復(fù)合材料發(fā)展?fàn)顩r

復(fù)合材料狀況0．前言《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)展目標(biāo)：到2020年，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是：自主創(chuàng)新能力顯著增強，科技促進經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全能力增強，取得一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，進入創(chuàng)新型國家行列。尤其在信息、生物、材料和航天等前言領(lǐng)域達到世界先進水平。其中復(fù)合材料作為新材料中不可分割的重要部分，明確指出對新材料的結(jié)構(gòu)與復(fù)合華作為復(fù)合材料研究的一重點領(lǐng)域。1．復(fù)合材料概述復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的的物質(zhì)組成的一種多相固體材料。在復(fù)合材料中，連續(xù)相成為基體，分散相成為增強體。材料主要分為金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料，金屬材料本身密度大、化學(xué)性差；無機非金屬材料脆性大；高分子材料易老化不耐高溫。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，尤其是我國航空航天事業(yè)的快速發(fā)展，對材料提出了“三高一低”（即高強度、高模量、高耐溫和低密度）的要求。單一材料所表現(xiàn)出的性能滿足不了苛刻條件下材料性能的要求，因此，將三種材料復(fù)合并合理設(shè)計后通過“揚長避短”使得高性能復(fù)合材料得以快速發(fā)展。2．復(fù)合材料得分類復(fù)合材料按照基體材料種類分為樹脂基、金屬基和陶瓷基；按照增強形態(tài)分為纖維增強、顆粒增強和疊層（層狀）增強。按照增強形態(tài)所致的復(fù)合材料具有比強度高、比模量高、抗疲勞性好、耐高溫、和斷裂安全系數(shù)高等特性。2．1樹脂基復(fù)合材料發(fā)展樹脂基復(fù)合材料具有比強度、比模量高、可設(shè)計性強的特點，60年代問世至今，在全球范圍內(nèi)已經(jīng)成為一重要的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，并且廣泛應(yīng)用于武器裝備，對武器裝備的輕量化、微型化和高性能化起到了至關(guān)重要的作用；由于樹脂基復(fù)合材料較低的密度，應(yīng)用于航空飛機，可降低飛機自重的25%-30%。2.1.1國外現(xiàn)狀據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，全世界樹脂基復(fù)合材料制品共有40000多種，截止2007年，全球纖維增強復(fù)合材料產(chǎn)量達750多萬噸，從業(yè)人員約45萬人，年產(chǎn)值約415億歐元[1]。發(fā)達國家如美國、德國和日本早在20世紀90年代初就開始從熱固性樹脂向高性能熱塑性樹脂研究。熱塑性樹脂基復(fù)合材料可以明顯節(jié)約加工時間和工序。樹脂基復(fù)合材料作為優(yōu)異的性能主要應(yīng)用于汽車、建筑、航空和體育用品中。2.1.2國內(nèi)現(xiàn)狀我國樹脂基復(fù)合材料發(fā)展約50年左右，近年來，受世界復(fù)合材料大環(huán)境的影響，我國樹脂基復(fù)合材料發(fā)展迅速，“十二五”國家發(fā)展綱要明確指出了新材料的發(fā)展應(yīng)用，玻璃鋼即玻璃纖維增強樹脂在我國發(fā)展迅速，全球玻璃纖維2014年總產(chǎn)值為7898.5百萬美元，預(yù)期在2019年達11046.5百萬美元，年增長率6.9%，目前，亞洲市場容量最大。2014年全球玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)總產(chǎn)值為4898百萬美元，預(yù)期2019年達7044.3百萬美元，年增長率7.1%。2013年中國產(chǎn)量達410萬噸，中國玻纖復(fù)合材料增長迅速，自1978（3.5萬噸）年到2013（410萬噸）年，中國總產(chǎn)量增長了683倍。2.1.3樹脂基復(fù)合材料制造技術(shù)依據(jù)不同類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)合材料，對模具及制造工藝要求較瓷基復(fù)合材料更快的發(fā)展，突破自身的缺陷，其未來發(fā)展趨勢主要為：1.降低陶瓷基復(fù)合材料的制造成本，目前CMC成本較好，阻礙了其進一步發(fā)展，美國陶瓷界人士認為：通過凝膠鑄成型與水基低壓制造成型是目前較好的陶瓷成型工藝，且成本低；2.提高陶瓷基復(fù)合材料的可靠性和可重復(fù)制造性，降低因增強效應(yīng)所帶來得加工不穩(wěn)定性；3.目前CMC設(shè)計準則主要參考金屬材料設(shè)計手冊，其本身尚沒有形成完成的設(shè)計系統(tǒng)，隨著科技手段的進步，在特殊領(lǐng)域和特殊構(gòu)件下金屬手冊滿足不了陶瓷材料的設(shè)計要求，因此需盡快完善陶瓷基材料的設(shè)計手冊并制定新的加工設(shè)計準則，以便進一步推進陶瓷材料的進步。3.結(jié)論為了滿足苛刻條件下材料的使用，復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強、結(jié)構(gòu)可設(shè)計性、結(jié)構(gòu)功能一體化等優(yōu)異的綜合性能在各個領(lǐng)域表現(xiàn)出突出的作用。尤其在航空航天、國防軍工、能源交通、資源環(huán)境等國民經(jīng)濟中影響巨大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，未來復(fù)合材料的發(fā)展將會在上述特性的基礎(chǔ)上更經(jīng)濟化、功能性更專一化的領(lǐng)域發(fā)展迅速。國家推出“十三五”綠色環(huán)保節(jié)能后，復(fù)合材料的發(fā)展將會更加全面。專業(yè)化，系列化。參考文獻[1]陳詳寶.先進樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展[J].航空材料學(xué)報,2000,v20(1):46-48[2]陳詳寶.先進樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用[J].航空材料學(xué)報,2003,v23(增):198-199[3]陳詳寶,張寶艷,邢麗英.先進樹脂基復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中國材料進展,2009,v28(6):3-5[4]邢麗英,蔣詩才,周正剛.先進樹脂基復(fù)合材料制造技術(shù)進展[J].復(fù)合材料學(xué)報,2013,v30(2):2-5[5]何亞飛,矯維成等.樹脂基復(fù)合材料成型工藝的發(fā)展[J].纖維復(fù)合材料,2011,2:7-9[6]耿運貴,張永濤.樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,V26(2):192-195[7]郝斌,段先進等.金屬基復(fù)合材料的發(fā)展?fàn)顩r及展望[J].材料導(dǎo)報,2005,V19(7):64-66[8]李鳳平.金屬基復(fù)合材料的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J].玻璃剛/復(fù)合材料,2004,1:47-50[9]王倩,高建國等.金屬基復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J].沈陽大學(xué)學(xué)報,2007,V19(2):10-13[10]張荻,張國定等.金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].中國材料進展,2010,V29(4):1-4[11]張效寧,王華等.金屬基復(fù)合材料研究進展[J].云南冶金,2006,V35(5):53-55[12]張發(fā)云,閆紅等.金屬基復(fù)合材料制備工藝研究進展[J].鍛壓技術(shù),2006,6:100-103[13]張立同,成來飛.連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略討論[J].復(fù)合材料學(xué)報,2007,V27(2):1-4[14]王俊奎,周施真.陶瓷基復(fù)合材料的研究進展[J].1990,V7(4):1-3[15]何柏林,孫佳.陶瓷基復(fù)合材料增韌技術(shù)的研究進展[J].粉末冶金工業(yè),2009,V19(4):49-51[16]史國普.纖維增強陶瓷基復(fù)合材料概述[J].陶瓷,2009,16-19[17]周洋,袁廣江等.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材