先进复合材料学

先进复合材料主要制造工艺和专用设备中国航空工业第一集团公司科技发展部 郝建伟中国航空工业发展研究中心 陈亚莉先进复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计、成型工艺性好和成本低等特点，是理想的航空结构材料，在航空产品上得到了广泛应用，已成为新一代飞机机体的主体结构材料。

复合材料先进技术的成熟使其性能最优和低成本成为可能，从而大大推动了复合材料在飞机上的应用。

一些大的飞机制造商在飞机设计制造中，正逐步减少传统金属加工的比例，优先发展复合材料制造。

本文旨在介绍在复合材料制造过程中所涉及到的主要工艺和先进专用设备。

复合材料在飞机上的应用随着复合材料制造技术的发展，复合材料在飞机上的用量和应用部位已经成为衡量飞机结构先进性的重要标志之一。

复合材料在飞机上的应用趋势有如下几点：（1）复合材料在飞机上的用量日益增多。

复合材料的用量通常用其所占飞机机体结构重量的百分比来表示，世界上各大航空制造公司在复合材料用量方面都呈现增长的趋势。

最有代表性的是空客公司的A380客机和后续的A350飞机以及波音公司的B787飞机。

A380上复合材料用量约30t。

B787复合材料用量达到50%。

而A350飞机复合材料用量更是达到了创纪录的52%。

复合材料在军机和直升机上的用量也有同样的增长趋势，近几年得到迅速发展的无人机更是将复合材料用量推向更高水平。

（2）应用部位由次承力结构向主承力结构发展。

最初采用复合材料制造的是飞机的舱门、整流罩、安定面等次承力结构。

目前，复合材料已经广泛应用于机身、机翼等主承力结构。

主承载部位大量应用复合材料使飞机的性能得到大幅度提升，由此带来的经济效益非常显著，也推动了复合材料的发展。

（3）在复杂外形结构上的应用愈来愈广泛。

飞机上用复合材料制造的复杂曲面制件也越来越多，如A380和B787飞机上的机身段，球面后压力隔框等，均采用纤维铺放技术和树脂膜渗透（RFI）工艺制造。

（4）复合材料构件的复杂性大幅度增加，大型整体、共固化成型成为主流。

先进功能材料先进功能材料是指具有特殊功能或性能的材料，通常用于高科技领域，如电子、光电子、生物医药、能源等领域。

这些材料具有优异的物理、化学、电学、热学等性能，可以满足特定的工程需求和应用要求。

先进功能材料的研究和开发对于推动科技进步和产业发展具有重要意义。

先进功能材料的种类繁多，其中包括但不限于，纳米材料、功能陶瓷、功能高分子材料、功能复合材料、光学材料、电子材料、磁性材料、超导材料等。

这些材料在不同领域具有不同的应用，为人类社会的发展做出了重要贡献。

首先，纳米材料是一种具有纳米尺度结构的材料，其特殊的物理和化学性质使其在材料科学和工程中具有重要的应用前景。

纳米材料具有较大的比表面积和较高的表面能，可以用于催化剂、传感器、储能材料等领域。

例如，碳纳米管具有优异的导电性和机械性能，广泛应用于电子器件、传感器和材料增强等领域。

其次，功能陶瓷是一种具有特殊功能的陶瓷材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、绝缘和机械性能。

功能陶瓷广泛应用于电子、光电子、能源、化工等领域。

例如，氧化铝陶瓷用于高温炉窑、电子陶瓷用于电子器件、氧化锆陶瓷用于医疗器械等。

再次，功能高分子材料是一种具有特殊功能的高分子材料，具有优异的力学性能、热学性能、光学性能和电学性能。

功能高分子材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等领域。

例如，聚丙烯具有优异的耐热性和化学稳定性，广泛应用于塑料制品、包装材料、医疗器械等。

最后，功能复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的复合材料，具有优异的综合性能和特殊的功能。

功能复合材料广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。

例如，碳纤维增强复合材料具有优异的比强度和比模量，广泛应用于航空航天器件、汽车零部件、体育器材等。

综上所述，先进功能材料在科技领域具有重要的应用前景和发展潜力，对于推动科技进步和产业发展具有重要意义。

随着科学技术的不断进步和发展，先进功能材料将会在更多领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

先进轻质复合材料成形技术与装备开发与典型应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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《装备维修技术》2021年第4期—157—飞机先进复合材料结构装配协调技术研究现状及发展分析刘德仓（中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西 西安 710089）引言先进复合材料指的是可以用于主承力结构或者副城里结构的复合材料，这种类型的复合材料通常都是在力学性能上相当于甚至超过铝合金的复合材料，比如高性能纤维等树脂性复合材料。

先进复合材料在飞机当中的应用早在二十世纪七十年代就已经开始，并且在飞机当中大量实用复合材料已经成为了航空领域在未来发展的重要趋势。

比如说在空客公司进行设计的A330和A340飞机当中对于复合材料的使用率已经达到了12%.飞机装配在飞机制造的过程当中是非常重要的一个核心环节，飞机装配的质量将会直接对飞机的性能、寿命和成本等等产生十分重要的影响。

