復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及其力學(xué)-復(fù)合材料

1、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及其力學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所參考教材R. M. 瓊斯：復(fù)合材料力學(xué)（中、英文）沈觀林、胡更開：復(fù)合材料力學(xué)，清華大學(xué)出版社Stephen W. Tsai：復(fù)合材料設(shè)計(jì)講義文獻(xiàn)（圖書館和互聯(lián)網(wǎng)）內(nèi)容安排1-2：復(fù)合材料定義、分類、特點(diǎn)及其典型結(jié)構(gòu)和應(yīng)用3-4：代表性增強(qiáng)相、基體性能及復(fù)合材料的力學(xué)行為5-6：簡(jiǎn)單層板的宏觀力學(xué)性能-1（各向異性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，正交各向異性材料的工程常數(shù)；正交各向異性材料平面應(yīng)力問題的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系）7-8：簡(jiǎn)單層板的宏觀力學(xué)性能-2（簡(jiǎn)單層板在任意方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，正交各向異性簡(jiǎn)單層板的不變量性質(zhì)）內(nèi)容安排9-10：簡(jiǎn)單層板的宏觀力學(xué)性能-

2、3（正交各向異性簡(jiǎn)單層板的強(qiáng)度問題及二向強(qiáng)度理論）11-12：簡(jiǎn)單層板的微觀力學(xué)性能-1（剛度的材料力學(xué)分析方法）13-14：簡(jiǎn)單層板的微觀力學(xué)性能-2（剛度的彈性力學(xué)分析方法）15-16：簡(jiǎn)單層板的微觀力學(xué)性能-3（強(qiáng)度的材料力學(xué)分析方法）內(nèi)容安排17-18：層合板的宏觀力學(xué)性能-1（經(jīng)典層合理論、層合板剛度的特殊情況）19-20：層合板的宏觀力學(xué)性能-2（層合板剛度的理論和實(shí)驗(yàn)的比較、層合板強(qiáng)度）21-22：層合板的宏觀力學(xué)性能-3（層間應(yīng)力、層合板剛度的不變量及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用）23-24：層合板的彎曲、振動(dòng)與屈曲行為分析內(nèi)容安排25-26：復(fù)合材料制備方法及其力學(xué)特點(diǎn)27-28：復(fù)合材

3、料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法29-30：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析與軟件31-32：熱防護(hù)復(fù)合材料與熱結(jié)構(gòu)分析33-34：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可靠性性設(shè)計(jì)與分析方法35-36：復(fù)習(xí)要點(diǎn)、討論及答疑學(xué)習(xí)方法和要求概念清晰、基礎(chǔ)扎實(shí)力學(xué)與材料相結(jié)合微觀與宏觀相結(jié)合試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合從實(shí)踐中來(lái)，回到實(shí)踐中去復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)力學(xué)力學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料復(fù)合材料自然界中普遍存在著天然復(fù)合材料樹木、骨骼、草莖與泥土復(fù)合等天然材料幾乎都是復(fù)合材料，采取復(fù)合的形式是自然的規(guī)律鳥巢六千年以前，陜西西安半坡村的仰韶文化住房遺址說(shuō)明我國(guó)古人已經(jīng)開始用草混在泥土中筑墻和鋪地，這種草泥就是最原始的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，它與現(xiàn)代高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料非常相似人的

4、能動(dòng)性 復(fù)合材料復(fù)合材料Cellulose StrandsLignin Polymer Natural composites:Guides for stiff, strong, and tough composites? Natural composites:Guides for stiff, strong, and tough composites? 跟腱結(jié)構(gòu)玻璃纖維增強(qiáng)塑料（Fiber Glass Reinforced Plastics, FRP）：俄文叫 “CTeknonJ1Anhk”（玻璃塑料）。當(dāng)時(shí)中文里沒相應(yīng)的詞，想到材料里有玻璃，強(qiáng)度又高，就叫“玻璃鋼”復(fù)合材料歷史曾用材料來(lái)劃分

5、人類的文明時(shí)代的四次重大突破天然材料：新石器時(shí)代人工材料：銅器和鐵器時(shí)代合成材料：塑料（1924）、橡膠（1931）復(fù)合材料：玻璃纖維（1942）【物質(zhì)】為構(gòu)成宇宙間一切物體的實(shí)物和場(chǎng)【材料】是人類用來(lái)制造機(jī)器、構(gòu)件、器件和其他產(chǎn)品的物質(zhì)復(fù)合材料金屬材料的高峰四分天下復(fù)合材料定義由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來(lái)而得到的一種多相固體材料國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織復(fù)合材料是指由有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬或金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料，它既能保留原有組分材料的主要特色，又通過材料設(shè)計(jì)使各組分的性能互相補(bǔ)充并彼此關(guān)聯(lián)，從而獲得新的優(yōu)越性能，與一般材料的簡(jiǎn)單混合有本質(zhì)的區(qū)別（1994年出版

6、，師昌緒主編材料大辭典）復(fù)合材料定義“Composite” Means “Consisting of Two or More Distinct Parts”由兩種以上材料組合而成的、物理和化學(xué)性質(zhì)與原材料不同、但又保持某些有效功能并非隨意將不同種類的原材料混合在一起都能夠得到復(fù)合材料即復(fù)合后的整體性能應(yīng)超過組分材料，同時(shí)保留了所期望的性能(例如高強(qiáng)度、剛度、輕的重量)，抑制了所不期望的特性(例如低延性) ，復(fù)合材料應(yīng)該是多功能的材料系統(tǒng)，可提供任何單一材料所無(wú)法獲得的特性復(fù)合材料定義復(fù)合材料的組分和相對(duì)含量是由人工選擇和設(shè)計(jì)的，即復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性組成復(fù)合材料的某些組分在復(fù)合后仍然保持其固有

