复合材料与航空航天

第一篇：复合材料与航空航天

复合材料与航空航天

摘要

先进复合材料(advanced composite materials ,ACM)成功地用于航空航天领域仅有20多年的历史.它具有比强度比模量高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越以及便于大面积整体成型等显著优点,在飞机上已获得大量应用。作为21世纪的主导材料,先进复合材料的用量已成为飞机先进性,乃至航空航天领域先进性的一个重要标志,是世界强国竞相发展的核心技术,也是我国的重点发展领域。本文介绍了复合材料在航空航天上的发展状况，其后讨论了目前复合材料使用上存在的问题，如碳纤维质量差，成本高，针对这些问题，本文最后着重叙述了先进的碳化硅陶瓷纤维的制备方法，特点，以及NL-200陶瓷级纤维在航空航天上的使用。

关键词：复合材料 碳化硅陶瓷纤维 航空航天

1先进复合材料现状

复合材料是指由两种或两种以上具有不同物理、化学性质的材料，以微观、介观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一种多相固体材料。先进复合材料(Advanced Composite Materials)指的是在性能和功能上远远超出其单质组分性能与功能的类新材料。它是国防军工和国民经济发展最重要的一类工程材料，也是应用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。根据美国航空航天局(NASA)的划分，航空航天所使用的各种先进复合材料可以分为以下几种：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及碳/碳复合材料等[1]。

1.1.1先进树脂基复合材料

先进树脂基复合材料是以高性能纤维为增强体、高性能树脂为基体的复合材料.与传统的钢、铝合金结构材料相比,它的密度约为钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度与比模量远高于后二者.目前用途最广的主要有碳纤维复合材料(ＣＦＲＰ)和芳纶纤维复合材料(ＡＦＲＰ).ＣＦＲＰ具有比强度高、耐高温、减振性好、耐疲劳性能优越等突出优点,是目前民用飞机上用量最大,也是航空航天等尖端科技领域发展较为成熟的先进复合材料[2].ＡＦＲＰ热稳定性好,耐介质性能优良,可作为复合装甲材料,有较强的防护力.国外近年致力于将该种材料用于制作军、民用飞机的“光谱屏蔽”材料,其关键性能指标———抗冲击性能相当出色.1.1.2 金属基复合材料

金属基复合材料主要是指以Ａｌ、Ｍｇ等轻金属为基体的复合材料.在航空和宇航方面主要用它来代替轻但有毒的铍.这类材料具有优良的导电性能、导热性能、耐高温性能，横向性能、低消耗和优良的可加工性能。近20年来，镁基、铝基、钛基等轻质金属基复合材料在航空航天高技术领域起到了支撑作用［3］，SiC晶须增强的铝基复合材料薄板将用于先进战斗机的蒙皮和机尾的加强筋，钨纤维增强高温合金基复合材料可用于飞机发动机部件，石墨/铝、石墨/镁复合材料具有很高的比刚度和抗热变形性，是卫星和宇宙飞行器用的良好的结构材料。美国航天航空局采用石墨/铝复合材料作为航天飞机中部长20m的货舱架。这类材料具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性,已成为在许多应用领域最具商业吸引力的材料,并且在国外已实现商品化.而在我国仅有少量批量生产,以汽车及机械零件为主,年产量仅5000吨左右,与国外差距较大[4].1.1.3 陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料

陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料属于耐热结构复合材料，这类材料具有寿命长、强度高、密度低、耐高温、耐腐蚀和抗磨损等特性。陶瓷基复合材料的最高使用温度为1650℃，其密度仅为高温合金的1/3～1/4，工作温度却比高温合金高500℃，它的耐高温能力和减重效果是目前其它材料无法替代的。在1992年，美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费就高达3500万美元[5];法国ＳＥＰ公司用陶瓷基复合材料制成的ＳＣＤ-ＳＥＰ火箭试验发动机已通过点火试车,并使结构减重50%[6].国内从20世纪90年代初开始进行该领域的研究,目前尚未有批量生产的报道。与其它几类相比连续纤维增强陶瓷基复合材料具有更高的断裂韧性及断裂功，且具有完全的非脆性破坏形式，其断裂韧性(K1C)可达30MPa·m1/2以上，比传统陶瓷材料韧性(K1约MPa·m1/2提高200～600%[6]。2.4 碳/碳复合材料

碳纤维增强碳复合材料是指用碳纤维来增强各种基质碳的材料，简称碳/碳复合材料[7]。碳/碳复合材料是一种极好的热结构材料，具有升华温度高、力学性能好、抗热振性能好质量轻、抗辐照、辐射系数比较高、对雷达和光的可见度小等优点，主要用于航空航天领域。

3先进复合材料可持续研发与应用中需解决的问题

我国先进复合材料是在国防、航空航天领域的需求牵引下逐步发展起来的,经历了对前苏联、美国、日本、西欧以及俄罗斯等国的仿制和跟踪到形成自己的复合材料体系的不同阶段,同时由于受到体制分割和各自领域独立发展的制约和影响,在某种程度上已经形成了材料品种及牌号多、材料成熟度参差不齐、低水平或同水平重复以及较低的性能，质量、规格、价格以及供货能力等方面还远远不能满足国防、航空航天以及民用领域的需求。尤其在中国加入WTO之后,在自主知识产权、创新和提高竞争力等方面受到严峻的挑战。3.1国产碳纤维

碳纤维是最重要的增强材料,我国碳纤维研发与生产中存在的几个问题:原丝质量差、生产规模小、质量低、价格高、应用基础研究薄弱等。面对国外的技术封锁,我国的迫切需求,以及碳纤维的基础性、先导性以及战略性特点,解决碳纤维技术问题迫在眉睫。如解决PAN原丝PAN碳纤维的关键技术问题,T300级PAN碳纤维实现大批量生产,满足国内对碳纤维材料的需求;T700级PAN碳纤维可进行小批量生产;争取在模量大于700GPa和强度大于5.5GPa的高模高强碳纤维关键技术方面获得突破,并同时开展大丝束、低成本碳纤维技术研究。3.2低成本复合材料技术

