【回首閱兵】先進樹脂基複合材料的應用

　　9月3日，紀念中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利70周年大會在北京天安門廣場隆重舉行。30多位外國領導人、19位政府高級代表和多名國際組織負責人齊聚北京，在天安門城樓上一同觀看了盛大的閱兵式表演。

　　此次閱兵，共有20餘種機型，近200架飛機，組成10個空中梯隊飛越天安門廣場接受檢閱，創造了新中國曆次閱兵的規模和機型數量之最。

　　受閱飛機按照作戰模塊分為空中護旗方隊、領隊機梯隊、預警指揮機梯隊、轟炸機梯隊、殲擊機梯隊、海軍艦載機梯隊、海上巡邏機梯隊、加受油機梯隊、直升機梯隊等10個空中梯隊，涵蓋了我國軍隊現有先進作戰和保障機種，並且全部為正式列裝部隊。

　　近年來，隨著我國航空工業的飛速發展，我國在航空實力上得到了顯著的提升。與此同時，對於航空材料的使用也提出了更高的要求。一些更為先進的複合材料逐步在航空工業中得到了廣泛應用。先進複合材料具有質輕、高強度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、可設計、工藝性好，容易製造大型結構和整體結構的特點，是理想的航空結構材料，已成為下一代飛機機體的主結構材料。

　　根據美國航空航天局(NASA)的劃分，航空用各種先進複合材料可以分為以下幾種：樹脂基複合材料(PMC，工作溫度一般小於425℃)、金屬基複合材料(MMC,工作溫度為425~900℃)、金屬間化合物基複合材料(IMC,主要用於650~120℃)、陶瓷基複合材料(CMC,其工作溫度為1100~1650℃)以及碳複合材料(C/C,其工作溫度在1800℃乃至更高一些)等，其中，尤以樹脂基複合材料在航空工業中的應用最為廣泛。

　　先進樹脂基複合材料通常指的是採用高性能增強材料(主要為碳纖維)增強的環氧、雙馬等樹脂基結構複合材料。按樹脂類型的不同，樹脂基複合材料又分為熱固性樹脂基複合材料和熱塑性樹脂基複合材料。前者的基體樹脂在固化劑和溫度的作用下形成不溶不熔的體型高分子，其加工成形溫度較低，耐化學性也較好，但加工周期長、性脆。後者的基體樹脂為線型，支鏈型分子結構的高聚物，高溫熔融，冷卻即固結，其特點是加工周期短、韌性好、可重複回收再生，但成形溫度較高，耐化學性稍差。

　　連續纖維增強的樹脂基複合材料具有各向異性和性能可設計性特點，可以按照工程結構的使用要求選用適當的組分材料和調整纖維方向，使設計的結構重量更輕、安全可靠和經濟合理。它的另一個特點是材料和結構雙重性，製造材料即製造結構。

　　近年來，隨著在材料性能提高、工藝改進、成本降低等方面取得重大進展，先進樹脂基複合材料在軍民用飛機及航空發動機上的應用更加廣泛。進樹脂基複合材料大都為碳纖維增強熱固性樹脂複合材料，其中環氧樹脂占統治地位。

而本次閱兵式的飛機皆由中航工業製造，中航工業所用的AG-80四官能團環氧樹脂全部由我司生產提供

　　目前，製造先進樹脂基複合材料結構的主要方法是預浸料-熱壓罐成形工藝，針對此法生產效率低、製造成本高和產品質量重複性較差等缺點，不少飛機公司和研究機構都在大力正在發展更為先進的能顯著提高生效益、縮短固化時間和裝配時間的製造技術，如採用縫合預形和3維編織預形增強體的樹脂轉移成形(RTM)法和樹脂膜熔浸法(RFI)、預浸纖維束自動鋪放技術、自動鋪帶技術和電子束固化等。

　　美國在先進樹脂基複合材料方面具有強大的、全面的研究和生產基地，綜合實力最強，是世界上最大的生產國和消費國，具有材料的能力。美國的低成本複合材料技術的發展和機敏複合材料結構的研究計劃，其規劃和發展速度都遠超過其他國家。美國曾在國防關鍵技術中確立了分階段發展這種複合材料的目標：1995年前發展耐370℃的飛機結構用的樹脂基複合材料，至2000年樹脂基複合材料的成本降低40%，2005年推出能自檢結構損傷的全尺寸機敏(又稱智能)複合材料結構演示件。西歐國家某些方面領先於美國，如共固化技術、熱塑性樹脂基複合材料代表性樹脂-聚醚醚酮的供應和金屬薄板-纖維增強樹脂基複合材料層板。日本在碳纖維製造技術方面居世界領先地位，其品種、性能和產量均為世界一流，是碳纖維主要生產國。

　　在一代又一代技術人員的努力下，目前我國的樹脂基複合材料也已達到了世界前列的水平。同時，我國也已能夠自主研發生產T700、T800碳纖維、聚醯亞胺纖維、芳綸纖維等世界先進的複合材料。希望在我們共同的努力下，我國的複合材料業能夠更上一層樓！

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