7、的物理和化學(xué)性質(zhì)（區(qū)別于化合物和合金,復(fù)合材料是各組分之間被明顯界面區(qū)分的多相材料，即組元之間存在著明顯的界面）可以通過光學(xué)或電子顯微鏡檢驗(yàn)明顯區(qū)分開來(lái)的兩種或多種組分組合形成的材料復(fù)合材料定義先進(jìn)復(fù)合材料（Advanced Composite Materials，簡(jiǎn)稱ACM）是指加進(jìn)了新的高性能纖維的而區(qū)別于“低技術(shù)”的玻璃纖維增強(qiáng)塑料的復(fù)合材料(美國(guó)麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系教授J. P. Clark，1985)以碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維等高性能增強(qiáng)材料，并使用高性能樹脂、金屬與陶瓷等為基體，制成的具有比玻璃纖維復(fù)合材料更好性能的先進(jìn)復(fù)合材料復(fù)合

8、材料發(fā)展歷程復(fù)合材料經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)階段自古以來(lái)，人們就會(huì)使用天然的復(fù)合材料木材、竹、骨骼等。最原始的人造復(fù)合材料是在粘土泥漿中摻稻草，制成土磚；在灰泥中摻馬鬃或在熟石膏里加紙漿，可制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料近代復(fù)合材料最早的有玻璃纖維增強(qiáng)樹脂（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等）玻璃鋼高性能纖維和其他各種形式的先進(jìn)復(fù)合材料第二次世界大戰(zhàn)后期，為了增加雷達(dá)罩透波率，研制成玻璃鋼，沒料到這類復(fù)合材料后來(lái)由于它有高的比強(qiáng)度和比剛度而成為使鋼、鋁、鈦等金屬有時(shí)相形見拙的新型結(jié)構(gòu)材料復(fù)合材料發(fā)展歷程隨著復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用和人們?cè)谠牧?、?fù)合工藝、界面理論、復(fù)合效應(yīng)等方面實(shí)踐和理論研究的深入，使人們對(duì)復(fù)合材料有

9、了更全面地認(rèn)識(shí)現(xiàn)在人們可以更能動(dòng)地選擇不同的增強(qiáng)材料（顆粒、片狀物、纖維及其織物等）和基體進(jìn)行合理的性能（功能和力學(xué)）設(shè)計(jì)（如宏觀的鋪層設(shè)計(jì)、微細(xì)觀界面設(shè)計(jì)等）采用多種特殊工藝使其復(fù)合或交叉結(jié)合，從而制造出高于原先單一材料的性能或開發(fā)出單一材料所不具備的性質(zhì)和使用性能，如優(yōu)異的力學(xué)性能、物理-化學(xué)多功能（電、熱、磁、光、耐燒蝕等）或生物效應(yīng)的各類高級(jí)復(fù)合材料。因此“復(fù)合”涵蓋的范圍也越來(lái)越廣復(fù)合材料發(fā)展歷程與其他高技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展緊密結(jié)合，復(fù)合材料的內(nèi)涵不斷拓展從宏觀尺度的復(fù)合到納米尺度的復(fù)合從結(jié)構(gòu)材料到結(jié)構(gòu)功能一體化材料、多功能復(fù)合材料從簡(jiǎn)單復(fù)合到非線性復(fù)合效應(yīng)的復(fù)合從復(fù)合材料到復(fù)合結(jié)構(gòu)從機(jī)

10、械設(shè)計(jì)到仿生設(shè)計(jì)復(fù)合材料發(fā)展歷程 天然復(fù)合材料功能復(fù)合材料智能復(fù)合材料仿生復(fù)合材料納米復(fù)合材料生物復(fù)合材料復(fù)合結(jié)構(gòu)先進(jìn)復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料碳/碳復(fù)合材料玻璃鋼復(fù)合材料發(fā)展歷程“到2020年，只有復(fù)合材料才有潛力獲得20-25%的性能提升，其中陶瓷基和聚合物基復(fù)合材料的密度、剛度、強(qiáng)度、韌性和抗高溫能力都可能有如此大的改善，而被列為最優(yōu)先發(fā)展的材料”。進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó)國(guó)防部委托國(guó)家科學(xué)研究院經(jīng)過三年的調(diào)查，在2003年發(fā)表的“面向21世紀(jì)國(guó)防需求的材料研究”報(bào)告指出復(fù)合材料的要素和分類復(fù)合材料包括三要素：基體材料、增強(qiáng)相及復(fù)合方式（界面結(jié)合形式）按增強(qiáng)相形狀不同，

11、可分為顆粒、連續(xù)纖維、短纖維、彌散晶須、層狀、骨架或網(wǎng)狀、編織體增強(qiáng)復(fù)合材料等按照基體材料的不同，復(fù)合材料包括聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料等按使用功能不同，可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料等復(fù)合材料的要素和分類復(fù)合材料的要素和分類纖維增強(qiáng)聚合物基體復(fù)合材料增強(qiáng)纖維玻璃纖維、碳纖維、聚芳酰胺纖維（Kevlar、Apmoc)、硼纖維、碳化硅纖維樹脂基體熱固性聚合物聚酯、環(huán)氧、酚醛、聚酰亞胺熱塑性聚合物尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯復(fù)合材料的要素和分類在RMC中，增強(qiáng)材料是決定復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、模量、延伸率的關(guān)鍵組分，增強(qiáng)纖維的種類、機(jī)械性能核物理特征，在即體重的體積含