所以对于飞机先进复合材料结构装配协调技术的研究对于飞机的制造有着非常主要的作用，将会直接影响航空领域在未来的具体发展趋势。

1.飞机复材构件装配协调因为先进复合材料在使用的过程当中会具有固化收缩、树枝膨胀系数不同以及各向异性等因素的影响，使得在使用先进复合材料在使用的过程当中在制造完成过后的精度没有使用金属材料进行制造的精度高。

先进复合材料是属于刚度很大的脆性材料，没有十分大的塑性变形的区域[1]。

所以当先进复合材料的部件在进行装配的过程当中出现位置不匹配的情况过后，就很难再使用其他的方法来对先进复合材料进行进一步的处理。

并且由于先进复合材料在属性上具有很多的不确定因素以及特有的失效模式，使得先进复合材料在进行装配的过程当中所出现的问题，传统金属在装配过程当中的问题更加的突出。

使用传统金属的装配技术去进行先进复合材料的装配是无法进行的。

所以在对飞机进行复合材料的装配过程当中需要使用先进复合材料装配技术来对复合材料进行相应的装配。

连接在飞机装配的过程当中是非常重要的一个步骤，虽然先进复合材料具有提高结构整体性的优势，但是在实际进行装配的过程当中由于设计、成本等等因素的限制，所以必须设计特有的连接来进行传递载荷。

实习报告姓名：杜诚杰班级：卓越机械1201学号：120800417先进民用复合材料结构制造实习报告8月24日至8月25日，我们民航实验中心的30位同学在中国商用飞机有限责任公司的大场厂区和浦东厂区进行了为期五天的实习。

实习生活紧张却又充实，不仅增长了我们的见识，更是让我们看到了祖国的大飞机事业正在蓬勃发展。

五天时间虽然不多，然而我们要学习的内容却十分庞大，但这根本不减大家的信心。

我非常清楚记得第一天，上海下着特大暴雨，我们中心的韩老师说虽然天气恶劣但根本阻挡不了同学学习的热情。

是的，我们每天准时起床出发，经过将近两小时的车程到达厂区，五天时间就在大场长区和浦东厂区交替实习，实习形式主要是授课和参观设备。

8月24日地点：大场厂区上午我们见了上飞的一些领导人和带领我们参观的工程师，他们为我们详细讲解了进厂的安全须知和中国商飞及上飞公司总体情况及历史。

商飞成立于2008年，主要研制ARJ21和C919，其中C919占12.5%的复合材料，目前商飞还准备与俄罗斯合作生产宽体飞机。

公司主要负责总装、制造，要完成的内容有三项：1、对供应商进行技术监管；2、进行技术文件编制；3、生产所有飞机零件的制造能力。

公司厂区分为大场厂区和浦东厂区，有员工5000人左右。

下午，我们在李培旭工程师的带领下参观了个车间。

其中最令我印象深刻的就是用来检测制件缺陷的C扫描。

其实A扫B扫C扫就如同数学中的点线面一样，A扫即将超声波看成一个点，在它探测中遇到缺陷反射的信号不一样显示一种波形；而B扫则是A扫在X方向上累积成的一个面；那么C扫就是B扫在Y方向上累积成的一个三维立体图像。

超声波从探头发出，经水中传递到达制件表面，波会发生反射和透射，反射的波被接受产生一个脉冲，透射的波继续传递到制件下表面，反射再被接收产生另一个脉冲，这两个脉冲之间的时间差经换算可得出制件厚度。

若制件中间有缺陷，则在这两个脉冲之间还会有第三个脉冲。

由此来判断是否有缺陷。

先进的复合预浸纱（5码起订）薄膜粘合材料：BMS5-101（AF163-2K）,BMS5-129等。

核心接合剂/泡沫粘合剂：BMS5-90，BMS5-139，环氧树脂和聚脂石墨：BMS8-168，BMS8-212，纤维和单向带。

纤维B：BMS8-219，BMS8-129，纤维管/密封复合材料粘合管：BMS5-89（EC3960，BR127）燃料电池密封剂：PR1422B2 或PR1422B1/2（MIL-S-8802）抗腐蚀密封剂：PS870B2 或PSB870B1/2防腐复合材料：BMS3-27（Mastionx6856K）真空包装/加工材料送气/抽吸帆布：4盎司和10盎司闪光带：硅制和非硅制特氟纶带：压力敏感型玻璃纤维带：宽度范围50英寸至60英寸密封带/包装带：“胶带”松解薄膜：FEP（打孔型和非打孔型）松解纤维：特氟纶外包裹玻璃纤维（多孔渗水型和非多孔渗水型）真空包装带：尼龙（V字折叠型，管型，平板型）干性材料（纤维）石墨：BMS9-8，AH370-5H玻璃纤维：BMS9-3纤维B：纤维B49复合修复设备：热补仪：威奇技术HB1单层环带，HB2双层环带，危险环境。

