中航高科南通民用复合材料生产线建成投产将降低高性能碳纤维复合材料成本

第2期上海化工加快中国商用大飞机复合材料国产化进程中国商飞复材中心领导专家莅临华昌开展技术交流2月5日，中国商飞复合材料中心主任肖辉江率相关专家到上海化工区华昌聚合物公司基地进行调研，就华昌公司/华谊树脂航空树脂研发进展情况，与华东理工大学、华谊集团和华昌聚合物公司的领导、专家、教授开展技术交流。

中国商飞目前正在研制的ARJ21，C919，CR929三大国产客机，将大量使用国产化材料，其中，碳纤维复合材料将是国产化重点攻关项目。

2012年，在上海市科委的支持下，由华昌公司牵头，联合上海石化、上飞公司、华东理工大学、上海交通大学、东华大学等六家单位，承担上海市重大科技攻关项目“碳纤维复合材料用高性能环氧树脂及预浸料关键技术攻关”。

据此，华昌公司依托华谊集团和华东理工大学，专注从事先进复合材料用高性能基体树脂的研发与产业化，为航空航天、新能源、汽车、轨道交通等领域“提供聚合物新材料一体化解决方案”。

华昌研发团队开展的航空复合材料技术攻关，已取得重大突破。

技术交流中，与会的技术专家围绕碳纤维、树脂等原材料国产化路径及协同攻关合作机制、民用航空复合材料国家重点实验室及创新中心等研发平台建设、树脂原材料全产业链国产化、商用飞机对树脂原料的具体要求等提出建设性意见和可操作性方案、路径，为华昌树脂国产化指明了方向，双方进行了广泛深入专业的交流沟通。

C919型号副总设计师、复材中心常务副主任周良道指出，最近工信部立项要求开展大型商用飞机验证机工作，其碳纤维复合材料用量在50%以上，目前正面临着进度、材料两方面的风险。

鉴于国际形势复杂多变，中国商飞改变思路，正在试验将3D打印材料用在飞机的次承力结构上，华昌树脂制造的大飞机复合材料升降舵面板样件实物让人眼前一亮。

中国商飞复材工艺总师刘卫平强调：国内基础环氧树脂品种少，可选择余地不多，应开发新型特种环氧树脂，不断提高工艺性、耐温性、耐湿热性，以应用为导向，全产业链打破国外“卡脖子”技术，在配套环氧树脂固化剂、促进剂、增韧剂、助剂方面实现国产化。

