納米復(fù)合材料或?qū)⒊蔀橄乱淮�航空材�?/h1>

2018-09-03 08:19:58

來源：科技日報

一代材料，一代飛機。

1903年，萊特兄弟制造的世界上第一架飛機“飛行者一號”邁出了人類征服空天的第一步，彼時的飛機機體主要由木材和布制成;20世紀20年代，高強度的鋼和鋁合金逐漸代替了木材，為飛機插上了鋼鐵之翼; 50年代，耐熱性更好的鈦合金開始登上歷史舞臺; 80年代，高性能鋁合金以其輕質(zhì)高強的特性逐漸獲得人們的青睞，成為飛機機體的主要結(jié)構(gòu)材料;21世紀，復(fù)合材料以其更低的密度、更高的強度以及強大的可設(shè)計性等諸多特點開始代替部分傳統(tǒng)材料，大型客機A350和B787上高性能復(fù)合材料用量均達到飛機結(jié)構(gòu)用量的50%以上。未來，航空材料又將走向何方?歐洲最大的飛機制造商——空中客車公司，將目光轉(zhuǎn)向了納米材料。

8月31日，空客(北京)工程技術(shù)中心與中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所(以下簡稱蘇州納米所)在蘇州舉行了合作簽約儀式，正式成立航空納米材料聯(lián)合實驗室，主要合作內(nèi)容包括航空納米復(fù)合材料高導(dǎo)電、高韌性化技術(shù)以及在線高精度監(jiān)測技術(shù)開發(fā)等。“這是空中客車中國公司在航空納米復(fù)合材料領(lǐng)域與中國研究團隊的第一次合作。”空客(北京)工程技術(shù)中心總經(jīng)理程龍告訴科技日報記者。

蘇州納米所長期專注納米材料研發(fā)，在國際上較早開展高性能碳納米纖維與薄膜等材料研發(fā)和工程化，其產(chǎn)品性能和產(chǎn)能目前均處于國際先進水平。這與空中客車中國公司在航空先進材料方面的發(fā)展規(guī)劃高度切合，也為雙方合作奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

“目前飛機上應(yīng)用最多的復(fù)合材料為碳纖維復(fù)合材料。與傳統(tǒng)金屬材料相比，碳纖維復(fù)合材料密度低、強度高、可設(shè)計性強。然而，碳纖維復(fù)合材料尚存在諸多不足之處，如韌性差、導(dǎo)電性差、成本高以及在線健康監(jiān)測困難等，限制了復(fù)合材料在航空領(lǐng)域更大規(guī)模的應(yīng)用。” 蘇州納米所研究員呂衛(wèi)幫表示，經(jīng)過多年努力，蘇州納米所的研究團隊采用多種制備技術(shù)，成功生產(chǎn)碳納米管薄膜，成為了目前國際上少有的能夠制造連續(xù)碳納米管薄膜的科研機構(gòu)。

碳纖維復(fù)合材料的制備方法之一是把一層層鋪設(shè)的碳纖維和樹脂經(jīng)過加壓高溫固化成型，層間性能較差。呂衛(wèi)幫表示：“我們希望，通過碳納米材料與傳統(tǒng)碳纖維材料進行復(fù)合，增強碳纖維復(fù)合材料的層間性能，解決其存在的上述問題。”

事實上，除了在航空產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，碳納米管薄膜產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在我們的日常生活中。記者在蘇州納米所展廳中看到了一件沖鋒衣。呂衛(wèi)幫介紹，這件沖鋒衣背部縫合了碳納米管薄膜，有效利用了碳納米管薄膜的高效電加熱特性。這塊邊長僅有20cm左右的薄膜連接上充電寶后，可持續(xù)加熱5—6小時，從而大幅度提高沖鋒衣的防寒能力。

呂衛(wèi)幫表示，蘇州納米所將繼續(xù)攻關(guān)納米航空材料低成本制備、防/除冰、電磁屏蔽等技術(shù)，一方面推進納米技術(shù)在航空、航天等高端產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，另一方面推動尖端技術(shù)走向市場，服務(wù)百姓，提升社會生活質(zhì)量。

(新媒體責(zé)編：news1166)

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