高溫度達(dá)2740。利用CFRP系列中的分支碳纖維碳增強(qiáng)復(fù)合材料CFRC（也稱(chēng)碳/碳復(fù)合材料）制成燒蝕材料，熱力學(xué)性能優(yōu)異，防熱效果好。如美國(guó)碳/碳復(fù)合材料在3837高溫持續(xù)255秒的過(guò)程中，線(xiàn)燒蝕率只有毫米/秒，保證了航天飛機(jī)在1650的環(huán)境中連續(xù)工作40分鐘安然無(wú)恙。而且，碳/碳復(fù)合材料用來(lái)制造洲際彈道導(dǎo)彈的鼻錐和翼尖，在燒蝕過(guò)程中燒蝕率低、燒蝕均勻和燒蝕對(duì)稱(chēng)。這保持了航空器的良好氣

52、動(dòng)外形，有利于減少非制導(dǎo)誤差，美國(guó)的民兵-III導(dǎo)彈，就采用了碳/碳復(fù)材鼻錐。噴管喉襯：噴管喉襯：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓和高能粒子從噴管以馬赫的超音速?lài)姵?，噴管承? 500高溫、515 MPa的壓力和高溫沖刷。美國(guó)的民兵-III導(dǎo)彈，第三極火箭噴管喉稱(chēng)采用了碳布浸漬樹(shù)脂，滿(mǎn)足3260工作60秒的需求。MX彈道導(dǎo)彈第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管關(guān)鍵部位如外頭帽前段、整體喉襯入口段和喉部下游段采用了CFRC。固定體和柔性接頭絕熱層采用了碳纖維填充三元乙丙橡膠(EPOM)；海軍三叉戟型(D-5)的第一、第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用了CFRC。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體：導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的減導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的減重，

53、有利于提高導(dǎo)彈射程。美國(guó)重，有利于提高導(dǎo)彈射程。美國(guó)“北極星北極星”導(dǎo)彈的固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼導(dǎo)彈的固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體由金屬材料到體由金屬材料到CFRP材料制造，材料制造，射程提高了射程提高了1倍左右。例如，倍左右。例如，“北極星北極星”A型的兩級(jí)殼體都型的兩級(jí)殼體都用鋼，射程僅為用鋼，射程僅為2 200 km；A型第一級(jí)為鋼，第二級(jí)用型第一級(jí)為鋼，第二級(jí)用GFRP，射程提高到射程提高到2 800 km；A兩級(jí)兩級(jí)都用都用GFRP，射程提高到，射程提高到4 600 km。三叉戟三叉戟型型(Trident-，D-5)，固，固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體采用了體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體采用了CFRP，射程，射程由由型的型的7 400 km

54、提高到提高到12 000 km，命中精度為，命中精度為90 m，成為當(dāng)前，成為當(dāng)前潛射洲際彈道導(dǎo)彈的主要型號(hào)。潛射洲際彈道導(dǎo)彈的主要型號(hào)。而且，美國(guó)目前的新型火箭，基而且，美國(guó)目前的新型火箭，基本連殼體都是本連殼體都是CFRP復(fù)材制成，重復(fù)材制成，重量輕、體積小、射程遠(yuǎn)。量輕、體積小、射程遠(yuǎn)。再入彈頭再入彈頭：洲際彈道導(dǎo)彈的頭部大面積防熱材料大多采用粘膠基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂。美國(guó)Amoco、Hitco公司和白俄羅斯的斯威特朗岡斯克()是世界上生產(chǎn)粘膠基碳纖維的主要大廠(chǎng)。不但防熱效果好，而且粘膠基碳纖維和酚醛樹(shù)脂的純度高，堿、堿土金屬的含量相當(dāng)?shù)?，重返大氣層過(guò)程中形成的燒蝕尾流含金屬離子少，不易

55、跟蹤，加強(qiáng)了導(dǎo)彈的突防和生存能力。衛(wèi)星結(jié)構(gòu)材料衛(wèi)星結(jié)構(gòu)材料：美國(guó)康維爾公司為雙元“OV-I”衛(wèi)星制作了CFRP的四根大梁結(jié)構(gòu)，減重68%。美國(guó)”ATS”衛(wèi)星的地球觀(guān)測(cè)艙CFRP連接支架，長(zhǎng)米，僅重公斤，可承受9頓負(fù)荷。比最好的金屬支架減重50%以上，而且高低溫度下的變形很小。國(guó)內(nèi)方面：國(guó)內(nèi)方面： 據(jù)合成纖維等雜志和網(wǎng)上的公開(kāi)報(bào)道， 我國(guó)在戰(zhàn)略武器方面的碳纖維應(yīng)用情況如下： 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體：中國(guó)的GFRP固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體始于20世紀(jì)80年代，并已取得成功?！皷|方紅-2”通訊衛(wèi)星運(yùn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、“風(fēng)云-2”氣象衛(wèi)星運(yùn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和“長(zhǎng)征-2E”發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體都采用了GFRP來(lái)制造。我國(guó)研制

