以高性能增强 纤维，特别是以碳纤维为增强相的先进复合材料，近年来在世界上了得到了人所共知的快速发展。先进复合材料是典型的军民两用材料，先进复合材料技术是典型的军民两用技术。我国两院院士师昌绪先生生前曾说：“复合材料几乎是一个无所不为的材料。”国际著名复合材料组织JEC主席Mu tel也讲：“Composites canbe found in almost product imaginable”。
我国的复合材料事业起步并不晚。自上世纪六十年代初长春应化所李仍元先生研发碳纤维始，六十年代末进入复合材料领域，以本人而言即于1970年作为飞机设计人员既已进入该领域，投入研发。40多年来我们也取得了一定的成绩与进展，但与世界的先进水平比，我们的应用与发展还存在许多问题和差距，短板和瓶颈。静观国内的事实，我们必须得老实承认在这一重要的技术领域，我们不是赶上或超过世界的先进水平而是落后了。我们应用的规模与水平，设计的方法与观念，材料的基础与配套， 制造的工艺与设备均严重落后。落后是全方位的，差距是越来越大了。该领域的先驱，北京中科院化学所原副所长吴仁杰先生曾说，我们就像一个醒来的人，打哈欠，伸懒腰，总也起不来床。这种“起不来床”的感觉，至今犹存。
本文的重点就在于找出落后的方面及其原因，引起国内相关领导及同仁的关注，并有针对性的采取措施，以期赶上并超过世界上先进复合材料技术发展的雄伟步伐。论及应用发展落后的方面及其原因应是多方面的，但依据本人参与国内先进复合材料军民用发展研究40多年来的切身经验和体会，主要有以下十条，今不揣冒昧，仓促成文，期与国内业界领导及同仁共同探讨并虚心就教。
图1 B787复合材料机翼
1 思想认识和理念的问题
先进复合材料对国防建设和国民经济发展有极为重要的作用，国内对此长期认识不足。以飞机设计而言，减重是其永恒的主题，复合材料能够带来20-30%的减重，这是其它手段无法达到的，故复合材料一问世首先用在航空上，初期可高达70%左右的碳纤维耗于此处，先军机后民机，制件从小到大，从少到多，从弱到强，从次结构到承力的主结构，从结构到功能，一步步地实现了飞机结构的复合材料化，所谓“化”者大有彻头彻尾，彻里彻外之谓也。现世界上军民机均已用到50%以上的水平（指复合材料占结构重量的百分比）， 直升机、 无人机、通用飞机多已达到80-90%的水平。而我们的军机正式应用在10%以下，J-20用到了机翼在～以上， J-31在～以上，但后两者还在试飞并未投产。民机正式研制的ARJ21用量2%以下，C919达到12%左右，但均在研制中，并未量产。与世界水平比，差距相当之大。懂复合材料的结构总师并非飞机研制的总师，他们在自己的岗位上艰难推进应用，但困难重重。我们的主要领导未见世界上业已存在的飞机结构复合材料化的大趋势及其对航空工业的影响,对此 航空工业正面临着极其严重的挑战。
相比之下，国外不是这样。美国的航空航天工业协会（ AIA）早于上世纪80年代即已拟出一“复合材料发展纲要”，并向美国政府发出警告，指出复合材料是美国90年代的关键技术，必须组织美国的全国力量大力推进复合材料的发展，在竞争的威胁下保持这一领域的优势地位。于是下面完成了一份详尽的先进复合材料“国家技术开发计划”。再看下面的波音飞机公司，一直把复合材料作为重点抓住不放，从B-737平尾入手一直到B-777尾翼的研制鉴定，到B-787的50%复合材料的应用。上世纪80年代中期笔者曾在波音以雇员身份工作，他们抓预研、抓课题的工作态度和气势为我所亲见。再如原麦道公司自1976年研制F-18，正式上了机翼，于1982年正式首飞，此后世界上三代机全部是复合材料机翼了（我国的J-10除外）。而我们1995年完成J8-II复合材料机翼预研上天后，直到近20年后才有J-20、J-31机翼正式上天，落后了30多年。
我们国内认识上时间迟后，高度上不到位，特别是有技术决策权的高层技术领导，这导致了我们今天应用发展的严重落后。当前先进复合材料已在以航空航天为核心的国防军工领域、能源领域、建筑领域、地面交通领域(包括汽车)、舰船领域、运动休闲以及广大的工业等领域，开创了前所未有的发展空间和机遇，所以我们必须提高思想认识，站在经济全球化的高度，以开放的思想，前瞻的目光和创新的思维，充分认识大力发展先进复合材料技术的重要意义和其光明的前景。
2 缺乏政府部门的有力组织和支持
复合材料技术，包括碳纤维、芳纶等增强纤维技术，学科交叉，协作面广，需要相关政府部门有力的组织、支持和投入。而在这方面我们和国外相比存在较大的不足和差距。
长期以来欧美等国制订并投资了一系列发展计划，旨在推动复合材料的应用发展。例如美国1976年由 NASA牵头制定了著名的ACEE（Aircraft Energy Efficincy）计划，即飞机节能计划，前后执行了10年，国内各大飞机公司几乎全部参加，减重节油，增加商载，该计划完成了B737平尾、DC10垂尾、L1011垂尾的飞行和鉴定。接着又有著名的ACT(AdvancedComposite Technology)计划出现，于1988年-1998年执行，目的在于飞机结构性能，研发“强度、刚度、损伤容限”三者统一的主结构，推动大飞机上机翼、机身主结构的应用。再如欧洲则有TANGO (Technology Applica tion Near-Term Goals and Objective)计划，为欧洲11国共34个部门联合发起并执行，革新设计概念，革新制造方法，旨在结构减重20%，成本降低20%。欧洲近期又有NGCW(Next Generation Composite Wing)计划，投资1.03亿欧元，多国共16个工业组织参加，旨在推进大型客机上复合材料机翼的应用。
另一个重要的方面是由政府出面统一组织制订相关法规，使复合材料的设计和鉴定文件化、规范化，编制全行业的技术标准，形成设计和鉴定的统一指南，推动复合材料的应用发展。这方面的实例很多，如美国军用复合材料手册 MIL-HDBK-17统一编写和组织250名专家的不断修订；FAA领导下著名的AC-107AB(飞机复合材料结构)咨询通报的统一制订；美国NASA领导下共享 数据库的建设（Share materialdatabases）；美欧“商用飞机复合材料修理委员会”(CACRc)的共同组建等实例不胜枚举。
再如我国的台湾当局一直把复合材料作为支柱产业予以支持发展，当局作了大量组织和领导工作。如近期发展汽车领域的复合材料应用，即由其经济部牵头组织“官产学研”多次召集专题研讨会，并于2012年正式组建“台湾碳纤维电动车开发联盟”，旨在推动先进复合材料在汽车结构上的应用发展。我曾应邀访台讲学交流，亲身领略了这种气势。
我国也有一些政府部门的组织和支持，如航空部存在时，曾组织过第一本《复合材料设计手册》的编写，J-8Ⅱ复合材料机翼的研制等，但都在部属范围内进行，规模有限，近期组织T800级碳纤维的有组织评定等，范围扩大到了航空航天。2013年10月工业和信息化部又印发了《加快推进碳纤维行业发展行动计划》，旨在加快碳纤维及其复合材料产业发展，该部有能力组织此事又有投资支持，未尝不是好事。
由上面的简述可见，复合材料的应用发展离不开政府部门的有力组织和大力支持。很多计划和规范的制订等都是多部门甚至多国联合制订并执行，不是哪一个或哪几个科研和工业部门就能胜任的。我们看到西方发达国家复合材料的蓬勃发展，也要看到他们的组织工作和巨大的资金投入。相比之下，我们的差距是显而易见的。
图2 大型自动铺丝机干F35中央翼
3 基础预研不到位，投资研制不足
