碳纖維增強復(fù)合材料概述(編輯修改稿)
2025-08-31 05:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 管防熱構(gòu)件的型號有： MX 系列、 三叉戟( C4)、 三叉戟( D5) 第一和二級發(fā)動機的噴管擴張段和防熱環(huán)、侏儒導(dǎo)彈第一和二級發(fā)動機噴管的擴張段和防熱環(huán)、侏儒導(dǎo)彈第三級發(fā)動機噴管的防熱環(huán)等, 俄羅斯的白楊M戰(zhàn)略導(dǎo)彈的第一、二級固體發(fā)動機噴管擴張段也采用碳/酚醛材料作為防熱材料。碳/聚芳基乙炔復(fù)合材料,美國在軍用航天項目的支持下,已進行了多次固體火箭發(fā)動機耐燒蝕材料應(yīng)用試驗,性能優(yōu)異。九五期間,本所與華東理工大學合作,開展了碳/聚芳基乙炔樹脂復(fù)合材料在固體火箭發(fā)動機防熱材料方面的應(yīng)用研究,取得了較大進展。從二十世紀六十年代末開始,航天領(lǐng)域中以S玻纖和Kevlar 49纖維復(fù)合的金屬內(nèi)襯輕質(zhì)壓力容器逐漸取代傳統(tǒng)的全金屬壓力容器。美國在 1975年開始了輕質(zhì)復(fù)合材料氣瓶及儲箱研制, 采用S玻纖/環(huán)氧、 Kevlar/環(huán)氧纏繞復(fù)合材料。隨著碳纖維52 纖維復(fù)合材料 2004 年性能提高及成本大幅度下降, 碳纖維與低成本鋁內(nèi)襯制造技術(shù)相結(jié)合, 使得費用低、質(zhì)量輕、性能高、可靠性好的高壓容器的生產(chǎn)成為現(xiàn)實[4]。目前空間用復(fù)合材料基體主要采用環(huán)氧樹脂。由于碳纖維的密度、耐熱性、剛性等方面的優(yōu)勢,增強纖維以碳纖維為主。碳纖維復(fù)合材料在空間技術(shù)上的應(yīng)用, 國內(nèi)也有成功范例,如我國的第一顆實用通信衛(wèi)星應(yīng)用了碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料拋物面天線系統(tǒng)。第一顆太陽同步軌道風云一號氣象衛(wèi)星采用了多折迭式碳纖維復(fù)合材料剛性太陽電池陣結(jié)構(gòu)等。 我國的碳纖維樹脂基復(fù)合材料研制起步于20世紀60 年代末，至今已有 40 多年的發(fā)展歷程，在產(chǎn)品開發(fā)、制造加工、產(chǎn)品應(yīng)用及人才培養(yǎng)等方面都取得了很大進步， 但是同先進國家相比仍有很大差距，尤其近年來，由于西方國家的快速發(fā)展，這種差距還有加大的趨勢。目前我國碳纖維的品種、質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)規(guī)模遠不能滿足國內(nèi)復(fù)合材料快速發(fā)展的要求，仍然是制約我國碳纖維復(fù)合材料發(fā)展的瓶頸，這主要表現(xiàn)在： 1）產(chǎn)品質(zhì)量不完全過關(guān)，缺陷多，性能分散性大； 2）產(chǎn)品規(guī)格和品種少； 3） 由于性能和質(zhì)量上的問題以及生產(chǎn)成本高，制約了生產(chǎn)規(guī)模的擴大。從技術(shù)上看，造成上述問題的主要原因是基礎(chǔ)研究工作薄弱， 造成生產(chǎn)碳纖維的 pan 基原絲質(zhì)量不高。因此，以提高原絲質(zhì)量為目標，應(yīng)加強科學基礎(chǔ)及工程化研究， 強化國內(nèi)碳纖維研究生產(chǎn)的自主創(chuàng)新能力，建立高效的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，堅持原始創(chuàng)新與引進消化吸收并舉，突破瓶頸，改變我國碳纖維落后局面。 在管理體制上也存在如下一些問題： 1）碳纖維是多學科和多技術(shù)集成的高新技術(shù)產(chǎn)品，國家在項目組織、管理、實施和政策扶持等上應(yīng)起主導(dǎo)作用，但多年來這種局面尚未形成，國家總體上的規(guī)劃和領(lǐng)導(dǎo)以及集中調(diào)控作用不夠，基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)、中試生產(chǎn)、工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)之間缺乏有機聯(lián)系，因而無論從規(guī)模和質(zhì)量上，與國外水平的差距越拉越大。2）國內(nèi)碳纖維多元化研發(fā)的格局尚未建立。從碳纖維產(chǎn)業(yè)的源頭到最終產(chǎn)品， 真正擁有完整研發(fā)與生產(chǎn)過程的單位不多， 技術(shù)水平同國外相比差距較大。潛心研究碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的氣氛不夠濃厚， 民營企業(yè)中拿來主義現(xiàn)象較為明顯， 急于求成、急功近利的思想十分嚴重。 3）以應(yīng)用牽頭，帶動碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體制未健全， 以往國內(nèi)航空航天高端產(chǎn)品應(yīng)用主要依賴進口，而國產(chǎn)碳纖維得不到應(yīng)用，因此也就得不到改進和提高的機會。 4）企業(yè)之間產(chǎn)、學、研交流相當欠缺。碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅需要產(chǎn)、學、研相結(jié)合，而且更需要產(chǎn)、學、研、用有機地相結(jié)合，但在現(xiàn)有體制下產(chǎn)、學、研、用這個有機體系尚未真正建立，因而阻礙了國內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。 5）裝備技術(shù)研發(fā)滯后。有關(guān)碳纖維裝備技術(shù)研發(fā)工作長期沒有得到相應(yīng)的重視。到目前為止，如大容量聚合反應(yīng)器等被稱為碳纖維
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