12、量及纖維的取向決定了復(fù)合材料的性質(zhì)樹脂基體則是粘接并包容纖維，使纖維免受摩擦損傷，均衡和傳遞構(gòu)件所承受的載荷的主要組分，樹脂基體的種類、物理特性和化學(xué)特性決定了復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度、橫向拉伸強(qiáng)度（非纖維方向）、壓縮強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕等性質(zhì)）復(fù)合材料的性能強(qiáng)度剛度耐腐蝕性耐磨性重量疲勞壽命與溫度有關(guān)的性能絕熱性導(dǎo)熱性隔音性復(fù)合材料的特點(diǎn)普通的工程材料大多是均勻的、各向同性的均質(zhì)：性能不是物體位置的函數(shù)各向同性：物體的性能在物體內(nèi)的一點(diǎn)的每個(gè)方向都是相同的，性能不是一點(diǎn)方向上的函數(shù)復(fù)合材料一般表現(xiàn)為非均質(zhì)和各向異性的，材料性能是位置和方向的函數(shù)正交各向異性：在物體重的一點(diǎn)的三個(gè)相互垂直方向上有不同的材

13、料性能，此外還有三個(gè)相互垂直的材料對(duì)稱面各向異性：所有方向都有不同的性能，沒有材料對(duì)稱面復(fù)合材料的特點(diǎn)由于復(fù)合材料具有各向異性和非均勻性，可以通過合理的設(shè)計(jì)在我們所需要的方向上具有足夠的強(qiáng)度和剛度，消除材料冗余，最大程度發(fā)揮材料及結(jié)構(gòu)的潛力和效率復(fù)合效應(yīng)的優(yōu)越性復(fù)合材料是由各組分材料經(jīng)過復(fù)合工藝形成的，但它不是幾種材料簡(jiǎn)單的混合，而是按照復(fù)合效應(yīng)形成的新的性能，這種復(fù)合效應(yīng)是復(fù)合材料特有的復(fù)合材料的特點(diǎn)可設(shè)計(jì)性復(fù)合材料的力學(xué)、機(jī)械及熱、聲、光、電、防腐、抗老化等性能都可按照構(gòu)件的使用要求和環(huán)境條件要求，通過組分材料的選擇和匹配以及界面控制等材料設(shè)計(jì)手段，最大限度地達(dá)到預(yù)期的目的，以滿足工程設(shè)計(jì)

14、的使用性能材料與結(jié)構(gòu)的同一性復(fù)合材料構(gòu)件與材料是同時(shí)形成的，它有組成復(fù)合材料的組分材料在復(fù)合成材料的同時(shí)也形成了結(jié)構(gòu)，一般不再由“復(fù)合材料”加工成復(fù)合材料構(gòu)件，使之結(jié)構(gòu)的整體性好，大幅度減少零部件和連接件數(shù)量，從而縮短加工周期，降低成本，提高可靠性復(fù)合材料的特點(diǎn)材料性能對(duì)復(fù)合工藝的依賴性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在形成過程中有組分材料的物理和化學(xué)變化，因此構(gòu)件的性能對(duì)工藝方法、工藝參數(shù)、工藝過程等依賴性較大，同時(shí)也由于在成形過程中很難準(zhǔn)確地控制工藝參數(shù)，使得其性能的分散性較大 多功能性和可發(fā)展性復(fù)合材料具有除力學(xué)性能以外的許多功能（如聲、光、電、磁、熱等），使復(fù)合材料擁有吸波、透波、耐熱、防熱、隔熱、導(dǎo)電、

15、記憶、阻尼、摩擦、阻燃、透析等功能；同時(shí)與其它先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如與納米技術(shù)結(jié)合發(fā)展的納米復(fù)合材料、與生物、醫(yī)學(xué)科學(xué)相結(jié)合發(fā)展的生物復(fù)合材料、與微機(jī)電、控制、傳感技術(shù)等相結(jié)合發(fā)展的智能復(fù)合材料等復(fù)合材料的應(yīng)用2009-2014年復(fù)合材料市場(chǎng)平均年增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)國(guó)防、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料是國(guó)防、航空航天領(lǐng)域不可替代的關(guān)鍵材料之一，其水平和用量是國(guó)防、航空航天產(chǎn)品先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一將先進(jìn)復(fù)合材料用于航空航天結(jié)構(gòu)上可相應(yīng)減重20 - 30%，這是其他先進(jìn)技術(shù)無(wú)法達(dá)到的效果，因此其在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，繼鋁、鋼、鈦之后，已迅速發(fā)展成四大航空航天結(jié)構(gòu)材料之一航空航天工業(yè)的

16、發(fā)展為先進(jìn)復(fù)合材料提出了需求和經(jīng)費(fèi)支持，先進(jìn)復(fù)合材料的成功應(yīng)用促進(jìn)了航空航天的進(jìn)步。對(duì)先進(jìn)復(fù)合材料的需求不斷增加，體現(xiàn)了國(guó)防航空航天領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)復(fù)合材料研發(fā)的巨大牽引國(guó)防、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航空航天領(lǐng)域追求性能第一的特點(diǎn)，使得其成為先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)率先實(shí)驗(yàn)和轉(zhuǎn)化的戰(zhàn)場(chǎng)導(dǎo)彈、戰(zhàn)機(jī)的航程、速度和機(jī)動(dòng)性不斷提高，要求實(shí)現(xiàn)武器裝備的輕質(zhì)化和小型化，從而要求采用高比強(qiáng)度、高比模量的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。航空航天復(fù)合材料從最初的木材、帆布、發(fā)展到鋁合金、鈦合金，再發(fā)展到復(fù)合材料，反映了航空航天技術(shù)的發(fā)展歷史一直伴隨著結(jié)構(gòu)材料比強(qiáng)度、比模量不斷提高的過程現(xiàn)在國(guó)外復(fù)合材料在武器裝備上的應(yīng)用有兩個(gè)明顯的技術(shù)特征，即范