国内与国外相比在复合材料技术领域缺乏战略上、整体上的规划与研究，投资亦显严重不足。致使我们基础研究薄弱，预研不踏实，导致技术上落后，许多基础理论和工程实际问题未获解决和很好解决。基础理论方面如破坏机理与极限强度分析问题、从微观损伤到宏观失效问题、确定性和非确定性分析方法等问题；工程实践上，如材料许用值与结构设计值合理确定问题，质量控制与标准合理制制订等问题、性能 测试与共享数据库建设问题、大面积整体 成型与胶接结构的分析问题、使用保障与修理维护的问题等。以飞机设计而言国外普遍有20-30%的减重效果，而我们普遍达不到20%。实践中诸问题的存在使复合材料的应用置信度不够，效果不足，使人觉得效益不大，花钱不少又麻烦不小，故普遍存在“不敢用、不好用、不爱用”的现象，实质是“不会用”，极大地限制应用的发展，说明预研远没给应用提供必要的技术基础。
在为数不多的国家立项预研课题中，缺乏相对统一的组织领导、合作与协调，存在多方领导、多头投入且又投入严重不足，研究力量不足、项目低水平重复。从项目论证到评审鉴定诸环节问题较多，学风不正。鉴定验收一般都说填补空白，水平国内或国际领先，但工程上一用问题百出，缺乏求真务实的科学态度与作风。如我们国内进入碳纤维的厂商已多达30多家，但许多关键技术问题并未突破，各家鲜有真诚的合作和有效的交流。吉林市声称要建设中国的“硅谷”，可谁又能将其多家原丝、碳丝真正统筹起来，形成拳头，联合攻关呢？致使我国的碳纤维多年仍未走出“质次价高”的怪圈，国内外均缺乏竞争力。
4 设计环节薄弱，问题突出
与金属材料相比，复合材料应用分外讲设计、材料与工艺三者密切结合。但三者中设计是龙头，这个龙头舞不起来，扩大复合材料应用就是一句空话。道理很简单，设计之前本无复合材料，只有纤维和基体，复合材料是设计出来的。国内三者中，设计这一环节最显薄弱，已严重制约了我国先进复合材料应用的发展。以航空航天为核心的国防军工部门尚且如此，其它民用部门情况尤甚。时至今日我们应该明白：设计上不去，应用起不来！
复合材料设计，包括计算分析，是一个专门的技术。国际上认为培养一个成熟的复合材料设计师至少需要10年。国内严重缺乏有经验的复合材料设计人员，已普遍影响到复合材料的应用发展。如复合材料设计中最有特色的乃是铺层设计，但国内很少有人真正掌握铺层设计的原则和方法，弄不清材料许用值和结构设计值的来源和用法。有些人知道一点强度理论，但不知道复合材料强度、刚度计算的工程方法，甚至不了解国际上通行的分析和验证用的“积木式”（BBA-Building Block Approach）方法，很少有人具体掌握复合材料连接设计、疲劳耐久性设计、损伤容限设计、稳定性设计、环境影响及其防护设计、修理设计等许多具体设计技术和要领。设计人员发不出符合上述诸原则的设计 图纸来，试问生产部门如何进行具体的选材和制造？复合材料必用的连接设计，我们现有的计算方法仍是以前验证过的方法，已有人指出并不太准确。新的系统的方法我手中就有，但近年来推广宣传不够，并未太用。
设计还有一个重要的问题，即规范和手册等软件建设的问题。国外十分重视有组织地制订相应规范，提出“开发编制全行业标准，改进最终产品一致性”的口号，减少风险，降低成本，促进应用。以各大飞机公司而言无一例外地均有自己的《复合材料设计手册》，而我们基本没有。至于专门用于复合材料设计分析软件的开发，国内也远远落后于国际的水平，如Fiber SIM，Hyper Sizer等软件的开发和应用等。
设计影响应用的例子不胜枚举，如风机叶片设计，国外已大量应用先进复合材料，形成碳纤维应用的大户，但国内进展很慢。一个重要原因是我们的叶片多是引进工程，没有原始设计产权，对所用材料不敢做轻易更改。重新设 计时连载荷都没有，因为引进时人家不会详细给出。下面汽车工业要大上复合材料，但汽车领域的工程师普遍不会复合材料设计，问题十分尖锐地摆在我们面前，值得关注。
图3 B787的自动铺带机
5 制造技术发展滞后，设备需改造更新
制造是现代复合材料技术中占有至关重要的地位，一切产品都要通过制造方能变为现实。制造技术包括制造方法、成型工艺、模具技术、无损检测以及制造设备等诸方面的问题。与国外相比我们于该方面差距更大。近年来国外以自动铺带（ATL）和自动铺丝(AFP)为核心的复合材料自动化制造技术正在世界上蓬勃发展并首先用在航空航天工业中，并逐步向民用领域推广。自动铺带机由波音牵头，于1983年投入使用已30多年，自动铺丝机于1990年投入使用已20多年，世界上称这是20世纪最后10年复合材料技术发展史上一个里程碑式的事件。我们却只有萌芽式的研发和近期的采购应用，落后30多年！自动铺带机国内各飞机公司已引进多台，但自动铺丝机由于国际上对华封 锁尚一台也没有，引进的自动铺带机国内各单位应用亦不充分。设备最好的空客和哈尔滨飞机公司合建的合资企业“哈飞空客复合材料制造中心”也只允许制造A350XWB舵面结构，且A350于2014年12月才交付第一架飞机，我们还得生产10年、20年。波音787给中国的最大制件也是方向舵（无设计权），我们连个尾翼都不能做，可见国外对中国限制封锁之严。舵面是国外上世纪80年代中期研发过关的，我们又落后了30多年！
其他如以共固化/共胶接为核心的整体成型技术，新型的罐外成型技术(0OA)，快速成型的RTM（HPRTM）技术，新型拉挤技术ACP(拉进去的是预浸料不是纤维)，厚板固化及其变形控制等技术我们都发展不足。
将来的飞机以复合材料为主而不是金属为主已是不争的事实。原有生产金属飞机的设备正在淘汰和弃用，车铣刨磨钳基本不用，程控数控机床也将不用，铆接、螺接大量减少，这一切空前地改变了航空制造业的传统，航空产业链面临重大重组进程，能否适应这一重大变革必将决定航空制造业的成败兴衰。对此航空工业面临着极大的挑战。对此西方的航空工业正在向大规模生产复合材料制件前进，为此设备和生产手段的更新是不可避免的，投资是巨大的，如欧洲的空客投资3.6亿欧元在德国建成生产A350机身的新厂，英国投4亿英镑在威尔士建设生产A350机翼的新厂。英国甚至要投30亿英镑用于航空航天复合材料项目的建设，投资之巨令人瞠目，我们难以望其项背。民用领域发展复合材料产业这样类似的技术改造也是不可避免的，如汽车制造、风机叶片、舰船等领域。航空复合材料有限公司正在组建，整合原621所和625所的技术力量组建新的公司参与竞争，但进度太慢、资金短缺，影响其发挥作用。我们已经明白关键的核心技术是买不来的，创新能力也是买不来的，只能靠我们自己发展。
6 成本高制约应用发展
先进复合材料成本毕竟较高，是制约其扩大应用发展的主要障碍之一。我们思想上应该牢记：成本下不来，应用上不去。
有鉴于此，西方发达国家近年来纷纷制订低成本的复合材料发展计划，发展低成本的复合材料综合技术。如美国由国防部出面联合工业界于1996年发起并执行一个10年的低成本复合材料计划，即著名的CAI(Composite Afforability Initiative)计划，近年来总结认为取得了巨大成果，并已用在F-35和B787等机型的工程应用中，声称要给出一个设计/制造示范性的转变，要降低总成本的50%。此外美国的各大飞机公司，如波音、洛克希德等也都有自己的低成本计划。欧洲则继TANGO计划后又有ASK计划等，此时要减轻结构重量的30%，节省成本的30%，也是多国多部门联合执行。
低成本技术应包括低成本的设计技术、低成本的材料技术、低成本的制造技术。其中核心是低成本的制造技术，因其占了成本的大部份额。以航空航天而言其占约80%的份额，民用则可占60%左右的份额。所以核心是要大力发展低成本的制造技术。这一点对民用领域尤其重要。如汽车领域应用复合材料，笔者认为其成败的关键主要就在于快速成型的低成本制造技术的成功研发。