我国飞机结构件（零部件）产业链上下游（原材料、装配）行业发展分析——以C919为例，其主要结构件分布如下：1、机头。

长度为6.66米的机头部段，包括座舱盖、前起舱、壁板、机头地板等几大部件，零件数超过3200个。

装配主要由成飞完成。

2、前机身、中后机身。

前机身是C919研制过程中交付的首个大部段，全长6.358米，高4.166米，宽3.96米。

它包括前段客舱、前货舱和再循环风扇舱，包含零件1600多项。

该部段采用世界先进的第三代铝锂合金材料，这在国内民机应用上尚属首次。

中后机身与前机身同为筒状结构。

长9.5米，涉及零件4000余项。

装配主要由洪都完成。

3、中机身（中央翼、副翼、机翼）。

中机身-中央翼部段位于机身中部，全长5.99米，宽3.96米，由中机身筒段、龙骨梁、中央翼、应急门组成，是全机结构载荷传递的中枢。

该部段包含零件8200多个，大量选用第三代铝锂合金、2024HDT高损伤容限铝合金材料及超大型钛合金锻件。

副翼部段位于机翼外侧后缘，是飞机的主要操纵面，复合材料用量达到了80%。

中机身主要部件装配主要由上飞、西飞完成，机翼主要由西飞完成。

4、后机身前段、垂尾。

后机身前段包含近600项零件，广泛采用复合材料和钛合金材料，是大面积复合材料制造主体结构在国产民用飞机上的首次应用。

垂直尾翼包括垂直安定面和方向舵，除重要的连接接头为钛合金零件外，绝大部分零部件均为复合材料结构。

装配主要由沈飞完成。

5、后机身后段。

作为水平尾翼和辅助动力设备的安装区，其60％结构使用了复合材料。

装配主要由上飞完成。

从重量上来看，C919铝合金材料（包括铝锂合金）约占机体结构总重量的70%以上，钛合金用量约占7.3%，复合材料用量约占11.5%左右。

1、铝合金。

在选用铝材上，既选用了大量的传统铝合金，如7075-T62、7075-T73、7050-T7451、7050-T73511、7050-T77511、7050-T7351、7050-T7452、7150-T77511、7075-T6、7055-T7751、7055-T76511、7085-T7651、7085-T7452，2024-T42、2524-T3、2024-T3511、2054HDT-T351、2026-T3511等；还选用了一定数量的第三代铝锂合金：2198-T8、Al-Li-S4-T8、2096-T8511、2099-T83等，但是7系合金用得最多。

高性能纤维及复合材料新材料全球交易网（新材料全球交易网提供）高性能纤维及复合材料属于高分子复合材料，它是由各种高性能纤维作为增强体置于基体材料复合而成。

其中高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m3) 等优良物性的纤维材料，它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。

高分子复合材料与传统材料相比，具有更高的比强度、耐化学品和耐热冲击性，以及更大的设计灵活性。

按照合成的原料不同，高性能纤维主要分为碳纤维、芳纶纤维、特殊玻璃纤维、超高分子聚乙烯纤维等，其中碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维是当今世界三大高性能纤维。

高性能纤维的发展是一个国家综合实力的体现，是建设现代化强国的重要物资基础。

高性能纤维及复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料，同时在建筑、通信、机械、环保、海洋开发、体育休闲等国民经济领域具有广泛的用途。

中国高性能纤维及复合材料自动铺带机工程化研制取得进展人工、半自动人工铺放与自动铺放对比（资料图）先进复合材料因比模量、比强度高，抗疲劳、耐腐蚀、可设计和工艺性好，成为飞机结构重要发展方向之一。

轻质、高强、性能优异的高性能纤维及复合材料成为理想的结构用材，并逐渐从小型、简单、次承力结构向大型、复杂、主承力结构过渡。

国外军机上复合材料用量普遍占结构重量的25%～50%；在民用领域，波音公司787飞机的复合材料用量达到50%，而A350XWB复合材料用量达到了创纪录的52%。

用于高性能纤维及复合材料结构制造的先进专用工艺装备在国外迅速发展，特别是基于预浸料的复合材料自动铺放设备，包括自动铺带机和铺丝机，已在国外最先进的战机和民机制造中得到广泛应用。

这些先进铺放装备具有人工/半自动人工铺放所不可比拟的优点（对比如表1所示）。

复合材料铺放制造技术包括铺放装备技术、铺放CAD/CAM技术、铺放工艺技术、预浸料制备技术、铺放质量控制、一体化协同数字化设计等一系列技术，主要是自动铺放装备技术、应用软件技术以及材料工艺技术的融合集成。

Application 应用 技术 案例 产品48 │ 今日制造与升级碳纤维复合材料在航空领域中的应用现状及改进王军照（北京天宜上佳高新材料股份有限公司，北京 100194）［摘 要］随着碳纤维复合材料的不断发展，由于其独特的材料属性，碳纤维复合材料广泛应用于汽车、船舶和航空航天等领域，成为这些领域建造使用的主要材料。

复合材料是由高分子、无机非金属等材料复合加工而成，具有金属材料、非金属材料没有的材料性质。

因此，对于碳纤维复合材料代替航空航天领域的金属材料的使用对于航空航天的发展具有重要意义。

本文首先介绍了碳纤维复合材料的特点，然后简单分析碳纤维复合材料在航空领域中的应用现状，提出在航空领域中扩大应用的改进。

［关键词］碳纤维；复合材料；材料属性；航空航天领域［中图分类号］V258.3；TB33 ［文献标志码］ B随着科学技术的不断发展，在材料的各个方面都在不断地发展着，复合材料凭借着其特有的属性深受航空航天领域、汽车领域以及船舶的建造使用上。