我国在低成本复合材料技术方面面临着很大的挑战,尤其是在低成本制造技术方面。以某机翼研制为例,碳纤维树脂基复合材料每千克成本为9600元,其中碳纤维约为1000元,树脂约为300元,纤维和基体的成本在总成本中占有份额小于15%,设计成本小于5%,而制造成本却高达80%[8].首先,要继续发展低成本工艺技术,如树脂传递模塑(RTM)及其衍生工艺、电子束固化和低温固化工艺等。同时,发展制造过程优化以及工艺控制技术,提高复合材料的性能稳定性,也是降低成本的重要手段。大幅降低成本,提高制造效率的重要技术是自动化制造,如自动纤维铺放技术等,而我国先进的工艺装备还十分缺乏。3.3 先进复合材料及结构的设计理论与方法

通过对复合材料几十年的研究和成功应用,人们对其有了更深刻的认识。自2000年以来,欧美等发达国家的先进复合材料在航空上用量有很大的飞跃,这其中的原因是多方面的,而科学合理的设计理论与方法也是其中的重要因素。我国首先要解决的是设计理念上的问题。主承力结构件上大量用复合材料,需要设计师接受和信赖复合材料。其次是设计理论问题。复合材料的性能分散性和环境依赖性使其设计问题相当复杂,设计准则和结构设计值的确定还很保守。现有的方法需要大量试验,造成复合材料的制备成本高、周期长,性能测试难度大、费用昂贵。设计、制备、评价和使用过程中获得的每一个材料性能数据都弥足珍贵。因此,建立长期的开放式的数据库系统十分必要。3.4 先进复合材料结构的安全与可靠性评价

复合材料结构形式、服役载荷及使用环境都相当复杂及初始缺陷影响和损伤最终导致材料破坏与结构失效的机制复杂。因此,建立复合材料有效性能试验表征与评价体系,发展高精度的预报理论与方法,有效预测复合材料结构长时服役环境下的性能蜕变规律,给出科学合理的复合材料结构失效判据,定量化评价复合材料结构的可靠性和安全性,是复合材料工作者面临的重要课题。3.5 重视发展规划

国外航空航天结构中先进复合材料用量不断增加,急剧上升。随着新一代飞行器的发展,特别是新一代卫星、大运载火箭、近空间飞行器和大飞机的发展,先进复合材料与应用将越来越重要。国家应从需求及复合材料科学与技术本身规划复合材料可持续发展问题,可以从复合材料与金属、高分子、无机材料同等重要,并且是航空航天四大材料(复合材料、铝、钛、钢)的角度,制定相关计划并动员社会力量推进复合材料可持续发展。重点解决先进复合材料研制中的共性和关键问题,发展我国的优势和精品系列材料,通过国家与企业协同支持,自主创新,使我国成为复合材料的强国。

4碳化硅陶瓷纤维

碳纤维是一种高强度、高模量材料,理论上大多数有机纤维都可被制成碳纤维,实际用作碳纤维原料的有机纤维主要有三种，但其原丝质量差、生产规模小、质量低、价格高、应用基础研究薄弱等问题仍很严峻。陶瓷纤维是由天然或人造无机物采用不同工艺制成的纤维状物质, 也可由有机纤维经高温热处理转化而成, 除具有优异的力学性能外, 还具有抗氧化、高温稳定性好等优点。碳化硅纤维(SiCf)是用于金属基、陶瓷基复合材料的一种重要的高性能增强陶瓷纤维。与碳纤维相比, SiCf在抗拉强度、抗蠕变性能、抗氧化性以及与陶瓷基体相容性方面表现出一系列的优异性能。4.1 SiCf的制备

4.1.1 化学气相沉积法

化学气相沉积法(CVD),即在连续的钨丝或碳丝芯材上沉积碳化硅。通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热, 把基体芯材(钨丝或碳丝)加热到 1 200℃以上, 通入氯硅烷和氢气的混合气体 , 经反应裂解为碳化硅 , 并沉积在钨丝或碳丝表面。目前有美国达信系统公司、法国国营火药炸药公司、英国石油公司和我国中科院金属所等在开展此项工作。4.1.2 先驱体转化法

先驱体转化法(PIP)是以有机聚合物(一般为有机金属聚物)为先驱体, 利用其可溶可熔等特性成型后, 经高温热分解处理,使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法。1975年日本的矢岛教授等[9]首次使用聚碳硅烷作为先驱体制造 SiCf。之后, 日本碳公司又开发了月产 100 kg的连续 SiCf工业生产线, 以“Nicalon”商品名销售。同时国内也研制出了高性能连续SiCf技术 , 填补了中国陶瓷纤维品种的空白, 使中国成为国际上少数能用此方法制得连续 SiCf的国家之一。表 1反映了各国采用先驱体法制备 SiCf的性能。目前 , SiCf的单丝抗拉强度达到了 2.42 GPa, 丝束强度得到了成倍的提高(178 GPa), 已经可以在编织机上进行编织 , 实用性大为提高。尽管如此 , 先驱体法也有一些缺点:如原料及保护气体的价格昂贵、制造工艺繁杂 , 纤维质量不容易控制等。4.1.3 活性炭纤维转化法

近年来, 出现了一种新的SiCf制备方法———活性炭纤维转化法。它的原理比较简单:利用气态的 SiO与多孔活性炭反应便转化生成了 SiC。该法使得制备SiCf成本降低, 过程简单。活性炭纤维转化法制备 SiCf包括三大工序:1.活性炭纤维制备;2.在一定真空度的条件下，在1 200 ℃ ～ 1 300 ℃的温度下 ,ACF与 SiO2发生反应而转化为SiCf;3.在氮气气氛下进行热处理(1 600 ℃)。4.1.4 超微粉体挤压纺丝法