当然，正确看待成本国内也存在问题，国内容易重视一次性投资成本，而忽视了综合成本和全寿命成本。如民机大量应用复合材料，可以大幅减重，省下的重量可多卖座位，可节省燃油，大幅降低运营成本，综合起来看会有经济效益，否则用不起来。再如国内有人发展复合材料耐酸泵，较金属泵肯定贵得多，但不腐蚀寿命长，免去了频繁的更换，总成本反倒低了。成本问题是一个复杂的、综合的问题，必须全面看待。
图4 A350的自动铺丝系统
7 缺乏原始技术创新，创新能力不足
创新是一个民族技术发展的灵魂，事关国民经济发展的命脉，当前国家十分重视和强调，最近总理还在号召“大众创业，万众创新”，但在复合材料技术领域却表现出重视不够，创新能力不足，与外界相比缺乏原始技术创新。
应用发展归根结底是要能不断开发出新的有竞争力的适销对路的产品投放市场获取效益。国内先进复合材料占有60%左右市场份额的是体育休闲用品，世界上60%以上的复合材料体育休闲用品均出自中国大陆。但产品多系台湾转移而来，我们并无自主知识产权，代工的性质效益自然不高。以复合材料自行车而言，目前世界上可有30万辆/年的产量，从车架、车把、车叉、座管到曲柄最后到车圈台湾用27年完成复合材料化的进程，技术含量很高。车及其 配件虽然多产自大陆，但我们从未独立完成过一辆复合材料自行车的完整研发。风电至2011年我国已累计装机62364MW，超过美国居世界第一，但复合材料风机叶片却多由国外制作，我们少有自主知识产权。本人早已指出此乃是我国发展复合材料产业的一种“病态”，如今看来“病态”犹存。
目前我国进入碳纤维研发和生产的企业已多达30多家，已建成产能达万吨以上，但2014年的产量仅在3000吨左右，还存在着“有产能无产量，有产量无质量”的情况，产量以后可能还会增加，但若创新的下游产品开发不出来，这些纤维的市场在哪，企业的出路何在？历史的经验早已指明，当纤维供应充足时靠卖纤维是不赚钱的，必须大力开发下游产品。目前国内的产品低端的较多，上档次的较少，技术含量较低，附加值不高。我们要发挥中国人的聪明才智，进行有创造性革新的研发，除占领国内市场外，也要有勇气参加世界市场的竞争。
诚然创新并非易事，在整个复合材料技术领域我们并非完全没有创新，只是创新意识还不强，创新能力还不足，创新产品还不多。在当今世界范围内，先进复合材料的新材料、新工艺、新理论、新方法层出不穷，如果我们跟踪模仿尚不到位何谈创新？
8 使用保障能力不足，研发不够
使用保障（supportability）是一个结构系统在其寿命期内在规定的环境条件下不受限制地使用所需要的与可能的后勤保障的综合量度。这一概念用于先进复合材料系因军民机上不断扩大应用而由北大西洋公约组织于上世纪80年代中期提出。一旦复合材料应用发展扩大到一定程度，则必然会遇到这个问题。
使用保障的内容主要包括复合材料结构生产和使用中的可检性、可维护性、互换性和可更换性，最重要的是可修理性。当军民用复合材料大量投入使用后，修理问题必然会提到议事日程，修理问题不解决，应用发展必将会受到严重影响，这是不言而喻的。
复合材料结构在制造和使用过程中必然会有各种缺陷和损伤，诸如分层、裂纹、冲击损伤、表面划伤、雷击损伤以及战伤等等。这些都需要修理。以修理技术而言，可包括修理选材、修理方法、修理设备，修理检测和修理设计等诸多方面。国外自上世纪80年代初即已进行了系统研究，现问题已基本获解决，但还在发展研究中。外场修理用的热补仪、便携式无损检测设备等均已成套出售，人员多已完成上岗前的培训和取证，修理规范已完成制订，现正在向数字化、自动化修理前进。复合材料修理实际多是采用胶接补片的方式修理，其既可修理复合材料结构有又可修理金属结构，现世界上金属飞机结构腐蚀、裂纹等多发性故障也多是采用复合材料技术进行修理，故复合材料修理近年来已发展为一门产业。
国内虽然也于上世纪90年代开始研究，但笔者认为还不够完善系统，如修理验证试验只做到静载，疲劳试验则不充分；只进行过小规模的零件修理，未进行过大规模的部件修理和验证，人员培训不到位亦缺乏相应的规范等，故还不能说已解决问题，尚需发展研究。
我们军民用飞机、风机叶片、舰船以及工业用品已部分投入使用，修理问题已经提出，若汽车工业大量使用复合材料，问题更会突显。所以急需加大先进复合材料可检性、可维护性和可修理性的研发力度，提供强有力的后勤使用保障能力，扫清先进复合材料使用中的障碍，才能促进复合材料的应用发展。
图5 复合材料风机叶片
9 没有启动回收再利用问题的研究解决
使用到期的复合材料制品和生产加工中产生的边角余料的回收再利用是一个重要的技术问题，事涉产业的可持续发展，是一个战略问题。有鉴于此，该问题已引起世界的普遍关注，并大力开始研究解决。
西方发达国家如英国、美国和日本等已纷纷组建专门的机构研究解决这一问题，并已建起了多个专门的企业从事此项具体工作。如英国Mil ledCarbon Ltd厂已和波音、空客等建立合作关系，帮他们处理废料。欧洲已组建复合材料回收服务公司（UCRU），解决欧洲复合材料回收和可持续发展问题。英国的回收碳纤维公司(RCF)有2000吨/年的处理能力，已和英国GKN航空公司签订合同回收其废品，近期100吨/年，后会有30%的年增长率。
过去回收再利用传统的办法是粉碎、焚烧和掩埋，既不科学又不经济，现在欧洲有些国家如德国等已禁用这些方法。新研究的办法可有高温裂解、溶剂萃取等，旨在将纤维和树脂分开，回收再利用。回收的产品多以短纤维碎料等形式应用，市场有较大需求。因原来的长纤维有14%左右也要切碎，以短纤维形式应用。
飞机制件一般寿命25-28年，风机叶片20-25年，汽车制件寿命更短，一般10-15年，且西方国家已规定到2015年汽车上报废的零件95%以上要可以回收再利用。问题尖锐的摆在了我们面前，回收再利用这一战略问题不解决，势必会影响我国复合材料产事业的发展。
国内回收再利用的问题虽有议论和提出，但迄今为止并无太多的实际行动来启动该问题研究解决，更未见专门从事此产业的企业建立，情况远落后于国外的水平。此处再次谈及此问题，意在引起业界的重视，并希望能有国家相关环保部门的重视和出面，早日动手切实解决问题，为复合材料的应用发展扫清障碍，扩清道路。
10 人才 短缺，不能满足应用发展的需求
随国内复合材料产事业的发展，对相关专业人才提出了强烈的需求。目前的情况是缺乏掌握现代设计技术和工程制造技术的人才，即人才现状不能满足应用发展的需求。
人才的问题与高校的培养机制有关。多数重点高校设有材料学院，培养了一些材料方面的人才，但鲜有复合材料设计与制造专业。如哈工大、北航、西工大和南航等与航空航天有关的高校普遍没有复合材料设计专业，只有上海的同济大学觉悟较早，几年前其正式开设了复合材料设计专业，但其毕业生很难分到民品部门。国外的情况则与我们有别。笔者有幸曾参访过许多美国、英国、澳大利亚以至台湾的相关重点高校，他们普遍设有复合材料课程，并强调“hands on”动手能力，参加项目亲手做制件。因应复合材料发展的需要他们早就注意了专业人才的培养。
除相关高校正式开课外，利用社会力量进行在职人员的培养也非常必要。回想上世纪80年代中期我在美国波音公司工作时，他们既已开始了相关的专业培训。波音有强大的“培训中心”，春秋两季招生业余培训，列在招生简章第一位的就是复合材料技术培训，报名晚了都参加不上。10多年前我在国内几乎每月都能收到美国复合材料修理办班的通知，培训复合材料修理技术。未雨绸缪，对于人才的培养他们已有预见在先。笔者意见国内应大力加强复合材料技术的在职培训，特别是民用部门人员的培训，以促进复合材料的应用发展。其实国内西工大、哈飞、北京SAMPE支部等单位已开展并坚持了这种培训，作了很好的工作，但深度、广度还不够，生员多来自航空航天部门，应注意扩大民用产业部门技术人员的培训。
以人为本，事在人为。适应复合材料的应用发展，我们必须加大人才的培养力度，培训力度，并采取相应措施，切实践行。
图6 整体成型的车体结构