碳纤维复合材料通常是纤维和基体的两种或多种材料的组合，典型的纤维包括玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维，基体可以是聚合物、金属或陶瓷。

复合材料的发展已经成为一个国家工业水平高低的衡量标准。

1碳纤维复合材料的特点碳纤维复合材料与其他航空航天金属合金相比有更高的比强度/模量，重量更轻，更好的耐腐蚀性和抗疲劳寿命性，更大的有效载荷（人员、航空电子设备、弹药等以及更长的航程和燃油节省，同时由于零件和紧固件较少，降低了装配成本。

碳纤维复合材料的耐高温性非常好，机件在使用过程中能够承受高温带来的影响，减少不必要的损失，在高温条件下它的属性和性质不会轻易的发生变化，为航空设备的平稳运行提供保障[1]，这就为碳纤维复合材料在航空和航天领域的广泛应用，打下了坚实的基础。

正是碳纤维复合材料的强度大，韧性好 （碳纤维复合材料强度极限是一般钢材料强度极限的5倍多），承载极限大等的突出优点使它能够应用于航空航天领域。

2021年12月27日行业研究国防装备发展，材料是基础——军工新材料行业系列报告二：主要新材料介绍及上市公司梳理国防军工新材料在军工领域得到广泛应用：随着国防建设对于装备作战性能要求的提升，以及国外在高精尖领域对国内封锁的现状，装备作为基础的材料，在性能提升、独立自主等方面的需求日益迫切。

部分新材料因具备良好的力学特性及耐高温、耐蚀性能或某种特定的环境适应性，成为航空航天、动力、能源、化工、机械、冶金、电子信息等国民经济关键领域发展的物质基础和国防现代化的重要支撑。

碳纤维及复合材料：碳纤维增强复合材料的突出优势是其具有目前其他任何材料都无可比拟的高比强度（强度比密度）及高比刚度（模量比密度）性能。

另外，碳纤维增强复合材料还具有耐腐蚀、耐疲劳等特性，因此非常适合应用于对减重要求较高的装备、设备的生产制造中，如航空航天装备尤其是军用航空航天装备。

国内航空航天领域对于碳纤维的需求持续增长，2020年市场需求为1700吨，同比增长21.43%。

石英纤维及复合材料：石英纤维由于具有强度高、介电常数和介电损耗小、耐高温、膨胀系数小、耐腐蚀、可设计性能好等一系列特点，是航空航天领域不可或缺的战略材料。

石英纤维在高频和700℃以下工作区域内，保持最低而稳定的介电常数和介电损耗。

这些优异的性能使之成为多种航空、航天飞行器关键部位的结构增强、透波、隔热材料。

钛合金：钛具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点，被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、化工冶金、海洋工程等领域。

钛及钛合金对一个国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义。

航空领域，钛合金是飞机和发动机的主要结构材料之一。

近年来，国内航空航天钛材销量持续上涨。

随着国内军用新机型的定型批产，2020年钛材销量增速明显加快，达到15546吨，同比增长54.09%。

高温合金：镍基高温合金是现代航空发动机、航天器和火箭发动机以及舰船和工业燃气轮机的关键热端部件材料（如涡轮叶片、燃烧室等），也是核反应堆、化工设备、煤转化技术等方面需要的重要高温结构材料。

2024年碳纤维预浸料市场需求分析引言碳纤维预浸料是一种重要的高性能复合材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优秀特性，广泛应用于航空航天、汽车工业、体育器材等领域。