超微粉体掺混纺丝法[10]是制备连续 SiCf的经典方法, 是将超微 SiC粉、粘结剂和烧结助剂等混合后挤压纺丝, 高温烧结而成。英国 ICI公司用 0.1 μm～2.0 μm微粉 , PVAc作粘结剂 , B和 Al2O3作烧结助剂, 混合纺丝后高温烧结制得 SiCf, 其强度为1.6 GPa。Si也可用作烧结助剂 ,并能降低烧结温度到 1 800 ℃。4.2碳化硅的性能

可以看出, 活性炭纤维转化法制备 的 SiCf的性 能与CVD法、先驱体转化法制得 SiC相比尚有一定的差距 , 虽然大大降低了 SiCf的生产成本 , 使得SiCf大批量、工业化生产以及大范围地被应用成为可能 , 但其性能还需进一步的提高。提高活性炭纤维转化法 SiCf性能的关键在于降低活性炭纤维微孔的孔径, 并尽可能提高活性炭纤维的性能。4.3 NL-200陶瓷级纤维

NL-200陶瓷级纤维, 有很高的抗张强度(3 GPa)和高的抗张模量(220 GPa), 用作树脂基、金属基、陶瓷基复合材料的增强纤维。NL-400和 NL-500分别是高体积电阻率纤维和低体积电阻率纤维，两者主要用作树脂基复合材料的增强纤维。NL-607是由NL-200经过碳涂层而得的纤维。用 NL-607增强的陶瓷复合材料具有优秀的界面性能。这种纤维同时具有细、弯曲和连续的特性, 可生产多种机织物, 如布、带、绳、编织和三维机织物，Nicalon纤维同时具有耐热和高温下耐氧化的优秀性能。

4.3.1基于耐高温性能的应用

SiCf增强陶瓷(CMC)比超耐热合金的质量轻, 具有高温耐热性, 并显著地改善了陶瓷固有的脆性 , 所以 CMC可用作宇宙火箭、航空喷气式发动机等耐热部件以及高温耐腐蚀化学反应材料等。根据美国 NASA的评价 , Hi-Nicalon碳化硅复合材料在 1 200℃下 , 可用作超高温耐热结构材料 , 第二代超高速运输飞机发动机部件及核聚变炉防护层材料等。英国航天工业局(AEA)将40vol%的连续 SiCf增强陶瓷基复合材料用于新型航天飞行器获得成功。该材料用热压或热等静压成型 , 轻且坚固, 在承受强大的空气动压力的同时, 还能经受航天器重返大气层时的极高温度。满足了航天器的苛刻要求, 且成本低廉, 使用方便 , 是钛合金和镍基耐热合金的理想替代物。美国德克斯特朗特种材料公司生产的连续 SiCf/Si3N4陶瓷在1 370 ℃ 时 抗 拉 强 度 超 过276 MPa, 用于火箭发动机航天飞机等的隔热瓦等。洛克公司以SiCf开发出来的耐热瓦 , 已有 3万余块用于美国哥伦比亚号宇宙飞船上。用 CVD技术制作的碳化硅镀覆瓦, 反复承受 1 260 ℃热辐射后 , 其表面的硬度特性和金刚石一样。目前已制造出用于1 630 ℃高温的此类耐热绝热产品。法国 幻影 2000 战斗 机的M53发动机鱼鳞板内侧也采用了SiCf/SiC陶瓷基复合材料。日本以 SiCf/SiC材料作为空间飞机 HOPE-X的平面翼板及前沿 曲 面 翼 板 等 热 保 护 系 统(TPS), 经试验其力学性能和热保护性能都得到理 想结果[11]。在航空发动机方面 SiCf/SiC材料是更大幅度提高推重比的希望所在, 日本先进材料航空发动机(AMG)燃烧室的衬里、喷嘴挡、叶盘等均采用 CVI-PIP联用工艺生产的 SiCf/SiC材料[12]。

4.3.2 基于结构吸波性能的应用

作为结构吸波材料的吸收剂和增强剂,轻质、高强高模、耐高温且同时具备良好吸波性能的吸波纤维是当前吸波材料的重要研究方向之一。SiCf密硼纤维相当, 既具有与碳纤维相当的强度与模量, 碳纤维、芳纶等无法比拟的耐高温氧性，又具有与玻璃纤维相近的介电常数和电阻率, 是高性能复合材料的理想增强剂,是国外研究发展最快的耐高温陶瓷纤维。SiCf可以抗 γ射线辐射以及高速粒子流和电子流的冲击。SiCf经过适当处理, 电阻率调整到10 Ψ· cm～ 103 Ψ·cm会达到最好的吸收效果。美国已研制出了 SiCf增强的玻璃陶瓷基复合材料,即使温度较高该材料也具有吸波性能,已广泛用作吸波材料和吸波结构[13]。

5.结束语

新型航空航天器的先进性标志之一是结构的先进性,而先进复合材料是实现结构先进性的重要物质基础和先导技术。我国将成为世界上先进复合材料的最大用户,却面临着国外的技术封锁及我国技术贮备的严重不足。因此,实现我国先进复合材料研发和应用的可持续发展,必须坚持自主创新,解决原材料问题,设计应用中的理论问题,低成本技术问题,耐热性、耐腐蚀性好的碳化硅纤维卓越的研究成果无疑为我们带来了新的希望。从 SiCf的制备来看 , 先驱体转化法是比较成熟的方法 , 是SiCf制备研究的主流方向, 目前已实现工业化。在应用方面, 用作耐热材料及复合材料增强纤维及吸波材料, 在航空航天领域取得了令人振奋的研究结果。随着研究的深入, SiCf/SiC材料将在更多的尖端技术领域得到广泛应用。可以预见 , 凭借其优秀的性能, SiCf将会是 21世纪最引人注目的高科技材料之一。