结语
应用是硬道理。应用的落后是根本的落后，带标志性的落后。应用上不去，许多具体技术问题就暴露不出来，解决不了，何谈技术进步？因此应用的落后是我国复合材料技术发展的一个瓶颈、一个短板，关键症结所在。革命尚未成功，同志仍需努力。
国家已经认定材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业的先导，是重要的战略性新兴产业。明确了新材料是国家七大新兴战略之一，要重点发展新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料。无需多言，我国已是一个复合材料大国，年耗碳纤维一万吨以上，但还不是一个强国，由大国走向强国，我们必须看到问题，找出差距，认清方向，作出切实努力。业界领导和同仁应努力促进应用、促进发展，与世界一起迎接复合材料蓬勃发展的美好明天。返回搜狐，查看更多
责任编辑：}

柯林斯航空航天公司利用全球团队数十年的经验，为下一代飞机展示大型弯曲AFP和焊接结构。全热塑性复合材料扇形整流罩开拓者。柯林斯航空航天公司正在开发一种扇形整流罩（白色，左侧最顶部结构）作为探路者部件，以推进其热塑性复合材料结构路线图，包括大型弯曲蒙皮的自动纤维放置（AFP）（右上）和冲压帽加强件部分的熔接（右下），这些加强件将被焊接成一个集成结构。柯林斯航空航天公司（美国北卡罗来纳州夏洛特市）是世界上最大的航空航天和国防工业供应商之一。它成立于2018年，当时联合技术公司（UTC）收购了罗克韦尔柯林斯，并将其与自己的航空航天和国防业务联合技术航空航天系统公司合并。在UTC和雷神公司成功合并后，柯林斯公司后来成为RTX的一个实体。如今，柯林斯航空航天公司是RTX的三个子公司之一（以及雷神公司和普惠公司），由六个战略业务部门组成——先进结构、航空电子、互联航空解决方案、内饰、任务系统和动力与控制。Aerostructures是柯林斯高级结构部门的一个投资组合，在全球15个地点拥有6000多名员工，专门从事航空发动机短舱、热塑性复合材料和吊挂。柯林斯公司已经为大约35个商业和军事项目提供了40000多个短舱。其中仅空中客车就有近20000个短舱，普惠GTF发动机短舱目前正在2024年投入使用的空中客车A321XLR上进行飞行测试。Rohr对柯林斯短舱的创新Fred Rohr为Charles Lindbergh的《圣路易斯精神》（Spirit of St.Louis）设计了油箱，并于1940年创立了Rohr飞机公司。他还发明了第一个用于成型铝板的落锤，极大地加快了航空发动机短舱进气唇的成型过程。在第二次世界大战期间，Rohr Aircraft是世界上最大的航空推进组件生产商，到1965年，其制造的喷气发动机动力装置和推力反向器数量超过了世界上任何其他制造商。1965年Fred Rohr去世后，该公司实现了多元化，生产卫星天线、火箭发动机部件、深潜/海军舰艇和地面运输，如BART汽车。1986年，Rohr在Chula Vista工厂建立了一个碳碳和高温复合材料实验室。到1990年，Rohr再次将重点放在先进的结构、短舱和吊挂上，并在全球范围内建立了生产基地。Rohr于1997年与Goodrich合并成立Goodrich Aerostructures，并于2012年被UTC收购。短舱也体现了柯林斯航空航天公司在复合材料及其美国加利福尼亚州里弗赛德工厂的悠久历史，该工厂于1952年由短舱、推力反向器和吊挂的长期领导者Rohr Aircraft（美国加利福尼亚州Chula Vista）开设。现在，河滨工厂（Riverside site）是一条新的热塑性复合材料（TPC）航空结构试点生产线的所在地，也是两个合作生产窄体飞机发动短舱全TPC、2米直径风扇罩的工厂之一，作为一个开拓者项目。柯林斯航空航天公司于2021年收购的第二家工厂之前是荷兰热塑性组件公司（DTC，荷兰阿尔梅尔）。该公司由David Manten于1998年创建，为12架不同的大型客机和公务机制造2000多个独特的零件号，包括肋、抗剪腹板、剪切复板、加强筋、夹子和夹板。柯林斯航空航天公司热塑性复合材料总经理Manten表示：“我们作为小型结构热塑性合成材料零件的制造商有20多年的历史，已经生产了150万个冲压成型零件。”。“但即使在收购之前，我们就已经开始开发厚度可变、形状更复杂的更大零件。”柯林斯航空公司热塑性复合材料首席工程师Dan Ursenbach指出，这个短舱开拓者部分是全球柯林斯航空公司TPC团队开发的。“我们使用AFP（自动纤维放置）制作了一个大蒙皮，冲压成型帽子加强件，然后将这些部件焊接在一起。所有这些都得到了基于知识的数字工具的支持，目标是在未来两年内达到TRL-technology readiness level（技术准备水平）6。”这听起来很简单，但柯林斯航空航天公司复合材料高级技术研究员Michel van Tooren解释了实际的复杂性。他说：“我们不得不研究这一过程的许多方面，以及如何使其适用于工业生产——如何为具有集成雷击保护（LSP-lightning strike protection）和热压罐外(OOA-out-of-autoclave)固结的大型弯曲蒙皮提供AFP，以及如何对冲压加强筋进行感应焊接。”。尽管挑战很大，但不断增长的成就也是如此。Van Tooren说：“你可以看到许多大型TPC静态演示者，尤其是在欧洲，但还没有任何东西在飞行。这将是AFP制造的最大的TPC部件。”事实上，这个短舱的认证将是这个开拓者的最终成就之一，但这只是柯林斯TPC技术的开始。为什么选择TPC？Manten说：“热塑性塑料的主要原因是有机会实现制造自动化，并在每个过程中获得显著的循环时间。”。“与此同时，我们可以通过消除紧固件来实现重量节省。重量节省和速率提高是两个主要驱动因素。我们正在为下一代飞机做好准备，我们预计下一代的飞机将使用更多的复合材料和大量的复合材料制造。我们的复合材料技术必须能够满足这些速率，这就是热塑性复合材料所能实现的。”Ursenbach提到了波音公司的一项研究，该研究表明，使用自动切割和装配、手工叠层和热压罐固化将热固性复合材料翼肋的循环时间从400分钟缩短到使用冲压成型的TPC零件的45分钟。通过消除材料的冷冻储存和解冻（热固性预浸料所需）以及热压罐固化（这是能源和时间密集型的），制造业得到了进一步的改进。Ursenbach说：“我们进入连续纤维TPC生产部件的第一步是A320短舱的梁（longeron）。“这是我们已经在使用手工叠层和热压罐固化制造的一个零件。2018年，我们开始与包括DTC在内的TPC公司讨论将其作为TPC零件的可行性。预计的好处是巨大的，因此我们开始与DTC合作，将梁（longeron）作为冲压成型的TPC零件生产。当我们开始研究短舱中的其他零件时，很明显，这就是对的。我们的客户群也给了我们很多鼓励，他们期待着下一代飞机和每月75架以上单通道商用飞机的生产率。”为什么是机舱开拓者？柯林斯航空航天公司高级结构工程和战略计划副总监Christian Soria表示：“柯林斯航空结构公司一直处于复合材料开发的前沿。”。“当我们决定开始开发TPC时，我们想确保我们涵盖了最终全面应用于我们的产品所需的全部技术和能力领域。作为一个团队，我们定义了使我们能够生产和制造大型复杂组件（如短舱组件）的关键要素，并由此制定了差异化的路线图技术。”图1. 热塑性复合材料（TPC）开发路线图。柯林斯航空航天公司于2021年收购了荷兰热塑性组件公司（DTC），并在其位于美国加利福尼亚州里弗赛德的机舱制造厂安装了一条试验性TPC生产线。这些互补的工厂在各种路线图技术方面进行了交叉培训，以利用专业知识，并作为一个单一的全球团队发展壮大。