從零部件到垂尾和平尾，再到機身和機翼，從次承力結(jié)構(gòu)到主結(jié)構(gòu)遞進，復合材料逐漸成為航空裝備的主要結(jié)構(gòu)材料之一，是新一代民用飛機先進性的重要標志。5月17日，航天航空用高性能纖維及復合材料論壇在連云港舉辦，專家、學者介紹了聚酰亞胺纖維、商用航空預浸料、碳化硅纖維、芳綸紙等航空復合材料的最新發(fā)展和應用情況，吸引了產(chǎn)業(yè)鏈上下游眾多代表參加。
復合材料自動鋪帶、鋪絲技術的應用，實現(xiàn)了復合材料構(gòu)件的自動化制造，制造效率和質(zhì)量穩(wěn)定性得到進一步提高。自動鋪放工藝用碳纖維預浸料成為復合材料的主流，在航空航天領域得到了廣泛應用。中航復合材料有限責任公司研究員廖子龍介紹，當前，我國已經(jīng)完成了航空用國產(chǎn)碳纖維評價、復合材料應用研究和考核驗證，實現(xiàn)了300級、700級碳纖維批量在航空的應用，完成國產(chǎn)800級碳纖維評價、驗證，復合材料應用研究和裝機考核驗證工作，進入小批生產(chǎn)應用。他表示，未來，先進復合材料用量及應用領域?qū)⒉粩嘣黾樱瑥秃喜牧现圃鞂⑾蛘w化、智能化、低成本化和快速工業(yè)化批產(chǎn)發(fā)展，航空發(fā)動機用復合材料、陶瓷基復合材料將有新的機遇。同時，他建議下一步應關注復合材料規(guī)范、材料通用數(shù)據(jù)庫、測試與評價機構(gòu)等。
聚酰亞胺纖維以其優(yōu)良的力學性能、優(yōu)越的耐熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐輻照特性有望成為下一代有機高性能纖維的典型代表。東華大學發(fā)展規(guī)劃處處長、教授張清華對聚酰亞胺纖維材料發(fā)展進行了展望。他介紹，東華大學對聚酰亞胺纖維進行了深入的研究，建成了千噸級多品種的聚酰亞胺纖維，攻克了由于顏色單一而制約廣泛應用的問題。目前我國已經(jīng)形成了多個產(chǎn)業(yè)化基地，相關產(chǎn)品已處于國際前端，在航空航天、特種防護等領域得到廣泛應用。聚酰亞胺纖維因為具有非常優(yōu)良的特性，未來將在環(huán)境保護、航空航天、高性能復合材料領域有廣闊的應用前景。東華大學目前正在進一步研發(fā)聚酰亞胺纖維、薄膜、樹脂、分離膜、氣凝膠纖維等產(chǎn)品。
隨著航空航天技術的不斷提升，陶瓷基復合材料的技術成熟度不斷提高，應用范圍不斷拓展，高性能SiC纖維也迎來了快速發(fā)展的歷史機遇期。福建立亞新材有限公司總工程師、副總經(jīng)理黃祥賢介紹，碳化硅纖維具有高溫抗氧化性、耐腐蝕、低密度和高強度，是理想的陶瓷基復合材料增強體。目前，第一、二、三代SiC纖維均已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)主要集中在日本。目前，立亞新材十噸級第二代連續(xù)碳化硅纖維生產(chǎn)線投產(chǎn)，2020年建成了噸級第三代連續(xù)碳化硅纖維生產(chǎn)線，技術產(chǎn)品優(yōu)于國際。通過研究，他分析未來的高性能碳化硅纖維將是大晶粒尺寸、更耐高溫、含涂層、細直徑、大束絲、碳硅比例接近1:1的產(chǎn)品，其抗輻射能力更強，是新一代核燃料包殼的理想材料。
相關數(shù)據(jù)顯示，2025年，全球航空市場預計需要 30000 噸碳纖維，其中 15500 噸用于商用飛機(預浸料產(chǎn)品)。中復神鷹碳纖維股份有限公司自主研發(fā)的Y60預浸料產(chǎn)品廣泛應用于航空航天、壓力容器、碳/碳復材、風電葉片、體育休閑、汽車工業(yè)、軌道交通、碳芯電纜、建筑橋梁等領域。中復神鷹（上海）科技有限公司常務副總經(jīng)理郭鵬宗結(jié)合公司發(fā)展情況，介紹了商用航空預浸料的應用需求。他以T800級碳纖維預浸料為例，解讀中國商飛對T800級碳纖維預浸料產(chǎn)品的各項指標需求及設計理念，并介紹國外層間增韌高溫固化環(huán)氧樹脂預浸料經(jīng)典產(chǎn)品-赫氏M21和東麗3900的技術特點。
芳綸紙是由短切纖維和沉析纖維為原料，通過現(xiàn)代造紙濕法抄造和熱壓成型技術制備而成的功能性能材料，具有耐高溫、高強高模、絕緣性能好、阻燃自熄、高尺寸穩(wěn)定性、耐化學腐蝕等優(yōu)良性能。煙臺民士達特種紙業(yè)股份有限公司技術研發(fā)部兼品質(zhì)管理部部長、高級工程師張峻華介紹了國產(chǎn)芳綸紙現(xiàn)狀及其在蜂窩芯材領域應用研究。他將國產(chǎn)芳綸紙制作的蜂窩的性能指標和進口芳綸紙制作的蜂窩進行了對比，結(jié)果顯示性能優(yōu)異。目前國產(chǎn)芳綸紙制備的蜂窩結(jié)構(gòu)件已經(jīng)成功應用于無人機、直升機、戰(zhàn)斗機、商用飛機、軌道交通等領域，使用效果良好。