参考文献

[1]刘代军,陈亚莉.先进树脂基复合材料在航空工业中的应用[J].材料工程,2008(增刊).[2]黄发荣,周燕等.先进树脂基复合材料[M].化学工业出版社,2007.[3]侯印鸣,李德成,孔宪正,陈素菊.综合电子战[M].北京:国防工业出版社，2000.[4]吴良义，航空航天先进复合材料现状，天津市合成材料工业研究所 [5]Dawn C.Jegley* and K.Chauncey Wu，Structual Efficiency of Composite Struts for Aerospace Applications [6]沈军,谢怀勤,先进复合材料在航空航天领域的研发与应用,2008 [7]刘莹，孙璐，先进复合材料在航空航天的现状与应用（北京卫星制造厂宇航材料与制造技术试验检测中心，北京，100190）

[8]杜善义，先进复合材料与航空航天，复合材料学报，2007 [9]林智群，雷永鹏，碳化硅陶瓷纤维的性能及其在航空航天领域的应用，2008 [10]刁玉强, 何巨龙,长春光学精密机械学院学报 , 2000 [11]沈军, 谢怀勤，航空用复合材料的研究与应用进展，2006 [12]Saeed Safi, Asghar Kazemzadeh，MCMB–SiC composites;new class high-temperature structuralmaterials for aerospace applications，2013 [13]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，2013

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第二篇：复合材料与航空航天

复合材料与航空航天

1.复合材料的定义与分类方法

1.1复合材料的定义

复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料由连续相的基体和被基体包容的相增强体组成。基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、石墨、橡胶、陶瓷、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、石棉纤维、碳化硅纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料已经发展成为与金属材料、无机非金属材料、高分子材料并列的四大材料体系之一,复合材料是指由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料,它既能保留原有组分材料的主要特色,又通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联与协同,从而获得原组分材料无法比拟的优越性能,与一般材料的简单混合有本质的区别[1]。

复合材料的广义定义：复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。一般由基体组元与增强体或功能组元所组成。复合材料（CompositeMaterials)。

复合材料的狭义定义：（通常研究的内容）用纤维增强树脂、金属、无机非金属材料所得的多相固体材料。基体相是一种连续相材料，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复合材料既能保持原组成材料的重要特色，又通过复合效应使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。1.2复合材料的分类方法

1.按增强体的几何形态分类

(1)连续纤维增强复合材料:包括单向纤维(一维)、无纬布叠层、二维织物层合、多向编织复合材料和混杂复合材料。

(2)短纤维复合材料:晶须、短切纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料。

(3)薄片增强复合材料:增强体是长与宽尺寸相近的薄片，以平面二维为增强材料与基体复合而成的复合材料。

2.按增强纤维种类分类

(1)玻璃纤维复合材料;

(2)碳纤维复合材料;

(3)有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料;

(4)金属纤维(如钨纤维、不锈钢丝等)复合材料;

(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。

3.按基体材料分类

(1)聚合物基复合材料:以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料。

(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料。如铝基复合材料、钦基复合材料、和铜基复合材料等。

(3)无机非金属基复合材料:以陶瓷材料(包括玻璃、水泥和碳）为基体制成的复合材料。

4.按材料使用功能分类

(1)结构复合材料:主要是作为支撑力结构使用的复合材料，它基本上是由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体承载，同时又起分配与传递载荷作用的基体组元构成。

(2)功能复合材料:具有某种特殊的物理或化学特性，如声、光、电、热、磁、耐腐蚀、零膨胀、阻尼、摩擦或换能等。

此外，还有同质复合材料和异质复合材料。增强材料和基体材料属于同种物质的复合材料为同质复合材料，如碳/碳复合材料。异质复合材料如前面和以后提及的复合材料多属此类。

2.复合材料在航空领域的重要作用与意义

先进复合材料的应用已经成为评价航空航天器水平的重要标准，同时也是提高航空航天器结构先进性的重要物质基础和先导技术。[4]山于我国先进复合材料的应用水平和国外发达国家还存在一定的差距，但是我国已经进行大量投入来强化先进复合材料方面的研究，其发展前景良好。先进复合材料的优点主要表现在以下四个方面: 1智能化

智能型先进复合材料和结构的研究，能够创造巨大的经济效益和社会效益，智能型先进复合材料在航空航天器外表的应用:在未来航空器表面增加各种传感器，能够对周围环境进行实时、全面、智能的检测，同时为通讯系统、电子战以及雷达系统提供瞬时模态，以此保证航空器能够安全、稳定地飞行。

2多功能化

在减小航空航天器体积的基础上，为了提高航空航天器的突防能力，许多结构部件需要具备多种功能，多功能先进复合材料的应用能够赋予航空航天器新的功能，现阶段，多功能先进复合材料的研究已经从双功能型向三功能型方向转变。

3质量轻、性能高

目前，我国先进复合材料能够减轻航空航天器的质量占总重的20%左右，和国外25%以上的减重效率还存在一定的差距。导致该种现状的原因是我国先进复合材料的整体性能较低，并且结构的整体性相对较差。因此，在未来的发展过程中，应该加强对复合材料强度、韧性以及整体性等方面的研究，研发整体性好、强度高和韧性高的先进复合材料，同时使复合材料的减重率超过25%0 4低成本