Ursenbach补充道：“我们选择风扇罩作为我们的开拓者，因为它可以在一个产品中驱动大多数关键的TPC过程。”。“我们需要开发冲压成形，将冲压成形的零件连接成更大的加强件，也需要将超出冲压成形的大蒙皮连接成AFP，以及将这些更大的增强件连续、更长地焊接到AFP蒙皮。风扇罩包括制造大多数类型的商用航空结构所需的所有元件，但足够简单，可以在合理的时间内实现。”。这也是我们可以在飞机上进行飞行测试并在实际产品上实施的一部分，以获得在役反馈。”他补充道，认证是这项技术发展的一个关键要素，“但这在行业中还没有得到很好的定义，因为没有很多焊接TPC结构通过认证。”DTC，Riverside试点线路，TRL目标柯林斯公司在定义其TPC技术路线图时（图1），对该行业进行了调查，以了解其他公司在做什么。Soria说：“我们意识到像DTC这样的玩家已经是专家了。”。“我们可以尝试有机地发展同样的能力，或者我们可以收购像DTC这样的人，并将他们带到我们的团队中，在行业还没有那么先进的领域提供帮助。我们就是这么做的。我们正在努力完成我们的路线图，并使这些技术成熟。”他指出，河滨（Riverside）的试验线强调了DTC没有那么关注的技术块，“但我们也在不同地点之间进行交叉培训，这样我们就可以利用来回学习的机会，作为一个热塑性复合材料团队成长起来。”在阿尔梅雷，柯林斯还扩大了先进的冲压成型和焊接能力。Ursenbach说：“我们不想偏向于某个特定的过程。”，“但相反，我们能够以制造所需的方式设计TPC零件。要做到这一点，我们需要将所有流程放在一个屋檐下。这使我们能够优化每一步，并帮助我们的工程师理解流程。我们有40年的时间来迭代和优化热固性复合材料零件的组装方式。我们希望通过TPC零件尽可能加快这一过程。”图2. 中试生产线。Riverside的TPC中试生产线包括风机整流罩探路器部分演示的全过程链，从用于帽加劲肋部分的ATL坯料到将熔接加劲肋感应焊接到蒙皮。Soria指出，试验线已建在河滨（Riverside）的工厂中，目前每天都在那里生产商业零件（图2）。他说：“我们想确保在开发这些技术的同时，我们也在证明它们可以工业化，而不仅仅是在实验室环境中工作。”。中试生产线中的设备能够进行低速率的商业生产。目前，该生产线包括一个Boikon（Leek，Netherlands）FALKO高速（高达450平方米/小时）自动铺带（ATL）工作站，用于生产定制坯件和近净形状的冲压件，一个Pinette Emidecau Industries（PEI，Chalon Sur Saone，France）245公吨冲压机，Wisconsin oven（美国威斯康星州东特洛伊）的一个用于OOA固结的大型烤箱，用于自动材料和零件处理的双KUKA（德国奥格斯堡）机器人，以及得益于Van Tooren多年的技术经验而在内部开发的感应焊接工作站。如图6所示，1，柯林斯正在同时成熟路线图技术，但有些技术已经达到了更高的TRL。Manten说：“更小、更简单的零件的冲压成形已经完全成熟和工业化，但具有厚度变化的复杂和更大的零件仍在优化中。对于用AFP制成的大蒙皮和焊接，我们处于TRL 4到6之间。”。对于已完成的焊接组件，我们正在考虑2026年的TRL 6。”开拓者零件设计，工艺链第一个问题是将热固性复合材料零件转换为TPC。Soria说：“我们的设计工程团队研究了如何利用TPC制造工艺。”。“我们仍在经历一条学习曲线，因为这些过程开辟了一个不同的设计空间，工程师们必须考虑一套不同的工具来设计TPC零件。我们开始与制造工程师进行迭代，从David和他在Almere的团队那里获得了意见，然后Michel van Tooren加入了我们的团队，并就制造和如何重新设计提供了建议仔细想想设计。”该团队开始最终确定风扇罩不同部件的工艺链。Soria说：“我们已经知道我们需要以某种方式将零件焊接在一起，但不知道哪种焊接方法适合风扇罩。”。“因此，我们开始探索广泛的领域，包括感应、超声波、红外和传导焊接。目前，我们发现它们在我们产品的不同领域都有用途——长连续焊缝、局部焊缝、盲焊。我们还开始与DTC合作，研究如何冲压成型风机整流罩的大加强筋，在我们研究冲压大蒙皮的同时，我们也开始了AFP，知道以后更大面积的材料需要它。”柯林斯航空公司收购荷兰热塑性塑料组件用于复合材料的热塑性聚合物柯林斯航空航天公司通过DTC（顶部）获得了重要的冲压专业知识，并继续探索和鉴定用于集成TPC结构的热塑性聚合物。Ursenbach补充道：“我们完成了为期一年的两个公司之间的知识转移。”。“DTC拥有冲压专业知识，但Riverside的Collins拥有AFP和焊接专业知识。因此，我们花时间将所有这些知识编成法典，并制作零件，以便在现场之间传递工艺知识。”柯林斯公司合格的碳纤维/PEEK单向（UD）预浸带用于A320机舱梁（longeron），但现在正在研究用于开拓者风扇整流罩的LM-PAEK和PPS材料。正如2022年的文章《热塑性复合材料焊接进展…》中所解释的那样，与其他聚芳基酮聚合物相比，LM-PAEK的加工温度更低，因此已成为TPC焊接的首选材料。Van Tooren说：“LM-PAEK的快速铺放和较低的温度固结使其能够更好地流经工艺链。”。“我们在风扇整流罩上主要使用UD预浸带，但也使用了一些织物来帮助实现高度轮廓化的部件。”固结炉中的热塑性复合材料风扇整流罩蒙皮原型位于美国加利福尼亚州里弗赛德的柯林斯航空航天试验生产线的一部分，位于固结炉中的TPC风扇整流罩蒙皮原型。优化流程链、演示器状态开拓者扇形整流罩的工艺链从弯曲蒙皮的AFP叠层开始。Van Tooren解释道：“AFP机器已经为行业做好了准备，但这个过程仍然需要大量的工作。”。“例如，短舱结构需要铜网LSP，必须在外层。此外，TPC预浸料不像热固性复合材料预浸料那样粘稠，所以将预浸带放入工具中并不容易。我们刚开始时的标准做法是放入聚酰亚胺薄膜并将其粘在一起。这适用于开发，但不适用于生产。在过去的两年里，我们已经成熟了如何创建带有局部加强的大曲面蒙皮，将LSP集成到这些叠层中，并确保我们获得正确的表面质量，以及OOA固结所需的质量。”图3.
材料搬运，AFP曲面蒙皮。中试生产线包括机器人操作和焊接熔接帽加强件（白色半圆，上图）。该单元的右侧是一个用于参数开发和验证的小型感应焊接工作站，然后是AFP工作站，其中完成了2米直径的风扇整流罩蒙皮叠层（底部）。该团队选择了快速铺放和OOA固结，而不是不需要二次固结步骤的原位固结（ISC-in-situ consolidation）。“根据我们的经验，”Van Tooren解释道，“ISC很慢，与AFP固结层压板相比，层压板蒙皮的强度下降将超过30%。”Ursenbach指出，这似乎是由于缺乏足够的时间进行直接接触和压实（reptation）（聚合物在层压板之间的缠绕）。在烘箱中进行OOA固结是团队策略的一部分，以摆脱热压罐的批量处理和由于对流传热效率低而导致的长循环时间。然而，挑战依然存在。Ursenbach说：“TPC材料的加工温度较高，限制了可以使用的工具和工艺辅助材料。”。“例如，不能选择可重复使用的硅胶袋。”用于风扇罩的热塑性复合材料帽加强件。蒙皮在圆周方向上由空心帽加劲肋加固。Van Tooren说：“这些部分直径约为8英尺，虽然看起来很简单，但它们的长度和宽度都是弯曲的。”。“我们发现它们太大了，无法一次冲压。相反，我们需要冲压分段并将它们连接在一起。如何在没有机械紧固件的情况下做到这一点，而是利用TPC的能力重新熔化和再固化，需要付出很多努力。这导致了我们称之为熔接的专利工艺。我们现在能够制造这些大型加强件，我们正在努力制造更大的加强件以及更长的零件。”图4.