本文将对碳纤维预浸料市场需求进行详细分析。

市场规模和增长趋势碳纤维预浸料市场的规模和增长趋势受多个因素的影响，如产业发展、技术进步和市场需求。

根据最新市场研究报告，全球碳纤维预浸料市场规模正在迅速增长。

预计未来几年，市场规模将继续扩大。

市场驱动因素分析碳纤维预浸料市场需求的增长受到多个市场驱动因素的推动。

以下为市场驱动因素的分析：1.航空航天行业需求增加：随着航空航天行业的发展，对高性能的轻质材料的需求不断增加。

碳纤维预浸料作为一种优质材料，能够满足航空航天领域对材料性能的要求，因此受到该行业的广泛应用。

2.汽车工业需求增长：随着环保意识的提高，汽车工业对轻质、高强度材料的需求也在不断增加。

碳纤维预浸料具有良好的机械性能和重量优势，可以有效减轻汽车的重量，并提高燃油效率，因此在汽车工业中有广阔的市场前景。

3.体育器材需求扩大：碳纤维预浸料由于其高强度和轻质特性，在体育器材领域有广泛应用。

近年来，全球健康运动热潮兴起，推动了体育器材市场的增长，进一步推动了碳纤维预浸料市场的需求。

4.其他行业的材料替代需求：碳纤维预浸料具有优越的性能和重量优势，能够替代传统材料，在多个行业中得到广泛应用。

例如，建筑业、电子行业和船舶制造等行业对碳纤维预浸料的需求逐渐增加。

市场竞争态势碳纤维预浸料市场竞争激烈，主要企业之间的竞争主要集中在产品质量、价格、技术创新和供应链管理等方面。

目前，全球碳纤维预浸料市场较为集中，市场份额主要由少数大型企业独占。

随着市场需求的增长，新的参与者不断涌入市场，增加了市场竞争的激烈程度。

同时，技术创新和产品升级也成为市场竞争的关键因素。

企业需要不断投入研发，提高产品性能，以满足市场需求。

市场前景分析碳纤维预浸料市场具有较好的发展前景。

钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析目录1. 内容概括 (2)1.1 钢筋混凝土结构加固的重要性 (2)1.2 加固设计的目的和内容 (3)1.3 文档结构概览 (5)2. 加固设计理论基础 (6)2.1 材料特性与加固方法评价 (7)2.2 结构损伤诊断与评估 (8)2.3 加固设计的数学模型与计算方法 (10)3. 常见加固设计方法 (11)3.1 增加外部支承 (13)3.1.1 加设框架或剪刀墙 (14)3.1.2 底卸荷等方法 (15)3.2 增强构件强度 (16)3.2.1 加固混凝土或增大截面 (17)3.2.2 植筋或粘钢加固技术 (19)3.2.3 碳纤维增强材料的应用 (20)3.3 提升梁板结构和抗震性能 (22)3.3.1 增配抗震钢筋 (24)3.3.2 增设抗震支撑 (25)3.3.3 加固节点和连接部位 (27)4. 加固设计与施工技术 (29)4.1 设计与施工结合的技术要点 (30)4.2 加固材料与工艺设备的选择 (31)4.3 加固现场施工的质量控制 (33)5. 钢筋混凝土结构加固案例分析 (34)5.1 实际加固项目概述 (35)5.2 加固设计过程与关键参数构成 (37)5.3 施工细节与质量检验 (38)5.4 加固前后的性能对比与总结 (40)5.5 加固效果与长期监测研究 (41)6. 加固设计的现代化趋势与技术创新 (43)6.1 智能化无损检测技术 (45)6.2 物联网在结构健康监测中的应用 (46)6.3 预应力与高性能混凝土的研究进展 (47)1. 内容概括本文档旨在探讨钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析。