成本较高是限制先进复合材料在航空航天领域应用和发展的主要原因之一，为了解决该问题，应该对先进复合材料的制造工艺进行研究，采用科学的制造工艺进行先进复合材料结构、尺寸以及形状的加工和制造，同时采用先进的质量控制技术、自动化技术、机械化技术等，提高先进复合材料的生产效率，提高其成品率，以此降低先进复合材料的成本。[2] 自从先进复合材料投入应用以来，有三件值得一提的成果。第一件是美国全部用碳纤维复合材料制成一架八座商用飞机——里尔芳2100号，并试飞成功，这架飞机仅重567kg，它以结构小巧重量轻而称奇于世。第二件是采用大量先进复合材料制成的哥伦比亚号航天飞机，这架航天飞机用碳纤维/环氧树脂制作长18.2m、宽4.6m的主货舱门，用凯芙拉纤维/环氧树脂制造各种压力容器，用硼/铝复合材料制造主机身隔框和翼梁，用碳/碳复合材料制造发动机的喷管和喉衬，发动机组的传力架全用硼纤维增强钛合金复合材料制成，被覆在整个机身上的防热瓦片是耐高温的陶瓷基复合材料。第三件是在波音-767大型客机上使用了先进复合材料作为主承力结构，这架可载80人的客运飞机使用碳纤维、有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维的复合材料制造了机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件，不仅使飞机结构重量减轻，还提高了飞机的各种飞行性能。

新型航空航天器的先进性标志之一是结构的先进性,而先进复合材料是实现结构先进性的重要物质基础和先导技术。我国将成为世界上先进复合材料的最大用户,却面临着国外的技术封锁及我国技术贮备的严重不足。因此,实现我国先进复合材料研发和应用的可持续发展,必须坚持自主创新,解决原材料问题,设计应用中的理论问题,低成本技术问题,政策支持问题。

参考文献

[1] 师昌绪.材料大词典[M].北京:化学工业出版社, 1994: 2 8.[2] 先进复合材料在航空航天领域的应用，中国高新技术企业，2016年第13期 [3] 先进复合材料与航空航天，复合材料学报，2007年2月第1期

[4] 杜善义,冷劲松,王殿富.智能材料系统与结构[ M].北京:科学出版社, 2001.

第三篇：“十三五”重点项目-航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合

“十三五”重点项目-航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目可行性研究报告

编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

0 本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。

可行性研究报告 是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。

可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投 资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。在此基础上，综合论证项目建设的必要性，财务的盈利性，经济上的合理性，技术上的先进性和适应性以及建设条件的可能性和可行性，从而为投资决策提供科学依据。

投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。

报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。

报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等

关联报告：

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建议书 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目申请报告 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料资金申请报告

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料节能评估报告

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料市场研究报告

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料商业计划书 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料投资价值分析报告

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料投资风险分析报告

航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料行业发展预测分析报告

可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总论

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目概况

1.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目名称

1.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设单位

1.1.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目拟建设地点

1.1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设内容与规模

1.1.5航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目性质

1.1.6航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资及资金筹措

1.1.7航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设期

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编制依据和原则

1.2.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编辑依据

1.2.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编制原则

1.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目主要技术经济指标

1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目可行性研究结论 第二章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目背景及必要性分析

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目背景

2.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目产品背景

2.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目提出理由

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目必要性

2.2.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是国家战略意义的需要

2.2.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要

2.2.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 第三章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目市场分析与预测

第一节 产品市场现状

第二节 市场形势分析预测

第三节 行业未来发展前景分析

第四章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设规模与产品方案 第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设规模