将加强筋感应焊接到蒙皮上。安装在机器人上的感应焊接头（顶部）在焊接线上移动感应线圈—在这种情况下，原型加强件和蒙皮由焊接工具（灰色）顶部的夹具（白色）固定，该夹具也控制散热。在底部，一个焊接的加强筋蒙皮原型坐在热固性复合材料风扇罩的前面。接下来，使用安装在机器人上的感应焊接头将加劲肋感应焊接到蒙皮上（图3和图4）。Van Tooren解释道：“由于焊接是在没有任何额外材料的情况下进行的，这需要对零件和焊接工艺进行适当的设计，以在它们之间建立紧密的接触。”。“加强筋和蒙皮被装载到一个夹具中，该夹具将零件推到一起，然后机器人在焊缝上移动感应线圈。焊接工具由不同的专有材料组合制成，以允许以可控的速度散热。整个过程中，温度和压力都通过机器人和安装在工具上的传感器进行监测。我们付出了很多努力开发工具，以便在焊接时最好地控制形状和热量。”在工艺的加热、重熔和冷却阶段，工装必须保持焊接零件上的压力。控制焊缝处的热量也很重要，以避免在零件中产生热应力。Van Tooren指出：“你还必须确保在这个过程中不会破坏空气动力学表面质量。”“为了验证焊接质量，我们一直在通过各种试片测试（搭接剪切、拉拔测试等）支持的实验设计来微调焊接参数，”他继续说道。“我们已经证明，我们可以将帽子加强筋焊接到蒙皮上，但仍在通过原型演示器改进所有方法和流程。我们应该能够在未来6-9个月内完成全尺寸的最终演示器。其他功能，如风扇罩的长梁加强筋，也将进行焊接，以形成一个完全无紧固件的加强蒙皮组件。“飞行试验品Soria指出，该开拓者的路线图遵循标准的航空航天行业构建块方法，从试验件到子元素再到集成结构，收集测试数据。他解释道：“我们并不是在建造一个看起来像风扇罩的东西。”。“这款演示机是根据我们目前的一条产品线设计的。一旦完成，我们将与客户合作寻找飞行试验台。最终，它将在飞行中进行验证，但所有这些都将得到大量额外测试的支持。”Ursenbach补充道：“如果我们只是制造了一个静态演示器，我们本可以走得更快，但实际上我们正在建造一个可以安全飞行的部件，这需要更多的确定性、数据和子元件测试。”测试完成后，目标是在柯林斯目前的一种短舱产品上推出这项技术，目的是尽早展示这项技术的好处。他解释道：“我们希望在现有平台上引入这一功能，而不一定要等到下一个新的清洁飞机设计。”。“我们希望开始从现实世界的环境中获得反馈，这将有助于我们不断构建和改进这些技术块，以便在宣布下一个清洁设计时做好准备。”最大的挑战和成就Ursenbach说：“内部的一大挑战是，TPC看起来很像热固性复合材料，所以每个人都想这样对待它。”。“但这些都是非常不同的材料，具有非常不同的加工要求和条件。”他指出，过渡到TPC实际上更像是从金属过渡到复合材料。“这是一个重大转变。人们天生认为所有相同的规则都适用，但我们不得不制定一套全新的规范和允许值，以及一本新的设计手册。”后者是一项重大努力，DTC的所有知识非常宝贵。Ursenbach说：“我们能够为我们的设计工程师编纂这些知识，不仅了解和记录TPC的差异，而且在我们的工程、质量和生产社区以及监管社区内将其社会化，这是一项持续的活动。”Manten指出，另一项重大成就是在使用集成LSP焊接零件方面取得的进展。正如2018年文章《焊接热塑性复合材料》中所解释的那样，当感应线圈沿着焊缝移动时，它会在导电碳纤维层压板中感应出涡流，产生热量并熔化热塑性塑料。然而，铜网LSP甚至更具导电性，也需要采取措施防止在该层中产生涡电流。Manten补充道：“我们已经取得了成功，但这需要在工艺链的每个环节进行工作，从冲压成型到AFP。”。这使得该团队开发了一种坚固快速的焊接解决方案。Soria说：“另一个重大成就是收购了DTC，两个团队已经合并，像一个全球团队一样合作得很好。有很多沟通和共享，这是一个巨大的成功。”进一步应用，推动行业发展尽管单通道商用飞机市场有很多市场机会，但柯林斯航空航天公司有更广阔的前景。柯林斯航空航天公司高级结构战略总监Paul Johnson表示：“还有很多其他应用程序可以使用我们开发的这些技术。”。“其中包括双通道、区域和商务航空市场以及国防的短舱，也包括其他结构。”Ursenbach指出，TPC材料在抗冲击性和耐化学性方面表现得更好，“柯林斯公司内部的一些业务部门确实可以利用这一点。例如，我们的螺旋桨部门Ratier Figeac也对TPC非常感兴趣，但原因与我们不同。我们的航天系统集团也有一些发展，负责下一代宇航零件。”柯林斯航空航天公司正在与多个行业联盟合作，以成熟热塑性复合材料回收技术和供应链。Ursenbach还指出，TPC结构提高了可持续性。“这也是我们路线图的一部分，不仅利用了循环时间和重量，还成功地实现了客户所要求的可回收性。”柯林斯航空航天公司是热塑性复合材料研究中心（TPRC，荷兰恩斯赫德）的一级成员，该中心已证明将热塑性塑料生产废料回收到航空航天零件的工艺链中。在“可持续空气地平线2020”项目中，柯林斯航空航天公司正在开发旨在为飞机结构提供新的可持续解决方案的回收和连接概念，而在阿尔梅雷，它正在与荷兰Spiral RTC公司合作，该公司旨在实现碳纤维TPC生产废物和报废零件的循环。Collins Aerospace Almere还参与了荷兰国家项目“转型中的航空”和“可持续航空的热塑性塑料”，这些项目正在为小型（电动）和大型商用飞机的轻型部件开发新材料、工具和生产技术。柯林斯还领导了复合材料保形液氢储罐（COCOLIH2T-Composite Conformal Liquid H2 Tank）项目，为液氢储罐开发新的TPC技术，为更可持续的未来飞机的零排放推进架构提供动力。在美国，它是高速复合材料飞机制造（HiCAM-Hi-Rate Composite Aircraft Manufacturing）项目中先进复合材料联盟的成员，该项目是美国国家航空航天局可持续飞行国家伙伴关系（SFNP-Sustainable Flight National Partnership）的一部分，旨在使下一代商用运输机的能效提高25-30%。“我们正在参与HiCAM的TPC工作包，”Van Tooren说，他也是焊接团队的负责人，该团队已经制定了焊接TPC结构认证的初步路线图（见“焊接不是粘合”）。Ursenbach补充道，努力解决这些全行业的问题，如认证和验收，以及所需的材料量和循环性，这些都有助于柯林斯公司，也有助于整个行业。索里亚说：“我们希望成为专注于TPC技术的行业团队的一员，该技术可以减轻重量和燃料消耗，并改善未来飞机的声学性能。”。“我们希望成为该社区的团队成员，推动这些技术的边界，使航空业更具可持续性，成为一个向前发展的行业。”------ 完 ------注：原文见，《 The potential for thermoplastic composite nacelles 》
2023．11．30相关微信文章： 《热塑复材单通道机身焊接工艺》2023.5.25
杨超凡
2023.12.1}

[ 1 ]
武高辉. 金属基复合材料性能设计——创新性思维的尝试 [J]. 中国材料进展, 2015, 34(6): 432–438. Wu G H. The development trend of metal matrix composites: Design of performance [J]. Materials China, 2015, 34 (6): 432–438.