首先，概述钢筋混凝土结构加固的必要性和重要性，包括常见的加固需求原因以及加固对结构寿命和安全性能的提升作用。

阐述现阶段常用的钢筋混凝土结构加固设计方法，涵盖内加固、外加固、地基加固等多种形式，并对每种方法的特点、适用范围以及设计要点进行详细介绍。

混杂纤维复合材料性能研究乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【摘要】对碳纤维织物、玻璃纤维织物和芳纶织物的性能进行测试,采用热熔法分别制备了一种增韧中温固化环氧碳纤维织物预浸料、玻璃纤维织物预浸料和芳纶织物预浸料.预浸料以单种预浸料铺层和不同纤维织物预浸料混合铺层方式铺贴组合,通过模压法成型复合材料层合板,进行性能测试并对比.结果表明,增韧中温固化环氧树脂的不同纤维织物预浸料混合铺层成型的层压板力学性能可以根据铺层设计优化,并不损失不同纤维铺层之间的界面性能.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】7页(P25-31)【关键词】增韧中温固化环氧树脂;碳纤维织物;玻璃纤维织物;芳纶织物;混合复合材料;性能【作者】乌云其其格;隋成国;马如飞;张宝艳;杜宇【作者单位】中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航工业成都飞机设计研究所,成都610091;中航复合材料有限责任公司,北京 101300;中航复合材料有限责任公司,北京 101300【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.7前言复合材料是由两种或两种以上不同材料通过某种方式结合而成的新材料，其中各组分材料仍保持其原有特性，但是组成新材料的性能优于各单独组分材料。

与一般材料的简单混合有本质区别。

航空用复合材料分为树脂基复合材料(PMC)、金属基复合材料(MMC)、陶瓷基复合材料(CMC)和碳-碳复合材料(C/C)等。

由于树脂基复合材料具有现代飞机所需的重要特性，如高的比强度、比模量、尺寸稳定性、优异的耐腐蚀性能、耐磨性、介电性能、电绝缘性能和综合力学性能以及性能的可设计和成形工艺多样性等，因而在航空工业上获得了广泛的应用。

树脂基复合材料也称为纤维增强塑料。

按树脂类型的不同，树脂基复合材料分为热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。

热固性树脂基复合材料是最早应用在航空工业，目前在航空工业应用量最大的复合材料。

高端碳纤维复合材料前景报告一、背景基于全球空中力量全面竞争，中、美、俄横向比较，中国军机总量在各个主力类型上都存在数量差距。

当前我国军机从总体数量和结构上都与军事强国美国、俄罗斯存在一定差距，未来增长空间较大。

从绝对数量上来看，美国目前拥有的军机数量约为我国的4倍，差距较大。

从结构上来看，中国与美、俄军机细分种类的数量差距同样较大，且技术存在代差。

以战斗机为例，目前我国主力机型仍以二代机和三代机为主，而美国主力机型目前为三代机和四代机为主，且四代机的列装量仍在持续加速。

高端产品被美日企业垄断，2020年8月对中国实施全面禁售。

现代军机平台化、系统化的演变趋势较为明确，承载单元的增加使得单机空重有不断提升趋势。

根据杨伟《关于未来战斗机发展的若干讨论》一文，现代战斗机普遍要求远航、久航和高速的性能，作为武器搭载平台需要携带充足的空空、空面武器；在作战体系层面需要作为作战网络的节点跨任务区实时传递目标信息。

这种平台和体系层面的能力需求，使得飞机机身尺寸和内部搭载的功能组件都有扩大的趋势，促使其空重不断提升。

性能要求及减重需求的共同催化下，航空新材料在机身机构中的应用重要性不断凸显，碳纤维逐步成为先进机身材料的首选。

复盘飞机发展史，飞机发展伴随机体结构材料迭代，前三代战机的机体结构材料主要为解决战机的飞行硬伤，到了第四代开始，提升性能减轻重量成为主要目标。

随着钛合金工艺发展带来加工难度和成本的降低，各厂商开始逐步使用钛合金这种高强度低密度材料取代钢材用在机身骨架和飞机蒙皮热力集中部位，同时虽然铝合金抗高温能力有限，但考虑到其超低密度低成本的特性，新一代铝合金被用在飞机蒙皮的非热力集中部位。

随着对新材料的探索，新型复合材料开始登上历史舞台，由于复合材料在性能上的显著优异性，从 21 世纪初开始，各飞机厂商开始尝试使用复合材料(特别是碳纤维复材)逐步替代合金用作蒙皮和机身骨架材料，但受制于成本、可靠性和加工工艺等各方面限制，目前复合材料的应用仍处于起步阶段。