17、圍越來(lái)越大和性能越來(lái)越好復(fù)合材料輕質(zhì)化是飛行器追求的永恒主題飛行需要克服地球引力不斷追求更快、更遠(yuǎn)、更高、更長(zhǎng)提高結(jié)構(gòu)效率，提高能量利用率拓展服役條件的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，許多新技術(shù)和創(chuàng)新的思想受限于材料技術(shù)，必須打破材料傳統(tǒng)性漸進(jìn)改進(jìn)，創(chuàng)造新的多功能材料高性能輕質(zhì)化材料和結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ))輕質(zhì)熱防護(hù)/熱結(jié)構(gòu)(關(guān)鍵)多功能材料與結(jié)構(gòu)(熱點(diǎn))智能化(趨勢(shì))輕質(zhì)化國(guó)防、航空航天的永恒主題降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高結(jié)構(gòu)效率增加有效載荷增加射程和續(xù)航能力減小能耗、降低成本機(jī)動(dòng)性能和生存能力殲擊機(jī)更新?lián)Q代及其相關(guān)的關(guān)鍵材料殲擊機(jī)代表機(jī)型技術(shù)特征關(guān)鍵材料第一代F-100超聲速鋼、鋁合金（一代）第二代F-4全天候鋁合金（二代）高

18、溫合金（一代）第三代F-15高機(jī)動(dòng)性高性能鈦合金、定向凝固高溫合金（二代）先進(jìn)復(fù)合材料（一代）第四代F-22超聲速巡航、非常規(guī)機(jī)動(dòng)、隱身先進(jìn)復(fù)合材料（二代）單晶高溫合金（三代）軍用先進(jìn)材料技術(shù)在軍機(jī)結(jié)構(gòu)減重中的重要性及發(fā)展趨勢(shì)010203040501960195019701980199020002010主動(dòng)載荷控制及顫振控制自動(dòng)化設(shè)計(jì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)概念新材料及改進(jìn)型材料年代 結(jié)構(gòu)減重（）材料技術(shù)對(duì)軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)減重的貢獻(xiàn)率達(dá)到70% 航空航空領(lǐng)域的材料體系更加強(qiáng)調(diào)性能和可靠性的綜合，只有應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料才能實(shí)現(xiàn)減重20%以上尾翼（垂尾和平尾）復(fù)合材料化：占結(jié)構(gòu)重量達(dá)到5-7%機(jī)翼復(fù)合材料化：占結(jié)構(gòu)重量

19、達(dá)到12-15%前機(jī)身和中機(jī)身復(fù)合材料化：占結(jié)構(gòu)重量25%航空三十多年來(lái)走過了一條由小到大，由弱到強(qiáng)、由少到多、由結(jié)構(gòu)到功能的發(fā)展道路，大致分為三個(gè)階段第一階段：用于艙門、口蓋、整流罩以及襟、副翼、方向舵等操縱面上，受力較小、規(guī)模較小，于60年代末70年代初完成第二階段：用于垂尾、平尾等受力較大、規(guī)模較大的尾翼一級(jí)部件，自70年代初始，至今仍在延續(xù)，現(xiàn)軍機(jī)尾翼一級(jí)部件已均為復(fù)合材料的了。其中F-14的硼/環(huán)氧復(fù)合材料平尾于1971年前后研制成功，是復(fù)合材料發(fā)展史上一個(gè)重要里程碑，此后則有F-15、F-16、F-18、B1-B、幻影2000和幻影4000等，此時(shí)復(fù)合材料用量一般不超過結(jié)構(gòu)總重的5

20、%航空第三階段：用于機(jī)翼、機(jī)身等主要受力結(jié)構(gòu)上、受力很大、規(guī)模很大。其中美國(guó)麥道飛機(jī)公司于1976年率先研制F-18的復(fù)合材料機(jī)翼，并于1982年進(jìn)入服役，把復(fù)合材料用量提高到了13%，此后該公司又將復(fù)合材料用于AV-8B的機(jī)翼和前機(jī)身上，其用量為26%，使復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用跨入了第三個(gè)階段，自80年代初始至今此后世界各國(guó)較新研制的性能先進(jìn)的軍機(jī)機(jī)翼一級(jí)的部件已幾乎無(wú)一例外地都是復(fù)合材料的了，機(jī)身也程度不同的采用了復(fù)合材料：如美國(guó)的B-2、F-22、F-35（JSF），法國(guó)的“陣風(fēng)”（Rafale）、瑞典的JAS39、歐洲英、德、意、西四國(guó)的“臺(tái)風(fēng)”（EF2000），日本的F2、印度的LC

21、A、俄羅斯的C-37等目前軍機(jī)上復(fù)合材料用量占結(jié)構(gòu)總重的2050%左右不等航空四十年代的原子彈、五十年代的北極星導(dǎo)彈，高度機(jī)密機(jī)型復(fù)合材料用量(%)應(yīng)用部位F-140.8平尾蒙皮、水平安定面抗扭盒F-151.6垂直安定面、方向舵、水平安定面蒙皮、減速板F-163.4垂直安定面抗扭盒、安定面前緣、方向舵幻影20008.4垂尾安定面抗扭盒蒙皮、方向舵、升降副翼、電子艙口蓋、起落架艙門幻影400010.7垂直安定面、方向舵、升降副翼、鴨翼F-1812.1垂尾、平尾、操縱面、減速板、前緣、口蓋、機(jī)翼翼面蒙皮AV-8B26.3翼身整流罩、發(fā)動(dòng)機(jī)艙門、副翼、襟翼、升降舵方向舵、前機(jī)身、機(jī)翼抗扭盒蒙皮和結(jié)構(gòu)