Wu G H. The development trend of metal matrix composites: Design of performance [J]. Materials China, 2015, 34 (6): 432– 438. Chinese.
链接1
[ 2 ]
张荻, 张国定, 李志强. 金属基复合材料的现状与发展趋势 [J]. 中国材料进展, 2010, 29(4): 1–7. Zhang D, Zhang G D, Li Z Q. The current state and trend of metal matrix composites [J]. Materials China, 2010, 29(4): 1–7.
Zhang D, Zhang G D, Li Z Q. The current state and trend of metal matrix composites [J]. Materials China, 2010, 29(4): 1–7. Chinese.
链接1
[ 3 ]
Researchmoz Global Pvt Ltd. Metal matrix composites (MMC) market for ground transportation, electronics/thermal management, aerospace, and other end-users – Global industry analysis, size, share, growth, trends and forecast, 2013–2019 [R]. New York: Researchmoz Global Pvt Ltd, 2014.
[ 4 ]
America’s Office of Naval Research. 2019 Navy ManTech project book [R]. Virginia: America’s Office of Naval Research, 2019.
[ 5 ]
Kumar P A, Rohatgi P, Weiss D. 50 years of foundry-produced metal matrix composites and future opportunities [J]. International Journal of Metalcasting, 2019 (9): 1–27.
[ 6 ]
韩圭焕, 武高辉. 蔡–希尔失效判据在W/420/Cu复合材料中的实 验研究 [J]. 哈尔滨工业大学学报, 1983, 15(3): 79–91. Han G H, Wu G H. Experimental observations on the Tsai-Hill failure criteria in W/420/Cu composite material [J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 1983, 15(3): 79–91.
Han G H, Wu G H. Experimental observations on the Tsai-Hill failure criteria in W/420/Cu composite material [J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 1983, 15(3): 79–91. Chinese.
链接1
[ 7 ]
于琨, 徐宏清, 孙长义, 等. 硼/铝型材的研制 [J]. 航空学报, 1985, 6(3): 291–294. Yu K, Xu H Q, Sun C Y, et al. Fabrication of boron/aluminum shapes [J]. Acta Aeronautica ET Astronautica Sinica, 1985, 6(3): 291–294.
Yu K, Xu H Q, Sun C Y, et al. Fabrication of boron/aluminum shapes [J]. Acta Aeronautica ET Astronautica Sinica, 1985, 6(3):291–294. Chinese.
链接1
[ 8 ]
耿林, 王桂松, 郑镇洙, 等. SiCW/Al高温高速变形规律及其应用 [C]. 西安: 西部大开发科教先行与可持续发展–中国科协2000 年学术年会文集, 2000. Geng L, Wang G S, Zheng Z Z, et al. High temperature and highspeed deformation rule and application of SiCW/Al [C]. Xi’an: Antecedence of Science and Education and Sustainable Development in China Western Development – Proceedings of CAST Annual Conference 2000, 2000.
Geng L, Wang G S, Zheng Z Z, et al. High temperature and high-speed deformation rule and application of SiCW/Al [C]. Xi’an: Antecedence of Science and Education and Sustainable Development in China Western Development – Proceedings of CAST Annual Conference 2000, 2000. Chinese.
链接1
[ 9 ]
王秀芳, 陈苏, 武高辉. 仪表级、光学级复合材料研究新进展 [C]. 哈尔滨: 2005年惯性器件材料与工艺学术研讨暨技术交流 会论文摘要集, 2005. Wang X F, Chen S, Wu G H. Progress in the research of instrument and optical-grade composite materials [C]. Harbin: Abstracts of 2005 Inertial Devices Materials and Technology Academic Seminar and Technical Exchange Conference, 2005.
Wang X F, Chen S, Wu G H. Progress in the research of instrument and optical-grade composite materials [C]. Harbin: Abstracts of 2005 Inertial Devices Materials and Technology Academic Seminar and Technical Exchange Conference, 2005. Chinese.
链接1
[10]
武高辉, 张云鹤, 陈国钦, 等. 碳纤维增强铝基复合材料及其构 件的空间环境特性 [J]. 载人航天, 2012, 18(1): 73–82. Wu G H, Zhang Y H, Chen G Q, et al. Spatial environment properties of carbon fiber reinforced aluminum matrix composites and their components [J]. Manned Spaceflight, 2012, 18(1): 73–82.
Wu G H, Zhang Y H, Chen G Q, et al. Spatial environment properties of carbon fiber reinforced aluminum matrix composites and their components [J]. Manned Spaceflight, 2012, 18(1): 73–82. Chinese.
链接1
[11]
张宇, 王小美, 葛禹锡, 等. 原位合成技术制备金属基复合材料 的研究进展 [J]. 热加工工艺, 2014, 43(24): 23–26. Zhang Y, Wang X M, Ge Y X, et al. Research progress of metal-matrix composite fabricated by in-situ synthesis [J]. Hot Working Technology, 2014, 43(24): 23–26.
Zhang Y, Wang X M, Ge Y X, et al. Research progress of metal-matrix composite fabricated by in-situ synthesis [J]. Hot Working Technology, 2014, 43(24): 23–26. Chinese.
链接1
[12]
耿林, 倪丁瑞, 郑镇洙. 原位自生非连续增强钛基复合材料的研 究现状与展望 [J]. 复合材料学报, 2006, 23(1): 1–11. Geng L, Ni D R, Zheng Z Z. Current status and outlook of in situ discontinuously reinforced titanium matrix composites [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2006, 23(1): 1–11.
Geng L, Ni D R, Zheng Z Z. Current status and outlook of in sit discontinuously reinforced titanium matrix composites [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2006, 23(1): 1–11. Chinese.
链接1
[13]
孔亚茹, 郭强, 张荻. 颗粒增强铝基复合材料界面性能的研究 [J]. 材料导报, 2015, 29(9): 34–43, 49. Kong Y R, Guo Q, Zhang D. Review on interfacial properties of particle-reinforced aluminum matrix composites [J]. Materials Review, 2015, 29(9): 34–43, 49.
Kong Y R, Guo Q, Zhang D. Review on inter facial properties of particle-reinforced aluminum matrix composites [J]. Materials Review, 2015, 29(9): 34–43, 49. Chinese.
链接1
[14]
武高辉, 河野纪雄, 高桥恒夫, 等. 熔融液态金属的自排气压力 浸渗浸入过程 [C]. 东京: 轻金属学会第81回秋期大会讲演概要 集, 1991.
[15]
武高辉. 自排气压力浸渗法制备颗粒增强复合材料的复合化过 程解析 [J]. 轻金属, 1993, 43(1): 20–25.
[16]
武高辉, 乔菁, 姜龙涛. Al及其复合材料尺寸稳定性原理与稳定 化设计研究进展 [J]. 金属学报, 2019, 55(1): 33–44. Wu G H, Qiao J, Jiang L T. Research progress on principle of dimensional stability and stabilization design of Al and its composites [J]. Acta Metallurgica Sinica, 2019, 55(1): 33–44.
Wu G H, Qiao J, Jiang L T. Research progress on principle of dimensional stability and stabilization design of Al and its composites[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2019, 55(1): 33–44. Chinese.
链接1
[17]
中华人民共和国国务院. 国家中长期科学和技术发展规划纲要 （2006—2020年）[EB/OL]. (2006-02-09) [2019-08-11]. http:// www.gov.cn/gongbao/content/2006/content_240244.htm. State Council of the People’s Republic of China. The national medium- and long-term program for science and technology development (2006–2020) [EB/OL]. (2006-02-09) [2019-08-11]. http:// www.gov.cn/gongbao/content/2006/content_240244.htm.
State Council of the People’s Republic of China. The national medium-and long-term program for science and technology development (2006–2020) [EB/OL]. (2006-02-09) [2019-08-11]. http://www.gov.cn/gongbao/content/2006/content_240244.htm. Chinese.
