复合材料主要应用领域现状与发展趋势

型民用飞机 ，都大量使用碳纤维复合材料制件 ，以达到减轻整机重量 ， 需要 ，碳纤维复合材料用于生产 自行 车、钓鱼竿 、冲浪板 、滑雪板 、高尔 减少油耗 ，降低了运营成本 ，以获取更大的利润。２．２复合材料在通用飞 夫球杆、羽毛球拍和 网球拍等 ，是 目前消耗量最大的碳纤维应用领域 ， 机的应用 。“轻质化 、长寿命 、高可靠、高效能和低成本”是未来通用飞 每年约消耗 ５０００ｔ碳纤维复合材料 。
碳纤维复合材料因具有低密度 、高强度 、高模量 、耐高 温、耐腐蚀 、 长叶片超过 ６０ｍ，全玻璃钢叶片已无法满足大型化发展的要求。以直径 热膨胀系数低和生体相容性好等优异性能，使其成为制备各种结构和 为 １２０ｍ的风电叶片为例 ，使用碳纤维复合材料可减少其总重量 的
功能胜复合材料的重要原材料。是 目前运用最为广泛的一种复合材料。 ３８％，降低叶片成本的 １４％，降低整个风电装置成本的 ４．５ 。２．６复合
要运用 于航空航天、军工、船舶游艇 、风电叶片、汽车工业和体育器材等 瓷纤维组成。现在国外又推出了氧化铝纤维增强的铝活塞及氧化铝增
领 域 。
强的镁合金活塞ｔ３１。复合材料的应用 。可提高发动机的功率 ，从而达到节
２．１复合材料在民用飞机上 的应用 。空客 Ａ３８０和波音 Ｂ７８７等大 能减排的目的。２．７复合材料在体育器材中的应用。出于对安全 、减重的
机的发展趋势。随着复合材料及加工技术自勺Ｊ陕速发展 ，新型通用飞机开 始越来越多地使用复合材料。据专业人士估计 ，２０２０年通用飞机使用复
３ 展望 与 总结 “低成本、商胜能、多功能”是未来复合材料的发展方向。其 中，低成
合材料的市场将超过 ２０亿美元。Ｃｅｓｓｎａ ３５０、ＳＲ２Ｘ、ＤＡ４０、ＡＧ３００和 本制造技术是未来复合材料发展的重点。因过去主要注重复合材料 的 ＳＦ５０通用飞机 中复合材料的应用 。２．２．１ Ｃｅｓｓｎａ ３５０通用飞机 中复合 性能 ，较少考虑成本，但是现在越来越多的研究重点放在 了降低成本
机中复合材料 的应用。ＤＡ４０是由奥地利钻石飞机公司推出的一款活塞 『２１陈博．复合材料发展现状要略叨 科技纤维与应用，２０１２，３７（６）：５３－５６．
式飞机 ，该飞机大量采用 了复合材料制件 ，组成机身的 ２个半机身均 由 『３１朱晋生，王卓，欧峰等．先进复合材料在航 空航天领域的应 用阴．新技 玻璃纤维复合材料制造 ，部分 区域使用碳纤维复合材料制成 ，使机身具 术新 工艺，２０１２（９）．
２ 复合 材料 在航 空航 天领域 的应 用
材料在汽车零部件 中的开发应用。发动机中的活塞部件是极易损坏 的
据法国 ＪＥＣ称 ，２０１５年全球碳纤维总用量约为 ６７０００ ｔ，预计 到 部件，为 了保证发动机长期稳定 的工作 ，复合材料的选用是未达到 ｌ １００００ 。目前 ，碳纤维复合材料 主 的一个发展方向。目前，应用于活塞的材料主要由低密度金属和增强陶
有足够 的强度和刚度 ，又最大限度减轻飞机 自重。２，２．４ ＡＧ３００通用飞 ｆ４１朱璐．国外通 用飞机设计技 术发展明．飞机设计参考资料 ，２０１２（２）：２９— 机中复合材料的应用。ＡＧ３００飞机是由中航通用飞机有限责任公司 自 ３４．
即降低油耗来增加运行范围和降低操作成本。２５复合材料在风电叶片
１概 述
中的应用。碳纤维复合材料在风电系统中，主要用于制造风电叶片与贮
复合材料（ｃｏｎ ｏｓｉｔｅ 堤 由两种或两种 以上不同性质材料组成的多 能用飞轮等。当风电叶片长度超过 ４０ｍ，就需要部分使用碳纤维复合材 相材料。 目前应用得最多也是最重要的复合材料是碳纤维复合材料。 料。目前风力发电机组正朝大型化方向发展 ，风轮直径已突破 １２０ｍ，最
的广泛应用 ，分析 了 目前我 国发展碳纤维复合材料体 系的重要性 ，并对未来复合材料的发展 趋势进行 了展望 。
关键词 ：复合材料 ；碳 纤维 ；应 用领域 ；发展趋势 随着现代高新技术的迅猛发展 ，材料技术也得到飞速 的发展。由于 设计的需求非常急迫 ，促进 了先进复合材料在船身和 甲板 中的应用。 材料的使用环境越来越复杂 ，人们对材料 的要求也越来越高。材料的复 ２０００年下水的第一艘 Ｖｉｓｂｙ级轻巡洋舰 ，该舰在其真空灌注的夹层结
合化是未来新材料 的重要发展方向。复合材￣￣－Ｉｇｔ￣－为一种新型材料已逐 构中采用了高延展率的碳纤维和具有延展 ｆ生的高密度芯材 ，使舰体的
渐成为 ２ １世纪的主导材料之一 ，与金属材料 、无机非金属材料 、高分子 整体重量减轻了 ３Ｏ％左右Ⅱｑ。重量的减轻可以转化为舰艇性能的提高 ，
材料并称 为四大材料体系 。
复合材料的应用。ＳＲ２Ｘ是美国西锐飞机公司（现已被中航通用飞机有 快由复合材料大 国转型成为复合材料强国。
限责任公司收购 ）的一个产 品系列 ，ＳＲ２０和 ＳＲ２２就是其中的典型代
参考 文献
表。与 ＳＲ２０所不 同的是，ＳＲ２２是全复合材料单发活塞飞机。有着“空 中 ［１１王恩青，张斌．复合材料在航 空航 天中的发展现状和未来展 望叨＿科技 宝马”的美誉。是世界上 同级别机型中销量最大的。２．２．３ ＤＡ４０通用飞 信 息 ．２０１ １，３３：２９０．
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复合材料主要 应用领域现状 与发展趋势
邓 文波 习小 斌 冯 万 喜
（中航通飞华 南飞机 工业有限公 司，广 东 珠海 ５１９０４０）
摘 要 ：本 文阐述 了碳纤 维复合材料的优异性能 ，重点介绍了其在航 空航 天、军工、船舶游艇 、风 电叶 片、汽车工业和体育 器材等领域
材料的应用。Ｃｅｓｓｎａ ３５０是由赛斯纳公 司推出的一款带 固定减速器的 上。未来复合材料发展的核心是低成本原材料 、快速成形工艺技术 、产 活塞式飞机 。其机身梁 、翼梁 、操纵面等关键部件均采用碳纤维复合材 品的大型化 、整体化和集成化。因此 ，必须在复合材料的关键技术上进 料制成 ，碳纤维复合材料就占整机重量的 １５％。２．２．２ ＳＲ２Ｘ通用飞机 中 行重点研制和创新，结合当前实际 ，通过引进高新技术 ，学习再创新 ，尽