22、Rafale24操縱面、起落架艙門、檢修門、鴨翼、機(jī)翼、機(jī)身（50%）EF200030垂尾、鴨翼、前機(jī)身、起落架艙門、進(jìn)氣道、機(jī)翼、機(jī)身JAS3930垂尾、鴨翼、前機(jī)身、起落架艙門、進(jìn)氣道、機(jī)翼F-2226垂尾、平尾、升降副翼、襟翼、口蓋、起落架艙門、機(jī)翼、前機(jī)身、中機(jī)身B-250迄今最大的52米翼展復(fù)合材料結(jié)構(gòu)X-29-前掠翼X-31A17前機(jī)身蒙皮、進(jìn)氣道、前翼、垂尾、方向舵、機(jī)翼蒙皮V-2251機(jī)翼整體壁板、梁、肋、前后緣機(jī)翼、尾翼航空航空航空結(jié)構(gòu)功能一體化美國(guó)于1988年相繼公布了“F-117A”隱身戰(zhàn)斗機(jī)和“B-2”隱身轟炸機(jī)研制成功的信息；1990年披露了“AGM-129A”先進(jìn)隱

23、身巡航導(dǎo)彈已經(jīng)進(jìn)行試飛；1993年公布了“海影號(hào)”隱身戰(zhàn)艦試航的消息；同時(shí)指出：“對(duì)各軍兵種來(lái)說(shuō)，擁有一種隱身武器，可能與五十年代擁有一種和能力具有同樣的重要性”美國(guó)第四代先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)“F-22”已經(jīng)裝備部隊(duì)，該機(jī)實(shí)現(xiàn)了隱身、速度和機(jī)動(dòng)性的高度統(tǒng)一，其雷達(dá)散射截面僅為0.05m2，比“F-15”下降了100倍以上航空隱身飛行器上無(wú)一例外地大量采用了復(fù)合材料。如“B-2”機(jī)身結(jié)構(gòu)，除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)采用鈦合金外，其余皆由碳纖維和石墨纖維等復(fù)合材料構(gòu)成；“F-22”前機(jī)身復(fù)合材料用量占50%、中機(jī)身占30%，機(jī)翼占38%，比例相當(dāng)可觀B-2”和“F-22”上采用了結(jié)構(gòu)新型吸波材料。它由具有不同電磁特

24、性和力學(xué)性能的樹脂基體、增強(qiáng)纖維、吸收劑和特種蜂窩芯材所組成。該結(jié)構(gòu)的最外層具有良好的透波性能，而底層為全反射層，以阻止雷達(dá)波束進(jìn)入機(jī)（彈）體內(nèi)部，中間層為經(jīng)過阻抗匹配設(shè)計(jì)的吸收損耗層，包括特種蜂窩芯材，在蜂窩空格中可以填充吸波材料，對(duì)雷達(dá)波起到“透”、“吸”、“散”的作用。該結(jié)構(gòu)型吸波材料能夠吸收較寬頻帶的雷達(dá)波，同時(shí)具有良好的力學(xué)性能，是一種多功能材料F-117材料應(yīng)用情況PEEK-聚醚醚酮F-22材料應(yīng)用情況25% （24%為熱固性樹脂復(fù)合材料，1%為熱塑性樹脂復(fù)合材料，幾乎覆蓋了飛機(jī)的全部外表面）B-2材料應(yīng)用情況B-2隱身轟炸機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)，除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)采用鈦合金外，其余皆由碳纖維纖

25、維復(fù)合材料構(gòu)成，美國(guó)有個(gè)比較，其結(jié)構(gòu)成本與黃金幾乎相當(dāng)B-2材料應(yīng)用情況航空發(fā)動(dòng)機(jī)提高動(dòng)力裝置性能的最有效的兩個(gè)因素是提高工作溫度和減輕結(jié)構(gòu)重量，在極大程度上依賴于高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展要使發(fā)動(dòng)機(jī)推重比達(dá)到15-20，其中70%要靠創(chuàng)更高使用溫度、更高比強(qiáng)度新材料的突破及其相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的革新 航空發(fā)動(dòng)機(jī)第四代高溫合金單晶，使用溫度提高到1100以上，但其發(fā)展遇到了使用溫度極限與成本極限的挑戰(zhàn)陶瓷基復(fù)合材料和碳/碳復(fù)合材料比金屬結(jié)構(gòu)材料更耐高溫、密度更低的優(yōu)點(diǎn)特別引人注目，成為發(fā)展先進(jìn)武器裝備重要的高溫結(jié)構(gòu)材料之一，潛在服役溫度可達(dá)1650以上 航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中國(guó)軍用飛機(jī)F8II2G Figh

26、terM=2.21984機(jī)翼尾翼前機(jī)身鴨翼主起落架護(hù)板中國(guó)軍用飛機(jī)Vertical Composite Stabilizer (Black Section in Figure)Composite Forward Fuselage (Black Section in Figure)Aircraft vertical tail made of carbon fiber compositesComposite aircraft wing with integral fuel tankCo-cure and Co-bonding technique of AerofoilCo-Cured Bonded

27、 Panel with Ribs(3220mm1050mm)Multi-wall and -structural Co-Cured bonded wing surface3880mm1550mmMulti-wall and multi-frame Co-cured Structure(1720mm720mm) By-pass air duct of aeroengine Materials:T300/BMP316Inside and outside elevonsMaterials:T300/QY8911,NOMEX HoneycombStitch/RTMStitch/RFIZ-9在 Z-9直

28、升機(jī)中復(fù)合材料用量占總重量 25%關(guān)鍵部件如主螺旋槳和80%的機(jī)身等EC-120EC-120 由中國(guó)、法國(guó)、新加坡聯(lián)合研制的中國(guó)獨(dú)立研制了全碳纖維復(fù)合材料的前艙罩框架可扭曲的、變截面的空心管狀結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)重4Kg，比金屬結(jié)構(gòu)節(jié)省重量40%大型民機(jī)第一階段：受力很小的構(gòu)件：前緣、口蓋、整流罩、擾流板等，該階段約于70年代中期結(jié)束第二階段：受力較小的部件：升降舵、方向舵、襟副翼等。1975年NASA開始執(zhí)行ACEE計(jì)劃（飛機(jī)節(jié)能計(jì)劃）：減重、節(jié)油、增加商載。該階段約于80年代初結(jié)束第三階段：受力較大的部件：平尾、垂尾仍在ACEE計(jì)劃下執(zhí)行，該階段約于85年前后完成第四階段：在生產(chǎn)型飛機(jī)上正式設(shè)計(jì)應(yīng)用