链接1
[18]
Li J W, Wang X T , Qiao Y, et al. High thermal conductivity through interfacial layer optimization in diamond particles dispersed Zr-alloyed Cu matrix composites [J]. Scripta Materialia, 2015, 109(1): 72–75.
链接1
[19]
武高辉. 金属基复合材料发展的挑战与机遇 [J]. 复合材料学报, 2014, 31(5): 1228–1237. Wu G H. Development challenge and opportunity of metal matrix composites [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(5): 1228–1237.
Wu G H. Development challenge and opportunity of metal matrix composites [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2014, 31(5):1228–1237. Chinese.
链接1
[20]
温诗铸, 黄平, 田煜, 等. 摩擦学原理 [M]. 北京: 清华大学出版 社, 2018. Wen S Z, Huang P, Tian Y, et al. Principles of tribology [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2018.
Wen S Z, Huang P, Tian Y, et al. Principles of tribology [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2018. Chinese.
[21]
中华人民共和国国务院办公厅. 能源发展战略行动计划 （2014—2020年）[EB/OL]. (2014-11-19) [2019-08-11]. http:// www.gov.cn/xinwen/2014-11/19/content_2780748.htm. General Office of the State Council of the People’s Republic of China. Energy development strategy action plan (2014–2020) [EB/OL]. (2014-11-19) [2019-08-11]. http://www.gov.cn/xinwen/2014-11/19/content_2780748.htm.
General Office of the State Council of the People’s Republic of China. Energy development strategy action plan (2014–2020) [EB/OL]. (2014-11-19) [2019-08-11]. http://www.gov.cn/xinwen/2014-11/19/content_2780748.htm. Chinese.
链接1
[22]
武高辉, 姜龙涛, 陈国钦, 等. 金属基复合材料界面反应控制研 究进展 [J]. 中国材料进展, 2012, 31(7): 51–58. Wu G H, Jiang L T, Cheng G Q, et al. Research progress on the control of interfacial reaction in metal matrix composites [J]. Rare Metals Letters, 2012, 31(7): 51–58.
Wu G H, Jiang L T, Cheng G Q, et al. Research progress on the control of interfacial reaction in metal matrix composites [J]. Rare Metals Letters, 2012, 31(7): 51–58. Chinese.
链接1
[23]
黄浩, 王敏涓, 李虎, 等. 连续SiC纤维增强钛基复合材料研制 [J]. 航空制造技术, 2018, 61(14): 26–36. Huang H, Wang M J, Li H, et al. Preparation of SiC fibers reinforced titanium matrix composites [J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2018, 61(14): 26–36.
Huang H, Wang M J, Li H, et al. Preparation of SiC fibers reinforced titanium matrix composites [J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2018, 61(14): 26–36. Chinese.
链接1
[24]
杨延清, 罗贤, 黄斌, 等. SiC纤维增强Ti基复合材料的界面反应 规律 [J]. 中国体视学与图像分析, 2016, 21(1): 58–65. Yang Y Q, Luo X, Huang B, et al. Characterizing interfacial reaction of SiC fibers-reinforced titanium-matrix composites [J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2016, 21(1): 58–65.
Yang Y Q, Luo X, Huang B, et al. Characterizing interfacial reaction of SiC fibers-reinforced titanium-matrix composites [J]. Chinese Journal of Stereology and Image Analysis, 2016, 21(1): 58–65. Chinese.
链接1
[25]
王玉敏, 张国兴, 张旭, 等. 连续SiC纤维增强钛基复合材料研究 进展 [J]. 金属学报, 2016, 52(10): 1153–1170. Wang Y M, Zhang G X, Zhang X, et al. Advances in SiC fiber reinforced titanium matrix composites [J]. Acta Metallurgica Sinica, 2016, 52(10): 1153–1170.
Wang Y M, Zhang G X, Zhang X, et al. Advances in SiC fiber reinforced titanium matrix composites [J]. Acta Metallurgica Sinica,2016, 52(10): 1153–1170. Chinese.
链接1
[26]
田君, 李文芳, 韩利发, 等. 镁基复合材料的研究现状及发展 [J]. 材料导报, 2009, 23(17): 71–74. Tian J, Li W F, Han L F, et al. Research and development of magnesium matrix composites [J]. Materials Review, 2009, 23(17): 71–74.
Tian J, Li W F, Han L F, et al. Research and development of magnesium matrix composites [J]. Materials Review, 2009, 23(17):71–74. Chinese.
链接1
[27]
宋美慧. Cf /Mg复合材料组织和力学性能及热膨胀二维各向同 性设计 [D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学(博士学位论文), 2010. Song M H. Microstructure and mechanical properties of Cf /Mg composites and two-dimensional isotropic design for thermal expansion [D]. Harbin: Harbin Institute of Technology (Doctoral dissertation), 2010.
Song M H. Microstructure and mechanical properties of Cf/Mg composites and two-dimensional isotropic design for thermal expansion [D]. Harbin: Harbin Institute of Technology (Doctoral dissertation), 2010. Chinese.
链接1
[28]
杨文澍, 武高辉, 肖瑞, 等. 石墨烯/铝复合材料的研究现状及应 用展望 [J]. 新材料产业, 2014 (11): 20–23. Yang W S, Wu G H, Xiao R, et al. Research status and application prospect of graphene/aluminum composites [J]. Advanced Materials Industry, 2014 (11): 20–23.
Yang W S, Wu G H, Xiao R, et al. Research status and application prospect of graphene/aluminum composites [J]. Advanced Materials Industry, 2014 (11): 20–23. Chinese.
链接1
[29]
王剑桥, 雷卫宁, 薛子明, 等. 石墨烯增强金属基复合材料的制 备及应用研究进展 [J]. 材料工程, 2018, 46(12): 18–27. Wang J Q, Lei W N, Xue Z M, et al. Research progress on synthesis and application of graphene reinforced metal matrix composites [J]. Journal of Materials Engineering, 2018, 46(12): 18–27.
Wang J Q, Lei W N, Xue Z M, et al. Research progress on synthesis and application of graphene reinforced metal matrix composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2018, 46(12): 18–27. Chinese.
链接1
[30]
Lu K. Making strong nanomaterials ductile with gradients [J]. Science, 2014, 345(6203): 1455–1456.
链接1
[31]
Xiong D B, Cao M, Guo Q, et al. Graphene-and-copper artificial nacre fabricated by a preform impregnation process: Bioinspired strategy for strengthening-toughening of metal matrix composite [J]. ACS Nano, 2015, 9(7): 6934–6943.
链接1
[32]
Huang L J, Geng L, Peng H X, et al. Room temperature tensile fracture characteristics of in situ TiBw/Ti6Al4V composites with a quasi-continuous network architecture [J]. Scripta materialia, 2011, 64(9): 844–847.
链接1
[33]
卢秉恒, 李涤尘. 增材制造（3D打印）技术发展 [J]. 机械制造与 自动化, 2013, 42(4): 1–4. Lu B H, Li D C. Development of the additive manufacturing (3D printing) technology [J]. Machine Building & Automation, 2013, 42(4): 1–4.
Lu B H, Li D C. Development of the additive manufacturing (3D printing) technology [J]. Machine Building & Automation, 2013,42(4): 1–4. Chinese.
链接1
[34]
武高辉. 金属基复合材料设计引论 [M]. 北京: 科学出版社, 2016. Wu G H. Introduction to the design of metal matrix composites [M]. Beijing: China Science Publishing & Media Ltd., 2016.
Wu G H. Introduction to the design of metal matrix composites[M]. Beijing: China Science Publishing & Media Ltd., 2016.
[35]
Barsoum M W. The MN+1AXN phases: A new class of solids: Thermodynamically stable nanolaminates [J]. Progress in Solid State Chemistry, 2000, 28(1–4): 201–281.
链接1
[36]
Wu G H, Zhou C, Zhang Q, et al. Decomposition of ZrW2O8 in Al matrix and the influence of heat treatment on ZrW2O8/Al–Si thermal expansion [J]. Scripta Materialia, 2015, 96(1): 29–32.
链接1
}