56、成功的大型(殼體直徑1 402 mm，長(zhǎng)2 058 mm)SPTM-14發(fā)動(dòng)機(jī)與長(zhǎng)二捆火箭配套，成功地將模擬衛(wèi)星送入軌道，標(biāo)志著我國(guó)大型GFRP殼體進(jìn)入實(shí)用階段。之后，我國(guó)研制成功的EPKM-17上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(直徑1700 mm，長(zhǎng)1 874 mm)與長(zhǎng)二捆大推力火箭配套，于1995年末成功地將“亞洲二號(hào)”衛(wèi)星和“艾克斯達(dá)一號(hào)”衛(wèi)星送入36 000 km的太空。 火箭導(dǎo)彈殼體：火箭導(dǎo)彈殼體： 我國(guó)研制CFRP殼體也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。1990年代后期，進(jìn)行了T300固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的基礎(chǔ)試驗(yàn)、殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)、點(diǎn)火試車(chē)等全程考核，完成了12K T700 CFRP殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)。第一個(gè)用在型

57、號(hào)上的是“開(kāi)拓者一號(hào)”固體小運(yùn)載發(fā)動(dòng)機(jī)的第四級(jí)(直徑640 mm)，并于2003年9月飛行成功。實(shí)現(xiàn)了CFRP殼體的歷史性跨越。目前，T800 CFRP殼體預(yù)研試驗(yàn)已經(jīng)展開(kāi)。 噴管喉襯：噴管喉襯：我國(guó)研制的CCFRP噴管于1989年點(diǎn)火成功，出口壁厚最薄處僅為0.9 mm的大尺寸(5002 000 mm左右)噴管顯示出優(yōu)異的綜合性能。再入彈頭再入彈頭：根據(jù)東華校友“創(chuàng)制國(guó)防尖端材料的科研先鋒記上海市勞動(dòng)模范潘鼎教授”一文報(bào)道，2001-2003年度上海勞動(dòng)模范，東華大學(xué)材料學(xué)教授、博士生導(dǎo)師潘鼎教授，主持了“300Kg/年粘膠基碳纖維擴(kuò)試線(xiàn)”這一國(guó)家級(jí)重大軍工科研項(xiàng)目，用不同于國(guó)外原料的國(guó)產(chǎn)棉

58、纖維素原絲制成了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白、產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高純度航天級(jí)粘膠基碳纖維，成果無(wú)償轉(zhuǎn)給中科院山西煤化所，進(jìn)行放大生產(chǎn)。課題組還制定了“”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，形成了具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界上獨(dú)一無(wú)二的，用棉纖維素粘膠簾子線(xiàn)制備碳纖維的技術(shù)及應(yīng)用設(shè)備。該技術(shù)和產(chǎn)品榮獲2003年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)，解決了DF-31導(dǎo)彈的定型難題，并使我國(guó)已成為美俄之外，能夠獨(dú)自掌握這一產(chǎn)品及其生產(chǎn)技術(shù)的世界第三大國(guó)。衛(wèi)星結(jié)構(gòu)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)據(jù)中國(guó)質(zhì)量新聞網(wǎng)報(bào)道，我國(guó)2011年發(fā)射的嫦娥二號(hào)探月衛(wèi)星，其定向天線(xiàn)的重要支撐部分，定向天線(xiàn)展開(kāi)臂，是由哈爾濱玻璃鋼研究院研發(fā)的CFRP復(fù)材，總重量?jī)H500余克，較使用鋁合金材質(zhì)減輕

59、近300克，但承重能力毫不遜色。此外，雖然碳纖維本身耐熱，但是將其粘結(jié)成型的樹(shù)脂基體卻很難耐受高溫；比如波音787上普遍使用的環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)產(chǎn)品，一般最大工作溫度不高于150攝氏度。F22由于存在超聲速巡航需求，飛機(jī)外表會(huì)長(zhǎng)時(shí)間與空氣高速摩擦；因此在機(jī)翼復(fù)合材料上不惜使用韌性更差、更不耐沖擊的雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂基體以獲得260攝氏度的最大工作溫度。中航復(fù)材具備使用溫度從280到420的多種高溫樹(shù)脂基復(fù)材制件的制造能力，并已在某國(guó)產(chǎn)已在某國(guó)產(chǎn)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了高溫復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的定型生產(chǎn)。進(jìn)展進(jìn)展原絲原絲領(lǐng)域領(lǐng)域：資料顯示，2013年底為止中國(guó)的PAN原絲生產(chǎn)廠(chǎng)家竟然有30多家，建成總產(chǎn)能

60、已經(jīng)突破2萬(wàn)噸。中國(guó)人一哄而起、跟風(fēng)趕潮的架勢(shì)，真是驚人。然而大部分產(chǎn)品質(zhì)量低劣，成本高于國(guó)際價(jià)格，因此市場(chǎng)需求度不高。2013年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)碳纖維不足3000噸，僅發(fā)揮了生產(chǎn)能力的1/10，導(dǎo)致大量設(shè)備閑置，全行業(yè)總體虧損。而同期，我國(guó)進(jìn)口碳纖維及其制品噸，同比增長(zhǎng)了34.5%；進(jìn)口額達(dá)億美元。相當(dāng)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量的4倍。 反觀(guān)國(guó)際上規(guī)?；腜AN原絲生產(chǎn)廠(chǎng)商，一共才7家，其中僅東麗一家的產(chǎn)能就接近中國(guó)的總和。不過(guò)，在市場(chǎng)的洗禮之下，近年來(lái)中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)行業(yè)洗牌，龍頭企業(yè)初步顯現(xiàn)。江蘇航科的T800、中復(fù)神鷹的T700都是大熱。2015年6月，中復(fù)神鷹開(kāi)建年產(chǎn)3500噸碳纖維生產(chǎn)線(xiàn)三條，計(jì)劃在3年內(nèi)