29、大型民機(jī)機(jī)型類別最大起飛重量結(jié)構(gòu)重量復(fù)合材料用量圖204近-中程/150-186座/窄機(jī)身93.529.43.2伊爾96-300中-遠(yuǎn)程/187-250座/寬機(jī)身230654.02A-300-600中-遠(yuǎn)程/251-350座/寬機(jī)身165516.2A-310-300中-遠(yuǎn)程/187-250座/寬機(jī)身15044.76.2A-320近-中程/150-186座/窄機(jī)身7220.84.5A-340中-遠(yuǎn)程/251-350座/寬機(jī)身2357611B-777中-遠(yuǎn)程/350座以上/寬機(jī)身-9.9大型民機(jī)國(guó)外客機(jī)A3105垂直安定面抗扭盒A3205.5垂直安定面、水平安定面、外側(cè)襟翼A3408中央翼盒、襟翼

30、B-7673襟翼、副翼、整流裝置B-77711尾翼等MD-11-副翼、襟翼、外翼蒙皮MD-12-機(jī)翼翼盒的蒙皮及其它次要構(gòu)件大型民機(jī)大型民機(jī)波音：B777：共用復(fù)合材料9.9噸，占結(jié)構(gòu)總重的11%B7E7：（Sonic cruiser）：擬采用60%空中客車A320、321、322：15%A380：25%，32噸支線客機(jī)和公務(wù)機(jī)：10-20%大型民機(jī)Boeing-777大型民機(jī)歐洲Airbus-A380雙層，500-650人，2004首飛，2006交付中央翼盒、部分外翼、機(jī)身上蒙皮壁板、地板梁、后隔板框、垂尾、平尾等使用復(fù)合材料僅碳纖維復(fù)合材料用量可達(dá)32噸左右，加上其他各種復(fù)合材料，估計(jì)總用

31、量在25%左右開創(chuàng)大型民機(jī)大量使用復(fù)合材料的先河超混雜復(fù)合材料Glare大量采用（耐疲勞）熱塑性復(fù)合材料（機(jī)翼前緣）復(fù)合材料焊接技術(shù)大型民機(jī)最大起飛重量：560噸典型座位： 555個(gè)最大航程：15000km每座油耗比747-400降低12%復(fù)合材料中央翼盒，減重1.5噸大型民機(jī)大型民機(jī)Airbus-A380超混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料Glare是玻璃纖維增強(qiáng)鋁合金層板，與以前發(fā)展的芳綸纖維增強(qiáng)鋁合金層板ARALL相比，除成本較低外，還具有極好的雙軸向承載和適于機(jī)身的疲勞性能大型民機(jī)大型民機(jī)A350A340波音777A380波音787復(fù)合材料用量A350：52%B787：50%A380：25%A340

32、：13%B777：11%B757： 4%B767： 4%1970 1980 1990 2000 20100%10%20%30%40%50%波音757/7677E7（Boeing 787）7E7客機(jī)將是第一架包括機(jī)翼和機(jī)身在內(nèi)大部分主體結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料制成的商用噴氣式客機(jī)項(xiàng)目專家說(shuō)，改用復(fù)合材料這一飛機(jī)設(shè)計(jì)的重大變革可能會(huì)給全球的鋁工業(yè)帶來(lái)沉重打擊 波音民機(jī)集團(tuán)副總裁邁克拜爾（Mike Bair):“復(fù)合材料為我們提供了多種優(yōu)勢(shì)，如耐用性更強(qiáng)、維修率更低，而且未來(lái)具有極大的研發(fā)潛力，我們相信，隨著人類飛行進(jìn)入第二個(gè)世紀(jì)， 這一選擇將幫助波音在采用現(xiàn)代化的材料技術(shù)方面，占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位”China大型民

33、機(jī)塑料飛機(jī)大型民機(jī)中央翼盒大型民機(jī)A 350-波音787的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型不斷修改設(shè)計(jì)方案，提高復(fù)合材料用量2004年：40%2006年初：45%2006年底：52%大型民機(jī)大型民機(jī)大型民機(jī)C919輕型飛機(jī)、通用航空（70-90%）小型民機(jī)又稱輕型飛機(jī)，一般乘員不超過9人，該類飛機(jī)用復(fù)合材料量最大，有許多全復(fù)合材料飛機(jī)（90%以上），如Lear Fan2100、AVTEK400、Lancair320、Starship 1、 Voyager等其中Starship 1（星舟1號(hào)）是第一個(gè)獲得FAA合格證的全復(fù)合材料飛機(jī)，Voyager（旅游者號(hào)）于1986年創(chuàng)下了不加油，不著陸連續(xù)環(huán)球飛行9天、40252

34、km的世界紀(jì)錄通用航空是指除軍用航空和民用運(yùn)輸航空以外，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)服務(wù)的所有航空活動(dòng)的總稱，該領(lǐng)域多與輕型飛機(jī)相關(guān)，在我國(guó)具有較大的發(fā)展空間 Voyager直升機(jī)（50-80% ）包括軍用直升機(jī)、民用直升機(jī)和輕型直升機(jī)，在各種直升機(jī)上先進(jìn)復(fù)合材料的用量均較大，超過軍機(jī)、民機(jī)的用量美國(guó)有ACAP （Advanced Composite Application Plan）計(jì)劃。在此計(jì)劃下研制了H360，S-75，BK-117、V-22等均大量應(yīng)用了復(fù)合材料典型的V-22，可垂直起落、傾轉(zhuǎn)旋翼后又能高速巡航，用復(fù)合材料3000公斤，占結(jié)構(gòu)總重的50%左右；RAH66（50%）；歐洲的Tige