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目产品方案

第三节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目设计产能及产值预测

第五章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址及建设条件

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址

5.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设地点

5.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目用地性质及权属

5.1.3土地现状

5.1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址意见

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设条件分析

5.2.1交通、能源供应条件 5.2.2政策及用工条件

5.2.3施工条件 5.2.4公用设施条件

第三节 原材料及燃动力供应

5.3.1原材料 5.3.2燃动力供应

第六章 技术方案、设备方案与工程方案 第一节 项目技术方案

6.1.1项目工艺设计原则

6.1.2生产工艺

第二节 设备方案

6.2.1主要设备选型的原则 6.2.2主要生产设备 6.2.3设备配置方案 6.2.4设备采购方式 第三节 工程方案

6.3.1工程设计原则

6.3.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目主要建、构筑物工程方案

6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑结构

第七章 总图运输与公用辅助工程 第一节 总图布置

7.1.1总平面布置原则

7.1.2总平面布置

7.1.3竖向布置

7.1.4规划用地规模与建设指标

第二节 给排水系统 7.2.1给水情况

7.2.2排水情况

第三节 供电系统

第四节 空调采暖

第五节 通风采光系统

第六节 总图运输

第八章 资源利用与节能措施

第一节 资源利用分析

8.1.1土地资源利用分析

8.1.2水资源利用分析

8.1.3电能源利用分析

第二节 能耗指标及分析

第三节 节能措施分析

8.3.1土地资源节约措施

8.3.2水资源节约措施

8.3.3电能源节约措施

第九章 生态与环境影响分析

第一节 项目自然环境

9.1.1基本概况

9.1.2气候特点

9.1.3矿产资源

第二节 社会环境现状

9.2.1行政划区及人口构成 9.2.2经济建设

第三节 项目主要污染物及污染源分析

9.3.1施工期 9.3.2使用期

第四节 拟采取的环境保护标准

9.4.1国家环保法律法规

9.4.2地方环保法律法规

9.4.3技术规范

第五节 环境保护措施

9.5.1施工期污染减缓措施 9.5.2使用期污染减缓措施

9.5.3其它污染控制和环境管理措施

第六节 环境影响结论

第十章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目劳动安全卫生及消防

第一节 劳动保护与安全卫生

10.1.1安全防护 10.1.2劳动保护 10.1.3安全卫生 第二节 消防

10.2.1建筑防火设计依据

10.2.2总面积布置与建筑消防设计

10.2.3消防给水及灭火设备

10.2.4消防电气

第三节 地震安全

第十一章 组织机构与人力资源配置

第一节 组织机构

11.1.1组织机构设置因素分析 11.1.2项目组织管理模式

11.1.3组织机构图

第二节 人员配置

11.2.1人力资源配置因素分析 11.2.2生产班制 11.2.3劳动定员

表11-1劳动定员一览表

11.2.4职工工资及福利成本分析

表11-2工资及福利估算表 第三节 人员来源与培训

第十二章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目招投标方式及内容

第十三章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目实施进度方案

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目工程总进度

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目实施进度表

第十四章 投资估算与资金筹措

第一节 投资估算依据

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资估算

表14-1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资估算表单位：万元

第三节 建设投资估算

表14-2建设投资估算表单位：万元

第四节 基础建设投资估算

表14-3基建总投资估算表单位：万元

第五节 设备投资估算

表14-4设备总投资估算单位：万元

第六节 流动资金估算

表14-5计算期内流动资金估算表单位：万元 第七节 资金筹措

第八节 资产形成第十五章 财务分析

第一节 基础数据与参数选取

第二节 营业收入、经营税金及附加估算

表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位：万元 第三节 总成本费用估算

表15-2总成本费用估算表单位：万元

第四节 利润、利润分配及纳税总额预测

表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位：万元 第五节 现金流量预测

表15-4现金流量表单位:万元 第六节 赢利能力分析

15.6.1动态盈利能力分析

16.6.2静态盈利能力分析

第七节 盈亏平衡分析

第八节 财务评价

表15-5财务指标汇总表

第十六章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目风险分析

第一节 风险影响因素

16.1.1可能面临的风险因素 16.1.2主要风险因素识别

第二节 风险影响程度及规避措施 16.2.1风险影响程度评价

16.2.2风险规避措施

第十七章 结论与建议

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目结论

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建议

第四篇：新制度经济学与航空航天

新制度经济学与航空航天

新制度经济学从交易费用、产权制度、企业的契约性质和制度变迁等方面，开辟了经济学研究的新视角。作为北航的学生，学习这门课程，我希望把所学到的新制度经济学运用到航空航天中去。

新制度经济学的产生

20世纪60年代以来，经济学最为引人瞩目的发展之一就是新制度经济学的出现和发展。新制度经济学的创始人科斯和主要代表人物诺思先后于1991年和1993年被授予诺贝尔经济学奖，充分说明新制度经济学越来越受到人们的重视。在西方，有人把新制度经济学与微观经济学和宏观经济学相提并论，认为它们共同构成了当代经济学的完整体系。

新制度经济学与航空航天

航空航天工程往往工程浩大，在当今世界中，航空航天不仅仅是国家依靠国家权力来推进的一项事业，也成为了新经济中的新兴产业。所以只有用好经济这把利器才能最大限度的发挥力量，使航空航天事业更上一层楼。在这里，制度的改革很重要。我们应该在航空航天的民用领域内实行制度的变革。更加适应新世纪的国际形势的需求。最近，也就是4月1号，美国将宣布是否将中国列入汇率操控国，但不管列入与否，人民币汇率上浮是一定的。这将对我国出口业造成很大的影响。但同时也以为这机会，我国航空航天事业应该实行走出去的策略，引进外国各方面的技术。

借鉴新制度经济学的理论和研究方法，有助于我们根据中国改革开放进程中出现的新现象，进行理论创新和制度创新，以推动中国改革和发展的顺利进行。

第五篇：航空航天材料

航空航天材料

简要。本文介绍7经过增强的工程热望性材料以琏热固性材料在航空航无方面 的应用。远号应用有； 雷达天线罩、飞行器结构、陀螺外万向架、电路板，导弹弹 体构架等。

主题词： 热塑性塑料，航天材料，航空材料，复合材料

引 言

航空航天工业总是期待着性能优良、重量轻，价格便宜的材料。

“塑料 己存在相当长的时间了，但是常用塑料本身，尽管重量轻，价格便宜，但在航 空航天领域里应用并不多。

复合材料使用了特性增强荆来弥补其基体塑料性能之不足。复合材料用途较多，目前，为了某些领域的应用，己制成热固性树脂为基体的复合材料。

热固性材料，当固化时，其分子交联，一旦成型，其形状不能改变，这些材料中典型的 是在一些船壳制造中使用的玻璃增强塑料(GRP)。另一方面，热塑性材料，一经加热，即可成 型并冷却，还可再次加热并再次成型，典型的有，聚乙烯薄镀反射罩和聚氯乙烯(PVC)双釉。不幸的是，热塑性材料己不是一种优良的材料了。它受到因对该材料性能了解不多造成 设计不良的严重损害。

许多年来，改变热塑性材料不利状态依赖于对工程热塑料更完善的认识。这些塑料有聚

酰胺(尼龙)，二乙醇共聚物，聚酯。这期间，注意力集中在上述塑料与如象聚乙烯，聚氯乙 烯，聚苯乙烯这种 商品 塑料之简的差别。这些工程塑料已在市场上取得成功，在某些情 况下其寿命更长些。

这项成功的基础是主供应厂商们的宣传教育，他们认为，对任何组件来说，热塑性材料 都需有正确的设计、合格的材料以及适合的工艺方法。在低等级塑料设计中，不能取代热塑性材料

但是，当工程热塑性材料市场范围扩大时，塑料市场在方向变化上变得成熟，特别是在 普通材料在全部应用中不能满足设计者的总要求时。

在这些要求中，最主要的是能承受的结构温度较低，因此，降低了潜在的应用价值。当 继续研究时，虽然在价值上依据未加工材料价格和生产价格，但市场仍准备接受提高了性能 的材料。主供应厂商努力对付这种挑战，并且在70年代，第一代新型热塑性材料进入市场，特别是在过去的几年里，取得了明显的增长。

