人民日?qǐng)?bào)談創(chuàng)新：碳纖維復(fù)合材料讓飛機(jī)更輕盈

作者：余建斌

11月6日，兩年一度的珠海航展上，中俄合作研制的280座遠(yuǎn)程寬體客機(jī)CR929，以1∶1的展示樣機(jī)首次亮相國(guó)際航展。在這款最新一代的大型飛機(jī)上，復(fù)合材料使用比例有望超過(guò)50%。同樣，在去年5月5日首飛的C919大客機(jī)上，使用的復(fù)合材料占到飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的12%。這里的復(fù)合材料，主要就是碳纖維復(fù)合材料。

據(jù)航空專家介紹，為提高飛機(jī)的先進(jìn)性、環(huán)保性，碳纖維復(fù)合材料目前是飛機(jī)輕量化的主要手段，也是未來(lái)的主流趨勢(shì)。由于具有輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、抗疲勞、耐腐蝕、成型工藝性良好、成本低等特點(diǎn)，碳纖維復(fù)合材料在航空裝備上的大量應(yīng)用可有效提高性能、減輕結(jié)構(gòu)重量、降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來(lái)越多。

“碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位已成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要指標(biāo)，也是航空公司購(gòu)買飛機(jī)時(shí)的重要參考指標(biāo)。大力發(fā)展航空復(fù)合材料技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外航空制造企業(yè)的共識(shí)。”新材料企業(yè)康得集團(tuán)負(fù)責(zé)人鐘玉認(rèn)為。

除了航空領(lǐng)域，不少固體運(yùn)載火箭的復(fù)合材料殼體，也都是用碳纖維纏繞而成，高端跑車上，碳纖維更是一種主要的先進(jìn)材料。專家介紹說(shuō)，碳纖維是一種含碳量90%以上的無(wú)機(jī)高分子特種纖維，同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維具有比重小、強(qiáng)度高、模量大、耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕等優(yōu)異性能和纖維的柔軟可加工性。和另外一種同為“碳系”的“神奇材料”石墨烯相比，碳纖維目前的商業(yè)用途更為明確。

鐘玉介紹說(shuō)，作為在高端技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略物資之一，碳纖維的核心產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及配套關(guān)鍵裝備只能通過(guò)自主研發(fā)和長(zhǎng)期工程實(shí)踐取得。經(jīng)過(guò)不懈努力，國(guó)內(nèi)高性能碳纖維在基礎(chǔ)研究、工程化和產(chǎn)業(yè)化等方面突破重重困難，有了快速發(fā)展。例如康得下屬企業(yè)中安信自主研發(fā)掌握了高性能碳纖維制造的核心技術(shù)，其相關(guān)檢測(cè)技術(shù)獲得了CNAS(中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì))國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。

隨著航空航天、汽車輕量化、風(fēng)電、軌道交通等行業(yè)領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求爆發(fā)，碳纖維工業(yè)應(yīng)用開始進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)。業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2020年，全球碳纖維需求量將超過(guò)16萬(wàn)噸，到2025年，將超過(guò)33萬(wàn)噸。鐘玉認(rèn)為，對(duì)如此巨大而重要的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)既要通過(guò)掌握關(guān)鍵技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)碳纖維的穩(wěn)定批量生產(chǎn)和大規(guī)模工程化應(yīng)用，同時(shí)也要瞄準(zhǔn)國(guó)產(chǎn)新一代碳纖維及其復(fù)合材料及早研發(fā)和布局，從而牢牢站穩(wěn)全球高端碳纖維市場(chǎng)一席之地。

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