35、r，虎式武裝直升機(jī)用量更高達(dá)80%直升機(jī)直升機(jī)直升機(jī)臺(tái)灣緯華直升機(jī)公司的ULTRASPORT系列超輕型直升機(jī)為全復(fù)合材料直升機(jī)，雙座的輕達(dá)180kg，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的世界之最無(wú)人機(jī)（50-80%）各種無(wú)人機(jī)，包括無(wú)人偵察機(jī)和無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)（UCAV-Uninhabited Combat aerial Vehicle），作為一種新型航空作戰(zhàn)武器是當(dāng)前發(fā)展研究的一個(gè)熱點(diǎn)無(wú)人機(jī)具有低成本、輕結(jié)構(gòu)、高機(jī)動(dòng)、大過載、長(zhǎng)航程、高隱身、低使用壽命、長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命的鮮明技術(shù)特點(diǎn)，這些特點(diǎn)決定了其對(duì)減重有迫切的需求，從而對(duì)復(fù)合材料有迫切的需求各種無(wú)人機(jī)上復(fù)合材料的用量較有人機(jī)的要大，一般在5080%之間，有的甚至是全復(fù)合

36、材料飛機(jī)無(wú)人機(jī)全球鷹（Global Hawk）、捕食者(Predator）、暗星（Dark Star）等，以色列的先鋒（Pioneer）、搜索者（Searcher）等均為全復(fù)合材料無(wú)人機(jī)UCAV中的X-45A，2000年9月27日出廠、 2002年5月22日首飛X-45B，將于2005年首飛，批生產(chǎn)時(shí)可能完全由復(fù)合材料制成 （90%以上）X-47（為海軍用）于2001年2月出廠，2002年交首飛，基本上為全復(fù)合材料飛機(jī)Composites X-47 Pegasus國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用彈、箭、星、船最大限度地追求復(fù)合材料化彈箭主體結(jié)構(gòu)、彈頭、整流罩、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等各個(gè)部位衛(wèi)星承力結(jié)構(gòu)、天線、太陽(yáng)

37、電池帆板等運(yùn)載火箭Rocket fairing“#” shape beamCarbon/Epoxy Winding structure component (inner stiffened shell structure)Carbon/Epoxy Composite component (inner and outer stiffened shell structure)Large cylindrical part co-cured(1400mm350mm)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)DFH-2 Satellite Apogee Kick MotorApogee motor for DFH-2A pract

38、ical communication satellite 國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用戰(zhàn)略導(dǎo)彈彈頭減少1Kg結(jié)構(gòu)重量，增加射程20Km戰(zhàn)略導(dǎo)彈三級(jí)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)減少1Kg結(jié)構(gòu)重量，增加射程16Km某第三級(jí)固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體采用碳/環(huán)氧復(fù)合材料后，結(jié)構(gòu)質(zhì)量由原來(lái)的116千克降為46千克，僅此就將導(dǎo)彈射程提高1000Km以上國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用SSTO、TSTOCAVHCV 突破MD體系的戰(zhàn)略威懾 時(shí)間敏感性目標(biāo)快速打擊 遠(yuǎn)程快速到達(dá)和運(yùn)送 快速、可靠、廉價(jià)進(jìn)出空間發(fā)展大氣層內(nèi)高超聲速技術(shù)國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用AlTi / JP-7Steel國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用上世

39、紀(jì)六十年代，由NASA牽頭的 X-15高超聲速研究項(xiàng)目創(chuàng)造了6.72馬赫和108,000米的速度與升限的世界記錄，關(guān)鍵部位主要采用了耐高溫金屬材料體系 國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用HRSI (Black) TilesLRSI (White) TilesAFRSI BlanketsFRSIRCCGlassExposed Metallic Surfaces每個(gè)航天飛機(jī)上有24300塊陶瓷防熱瓦，覆蓋整個(gè)軌道運(yùn)載器外表面的70%，沒有兩塊防熱瓦有相同的外形，但總體上防熱瓦的尺寸范圍在150-150mm到200-200mm，厚度在5-90mm之間國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用柔性重復(fù)使用表面隔熱材料（FR

40、SI）先進(jìn)柔性重復(fù)使用表面隔熱材料（AFRSI）重復(fù)使用表面隔熱材料（RSI）增強(qiáng)碳/碳復(fù)合材料（RCC）371816126017606997$/m221528$/m2107639$/m2322917$/m20.73-1.22Kg/m26.10Kg/m24.39-17.09Kg/m236.13Kg/m2278.7m2278.7m2464.5m237.2m2防熱能力可維護(hù)性表面粗糙耐久性可重復(fù)使用性高成本國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用ACC國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用2010年4月23日7時(shí)52分，美國(guó)空軍的X-37B軌道試驗(yàn)飛行器在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地首次發(fā)射升空，引起世界的廣泛關(guān)注，開展新型可重復(fù)使用熱

41、防護(hù)系統(tǒng)驗(yàn)證是其飛行的主要任務(wù)之一X-37B關(guān)鍵技術(shù)新型熱防護(hù)系統(tǒng)和材料先進(jìn)復(fù)合材料主承力結(jié)構(gòu)及一體化制造陶瓷基復(fù)合材料熱結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用2010年4月23日下午四點(diǎn)，美國(guó)Falcon HTV-2A由米諾陶-4（Minotaur IV）固體運(yùn)載火箭在范登堡空軍基地發(fā)射升空，米諾陶-4是和平衛(wèi)士洲際導(dǎo)彈改裝而來(lái)，這是首次亮相，HTV-2也是目前HTV系列僅存的飛行器FALCONHCVECAVCAVSLVHTV-1地面試驗(yàn)HTV-2Ma=13-20HTV-3Ma=10，ReuseHTV-3XMa=6，TBCCL/D：2-2.5L/D：3.5-4L/D：4-5國(guó)防