所有这些新生产的高性能工程热塑性材料是以其特性为其特征的，除它们所具有一些有 用的性能外，．耐高温性能是最突出的性能之一。

为了确定能否满足挑战的要求，建议给出各种类型材料，及其特性的简单比较，在这之 前，给出热塑性材料及其复合材料所具有的潜在的以及在某些情况下，所具有的更多的先进 性能的简单应用情况。材 料

热国性材料

大部分已投入使用的热固性材料为大家所熟知的G．R．P．(玻璃纤维增强塑料)材料。

这些材料一般具有弹性性质，并已用象增强纤维这样的材料提高其性能，以便提供应用泛围 更为广泛的材料，应用泛围有公共汽车的候车亭、飞机和卫星的结构。

热固性材料特性可以用其化学性质来表征。由于用这种材料制成的组件在生产时要固

化，分子间要进行交链反应，所以这些材料具有像玻璃一样的光滑，易碎、并且工艺性能差 等特性。这种类型的典型材料从商业聚酯化物到作为主流材料的环氧类，它们都很少具有高 温性能。然而，也有一些其它的热固性树脂，它们之中的每一种均具有独特的性质，而是主 流材料所不具有的。例如，乙烯树脂／酯在化学腐蚀的环境中非常适用，丙烯酸盐／氨基甲酸

乙酯是一种新型的树脂系列，它具有快速固化的潜在优势、固化周期是以分计，而不是小时 或者天，对于生产速度高的树脂喷注工艺来说是理想的

热固性材料的生产技术主要受到手工铺置(这种技术在热固性材料生产工艺中起主要作 用，并且在这种工艺中，对自动化在生产成本可行的部件起关键作用)和新型喷射成型工艺 的限制。热塑性材料

这是一种可进行多次成型的材料。进行初始成型的工艺技术范围非常广泛，包括喷注，压缩吹制、挤压以及浇注等各种方法。

这种材料有两种化学结构，它们的热塑性就是在这种结构的基础上形成的。一种化学结 构是任意分子结构的无定形聚合物，另一种是甚有序分子结构的结晶聚合物。高性能工程热塑料材料分为两种，并具有不同的特性，但均具有相同的高温性能。无定形热塑性材料通常是透明的、具有转移温度(Tg)(~200X])高，熔化范臣大，抗蠕 变性好以及耐化学腐蚀性的材料。

此类高性能工程热望性材料属于多芳基化合物，如； 聚醚砜 P．E．S 聚砜 P．S．F以及 玫型聚酰亚胺

聚醚酰亚胺P．E．I 结晶热望性材料通常是半透明或不透明的，转移温度较低(Tg s≈150℃)，到达熔点迅 速，耐磨、抗疲劳、化学性能好。这些聚合物有。

聚醚醚酮 P．E．E．K 聚醚酮 P．E．K 聚酮 P．K 对聚苯硫 P．P．S 这是一些典型的多芳基化合物聚合物，而聚酰胺亚胺P．A．I是一种改良型聚酰亚胺。这两种聚合物之间的主要差别在于其性靛随温度的变化而不同，如图1所示。

图lA表示，弹性模量在温度达到Tg之前随温度变化的情况，其性靛曲线以一种梯度形 式下降，而这种材料缓慢地熔化。

结晶型材料的弹性模量随温度的变化(图1B)有两个特殊阶段，弹性模量在Tg处下降，当该种材料的温度达到其熔点(Tin)时，又一次快速下降。

目前，芳基化物和改良酰亚胺是两种主要的聚合物材料，它们占据着高性靛热塑型材料

市场。但是，新型材料的研制一直在进行，例如液晶或自身增强聚合物X州ar和Vectra以爱 D．s．M．Netherland s研制的4．6尼龙型材料。

利用在上述材料中加入增强剂的办法，使得热塑性复台材料在高性能元器件的应用上具 有明显的潜力。

热塑性材料的远景应用

雷选天线罩 ’ ●

雷达天线罩材料的选择受到应用的限制，由于天线罩具有穿透雷达频率的靛力，所以只 能用非金属材料。

雷达天线罩基本上是个具有气动力外形的壳体，它可以保护雷达天线不受环境的影响，对信号不太会或根本不会造成衰减和失真。目前，已经用由连续玻璃纤维或aramid纤维增强 的热固性材料制成，并且还必须用台成橡胶涂料涂敷，以保护天线罩不受高速的雨滴、冰雹 和雪的影响。这种热固性材料还不受飞行器的各种流体和燃料的影响，在本应用范围内，飞 行器各种流体和燃料与材料是极为相窖的。

目前，在该极特定范围内的新型热塑性材料可能超过热同性材料，如这些材辩具有固有 的耐蚀性，这是由于这些材料的天然刚性，并且在结晶状态下还具有固有的耐化学腐蚀性

更重要的是，它在广泛的温度泛围内有可控绝缘性能，以及存在着消除用于环境防护的橡胶 涂层的潜力，解决了信号衰减的设计问题。但是，当需要高温加工设备时，由于对成本产生 很大的影响，热塑性材料的制造可能限制了产品的尺寸。当试图连续生产塑强热塑性材料的 天线罩时，生产制造即成为重大问题了。飞行器结构 飞行器组台件是用轻金属合金制造的，但是，提高含有高强度连续碳纤维的环氧／碳复 台材料的使用已减轻了组件的重量，并且其某些性能超出了一般的金属。

热固性基体复台材料，其本身要求成型周期长，以便使热固性复台材料的组件较好地达 到预计性能。交联键基体材料呈玻璃态，而热塑性材料成型后仍保留可塑性，特别是在涉及 到的故障容限上具有台乎要求的特性，因此，热塑性材料是有希望的。．