电热毯：电压标准110—220伏，现货，接受订货热(电)偶适应器：BAC5621，带测试报告证明真空附件：泵，量规，管线，软管接头，吸气探针预填装铝：（填充物为BAC5555和BAC5514-589）尺寸为：48英寸*48英寸按平方尺出售起订量为3平方尺可以以绝缘材料包装，也可以不以绝缘材料包装标准厚度：0.012英寸—0.032英寸保存期限：按保存说明可保存60个月所有材料的运输都严格按照美国军方的加工标准可接受定货人造树脂补充剂/粉末微型气球：玻璃和酚醛塑料CAB-O-SIL：熏制硅土磨细的玻璃纤维蜂窝状中心［芯轴］（接受小额定单）非金属性蜂窝状中心［芯轴］：BMS8-124，MIL-C-7438 其他材料：铝箔：BMS8-289铝网：BMS8-336，轻度击打后可以压成铝箔减低噪音/密封带：BMS8-283TY1硅胶带死亡三厘米央视国际 (2005年03月26日 20:30) 字幕—— 2004年3月解放军某部训练场二零零四年三月，解放军某部战士正在进行手榴弹实弹投掷训练。

先进材料材料学
先进材料学是一门研究新型材料的学科，主要目的是通过对材料的研究和开发，提高现有技术的性能和效率，同时开发出更加环保和经济的新型材料。

这些新型材料可以应用于各种领域，如航空航天、能源、医疗和电子等。

在先进材料学中，有一些关键技术和方法，可以帮助科学家更好地开发新型材料。

其中之一是纳米技术，通过对材料的结构和性质进行控制，可以制造出具有特殊功能的新型材料。

例如，纳米碳管可以应用于电池、电容器、超级电容器等领域，具有高能量密度和高功率密度等优点。

另一个关键技术是材料设计和计算机模拟，通过计算机模拟和仿真，可以预测材料的性质和行为，并设计出具有特定性质的新型材料。

例如，通过计算机模拟和材料设计，可以开发出具有高强度、高韧性和高耐腐蚀性的新型金属材料。

先进材料学还包括许多其他的技术和方法，如光电材料、生物材料、复合材料、高分子材料等。

这些新型材料可以应用于各种领域，如医疗、航空航天、能源、电子等。

例如，生物材料可以用于医疗领域，如人工血管、人工心脏瓣膜等；复合材料可以应用于航空航天领域，如航空器的结构材料等。

在先进材料学中，还有一些挑战和难点。

首先，开发新型材料需要
大量的实验和测试，这需要大量的资金和时间。

其次，新型材料的性质和行为往往很复杂，需要深入的理论和实验研究。

最后，新型材料的应用需要满足各种不同的需求和要求，需要考虑各种不同的因素和限制。

先进材料学是一门重要的学科，可以帮助我们开发出更加先进和环保的新型材料，应用于各种领域。

在未来，先进材料学将继续发展和进步，为人类创造更加美好的未来。

新一代先进复合材料的性能测试和预测新进展随着科技的不断进步和发展，复合材料在各个领域中扮演着越来越重要的角色。

然而，为了在不同应用场景中有效地使用复合材料，对其性能进行准确的测试和预测是必不可少的。

本文将探讨新一代先进复合材料的性能测试和预测的最新进展。

一、性能测试1. 力学性能测试力学性能是评估复合材料品质和可行性的重要标准之一。

在新一代先进复合材料的性能测试中，常用的力学性能测试包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。

为了提高测试效率和准确性，工程师们正在引入新型设备和技术，如纳米压痕仪、异物微型杆、光纤光栅等。

这些先进的测试设备和技术能够更精确地测量复合材料的力学性能，为设计和制造过程提供更可靠的数据支持。

2. 热力学性能测试热力学性能是衡量复合材料在高温环境下的稳定性和可靠性的重要指标。

近年来，热分析技术（如热重分析、差示扫描量热仪等）的不断发展，使得热力学性能测试更加精确和可靠。

此外，热红外成像技术也被广泛应用于热力学性能测试中。

通过红外热像仪等设备，可以实时监测并分析复合材料在高温环境下的温度分布和传热性能，为进一步改善复合材料的耐高温性能提供有力依据。

3. 耐腐蚀性能测试由于复合材料通常用于恶劣环境下，如海洋、化工等行业，其耐腐蚀性能至关重要。

为了准确评估复合材料的耐腐蚀性能，科研人员将传统的浸泡实验与现代化的电化学腐蚀测试方法相结合。

这些方法能够模拟实际工作环境中的复杂腐蚀条件，并提供一系列参数，如腐蚀速率、耐腐蚀性等，以帮助设计和制造更耐腐蚀的复合材料。

二、性能预测1. 数值模拟数值模拟在复合材料性能预测中起着重要的作用。

借助计算机仿真软件，工程师们能够对复合材料的结构和性能进行精确的预测。

数值模拟可以模拟复合材料在不同载荷情况下的应力、变形和破坏行为，为优化设计和改进制造过程提供理论依据。

此外，随着计算机硬件和算法的发展，研究人员还利用深度学习和人工智能等方法，将复合材料的实验数据与数学模型相结合，以提高预测的准确性和可靠性。