42、、航天領(lǐng)域應(yīng)用在美國(guó)Falcon計(jì)劃中，考慮到HTV-2的高溫長(zhǎng)時(shí)間和HCV可重復(fù)使用要求，選擇了五類材料技術(shù)領(lǐng)域開展研究，并認(rèn)為是達(dá)到未來(lái)HCV目標(biāo)的關(guān)鍵使用溫度小于1650的翼前緣材料使用溫度大于1650的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料高溫多層絕熱材料（IMI）大面積熱防護(hù)系統(tǒng)高溫密封材料國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用HTV-1因防熱結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)問題未能突破而取消，HTV-2簡(jiǎn)化了外形方案（氣動(dòng)、材料、性能的折中），近期防熱材料實(shí)現(xiàn)耐環(huán)境能力達(dá)到1000秒左右，而進(jìn)入飛行驗(yàn)證階段國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用失去聯(lián)系國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用Reusable launch Vehicle（RLV）Space Operations Vehi

43、cle (SOV)Hypersonic Cruise Vehicle (HCV)Common Aero Vehicle (CAV)Enhanced CAV (ECAV)Expendable Launch Vehicles（ELV）Small Launch Vehicle (SLV)國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用可重復(fù)使用空天運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)對(duì)系統(tǒng)輕量化的影響國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用貯箱結(jié)構(gòu)形式為二層薄輕質(zhì)碳纖維復(fù)合材料層板，中間為浸樹脂Kevlar紙蜂窩，環(huán)氧樹脂膠粘接關(guān)鍵技術(shù)為耐低溫樹脂的研發(fā)及其固化工藝實(shí)驗(yàn)未能成功：其破壞的直接原因是由于低溫導(dǎo)致樹脂基體開裂，氫氣泄漏，升溫后裂紋愈合，將氣體包裹在里面X-3

44、3復(fù)合材料液氫貯箱國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用臨近空間高超聲速飛行器對(duì)于對(duì)結(jié)構(gòu)重量系數(shù)（結(jié)構(gòu)質(zhì)量/起飛質(zhì)量）有著強(qiáng)烈的要求對(duì)SSTO這樣有代表性的吸氣式推進(jìn)為動(dòng)力的飛行器，采用低溫燃料，燃料重量占到約75%，總體設(shè)計(jì)研究表明SSTO飛行器的結(jié)構(gòu)重量系數(shù)必須接近0.15目前服役的超聲速軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量系數(shù)才在0.30左右，燃料比例和結(jié)構(gòu)重量系數(shù)的增加意味著需要提高起飛總重或減少有效載荷國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用X-43“Stratellite ”飛艇HCV太空船1號(hào) HAAHelios國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用浮力 = ( air - helium ) x Volume氣動(dòng)升力 = air V2 CLA阻力 = airV

45、2CDA重力（巨型結(jié)構(gòu)+蒙皮+能源+動(dòng)力+控制+有效載荷+）CGCB20Km：每1m3只能提供越0.060Kg浮力30km：每1m3只能提供0.014Kg浮力國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用20km，細(xì)長(zhǎng)比4:1飛艇外形材料面密度400g/m2長(zhǎng)：270m總重：47噸30km，細(xì)長(zhǎng)比4:1飛艇外形材料面密度400g/m2長(zhǎng)：850m總重：300噸蒙皮占主要重量國(guó)防、航天領(lǐng)域應(yīng)用巨型框架和支撐結(jié)構(gòu)（幾百米的量級(jí)）先進(jìn)復(fù)合材料/充氣承力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/材料/連接/動(dòng)作民用領(lǐng)域復(fù)合材料的應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大型建筑、橋墩、水壩、橋梁等 石油工業(yè)原油輸送、生產(chǎn)、貯存、致冷設(shè)備、氣缸、海上平臺(tái)等 交通運(yùn)輸業(yè)汽車結(jié)構(gòu)件、纖維增強(qiáng)

46、高速公路路面及配套設(shè)備、鐵路牽引機(jī)車和車輛、艦船殼體和輔助構(gòu)件、高性能自行車等能源工業(yè)火力發(fā)電的通風(fēng)、管道、冷卻系統(tǒng)，水力發(fā)電的電站、壩體和隧道建設(shè)以及風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源方面體育、娛樂產(chǎn)業(yè)高性能體育器械：網(wǎng)球、棒球、高爾夫、賽車、滑雪、魚桿等生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域電子、信息產(chǎn)業(yè)民用領(lǐng)域復(fù)合材料是典型的軍民兩用技術(shù)，民用領(lǐng)域的規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軍用領(lǐng)域，以CFRP為例宇航應(yīng)用：18%體育休閑用品：37%工業(yè)應(yīng)用：45%體育用品這是一個(gè)開發(fā)較早，有穩(wěn)定需求的應(yīng)用領(lǐng)域高爾夫球拍：4000萬(wàn)只/年，約占總數(shù)的80%以上，“已碳化了” ，其他各種球拍（網(wǎng)球拍、羽毛球拍等）500600萬(wàn)只/年，幾乎獨(dú)占市場(chǎng)釣魚桿：1200萬(wàn)只/年，約占總數(shù)的50%以上自行車：12萬(wàn)輛/年其他：賽艇、賽車、弓箭、滑雪板、桿等等。前4項(xiàng)約占CF耗量的85%左右，其他只占15%左右我國(guó)的臺(tái)灣有“復(fù)合材料體育用品王國(guó)”之稱，但近年來(lái)已向大陸轉(zhuǎn)移。臺(tái)灣碳纖維約有3000噸/年的產(chǎn)能體育用品體育用品