连续碳纤维增强热塑性材料，像P．E．E．K-A．P．C，也表明共生产周期缩短，无贮存寿 命或固化周期，优越的耐热、耐湿性以及较好的故障容限性，但是不易制造，并且由于最一 般的热固性热压处理成型技术之故而还未投入使用，因此，在高性能应用上才刚刚开始。另外一些没有什么结构要求的飞行器应用是人孔盖。由常用的铝材改为热固性复台材

料，其重量减轻25。就热塑性材料而言，这种重量的减轻随生产成本的降低而提高，典型 情况下，是常用复台材料的三分之一。

用于制造这些组件的典型生产技术采用了改进的冲压技术，这种冲压技术特别适用于以 热塑性P．P．S和P．E．E．K作为基体材料的连续纤维复台材料。陀螺外万向架

现代陀螺组件主要用铝材制造，这可以达到减轻重量和提高刚度的要求，同时还满足极 高的尺寸允差要求。

当前的工作是评价在本项范围内应用复台材料时降低成本的主要原因，特别是在组件产 量达到数万件时。

已经对使用可塑性复台材料的两种技术进行了评价。一种是环氧／碳单向铺层、粘结和 机械固接到复合铝台金上的技术。它具有较好的尺寸稳定性，尤其是在热膨胀时。

第二种为注模工艺技术，这种技术使用了在几种如像P．E．E．K，P．E．S，P．E．I和P．P．S 这些工程热塑性塑料中加入短碳纤维而制成的复台材料。这种方法的优点是在极高的弹性模 量的条件下减轻重量，并能对轴承和轴瓦进行整体模压制造，因此进一步降低了生产成本。表1列出了这种应用方法的典型性能的比较。电路援

三十年来，印刷电路板使用了以聚酯树脂，环氧树脂以及聚醢亚胺作为热固性基体材料 和以璃玻纤维编织物或纸作增强材料而构成的复台材料。

新型和先进的 电子封装 技术需要有具有不同特性的电路板，很多普通材料不能满足 要求，特别在介电常数上

由于普通工程热塑性翅料的限制而使得先进技术的希望有所减小，在P．E．S和P．E．I选 种塑料出现之前，不会满足如下一些设计准则的要求，这些准则是 ·经受住焊接温度和时间，·使用标准技术进行生产I ·提供良好的导体／基体的粘接。

当前趋向于使用无定形材料，这些材料在温度达到转移温度(T g)之前，尺寸稳定性较 好，不发生相变。像P．S．F，P．E．I和P．E．S这些材料，其T 和热失稳温度(HDTS)均 高，且不易燃，就国际规格(美NUuderwriter s试验室)来说，比大多数常用基础材料要 高。

对许多改进的电系统，这些材料具有潜在的优势，但是，前一些传统的材料仍适用于 许多设计上 典型材料的比较见表2。导弹弹体构架

制造导弹的典型方法是用铝材经锻造或铸造制成单独的圆筒形段，然后焊接而成整个弹 体。

为了降低成本，特别是对生产上千发导弹来说，需采用成本很低的导弹设计工程方法。

这就是半壳式设计方法，这种方法除具有高生产率外，其主要的优点是整个导弹弹体的焊接 工作量明显降低(见圈2)

对各种成塑方法进行了评价，戚塑使用的材料是高性能工程热塑性材料，成塑方法包括

从连续纤维热固性树脂喷注法到热固性压膜和注膜法。

上述每种生产技术都可能满足所需大量的导弹结构设计要求。对任何塑性材料来说，热 塑性材料具有最高的潜在生产速度。

直到目前为止，许多常用的热塑性材料尚不能满足导弹结构应用要求。但是，像P．P．S、P．E．E．K和P．E．S聚台物的出现产生了成本一效果设计结果，尤其是将增强钎维加入到天 然高性能基体材料时。在本应用中使用的几种复合材料的典型性能列于表3。

对各种成塑方法进行了评价，戚塑使用的材料是高性能工程热塑性材料，成塑方法包括

从连续纤维热固性树脂喷注法到热固性压膜和注膜法。

上述每种生产技术都可能满足所需大量的导弹结构设计要求。对任何塑性材料来说，热 塑性材料具有最高的潜在生产速度。

直到目前为止，许多常用的热塑性材料尚不能满足导弹结构应用要求。但是，像P．P．S、P．E．E．K和P．E．S聚台物的出现产生了成本一效果设计结果，尤其是将增强钎维加入到天 然高性能基体材料时。在本应用中使用的几种复合材料的典型性能列于表3。时，预定纤维取向是重要的。

～～ 自鼐五烯出现以来，现有的工程热塑料已经发展了相当长的一段时间，但是在热性能方

面，温度性能产生了自己的问题 生产这些材料需要很高的温度，并且生产连续纤维复合材

肆组台件优之生产与其相似的热固性材料组件要困难得多。

这种情况的发展，使之适台于重要的应用上。在这些应用中，热塑性材料可作为基体材 料而取代许多常用的热固性材料。一

热塑性材料的一个突出优点就是它可以作为一种纯树脂束生产工程组合件而不需加入增

强材料。热同性枋料仅作为树脂来使用是不实际的，要保证使用，则需要特性增强剂。

结 论

本文说明了热塑性材料及其复合材料在航空艟天应用中的范围，其潜力是否完全满足要 求将取决于所选用的材料能按成本—— 效果要求进行组件设计和生产。

从用于增强剂的纤维到用于降低密度以及介电特性的空心微球颗粒的这些特性增强剂表

明，所有。塑性一材料都具有满足大部分应用的通用性，丽在这些应用中，均使用了热塑性 材料。

疑后指出，热塑性材料不能取代热固性材料，它们仅弥补塑料作为一个整体以及满足取 决于其能力的挑战要求的塑料的成就项目。