波音新一代客機787大量采用新型復合材料碳纖維，機身重量減輕、耗油量減少，整體機身的強度卻得到加強。全球首架波音787飛機方向舵是在中國一航成飛公司廠房內完成生產的，該方向舵是近年來中國承接的最大的民用飛機復合材料部件之一，長約10.7米，寬3米。楊 杰  攝

     日前，在北京舉行的某次安防展上，一件神奇的避火服吸引了眾多觀眾。 本文來自123

    在火場溫度達到800℃的環境下，消防員穿著避火服進入30分鐘后，其外表面溫度升高不超過15℃。該服裝可防1100℃的輻射高溫，能保護消防員在短時間內穿越火焰區、進入火焰區進行滅火戰斗和搶險救援作業。 copyright 123456

    據介紹，這件消防服表面主要采用了絕熱玻璃纖維、鋁化玻璃纖維和無鋁化玻璃纖維。這種復合材料制成的服裝以前一直依賴進口，而近年來，中國復合材料工業取得了長足的進步，一步步縮小了與世界先進水平的差距。

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    在吸收中創新

    何為復合材料？“它是以一種材料為基體，另一種材料為增強體組合而成的材料。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、金屬絲和硬質細粒等。”中國復合材料工業協會人士說。 123,123

    業內專家告訴記者，復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。

    碳化硅纖維與陶瓷復合，使用溫度可達1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。“對復合材料來說，1100度根本不算什么，碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨，構成耐燒蝕材料，已用于航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。”一位業內人士說。

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    由于復合材料熱穩定性好，比強度、比剛度高，可用于制造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發動機殼體、航天飛機結構件等。從全球范圍看，汽車工業還是復合材料最大的用戶。另外，復合材料在化工、紡織、醫學和機械制造等眾多領域，也得到廣泛應用。

    作為新興的能源產業，風能產業也越來越多地采用復合材料，應用在轉子葉片、機艙罩和整流罩的制造。中國復合材料學會科技發展與咨詢委員會委員、中國不飽和聚酯樹脂行業協會副秘書長趙鴻漢告訴記者，采用復合材料葉片主要有以下優點：輕質高強、剛度好；復合材料缺口敏感性低，內阻尼大，抗震性能好，疲勞強度高。“風力機安裝在戶外，近年來又大力發展海上風電場，要受到酸、堿、水汽等各種氣候環境的影響，復合材料葉片可滿足使用要求；復合材料葉片除了每隔若干年在葉片表面進行涂漆等工作外，一般不需要大的維修。” 內容來自123456

    巨大的市場需求，讓中國復合材料獲得了空前發展。中國玻璃鋼工業協會發布的數據表明，目前全球復合材料產量約為820萬噸，其中中國占16%。2007年中國內地復合材料玻璃纖維產量160萬噸，其中115.5萬噸用于玻璃鋼(FRP)工業；不飽和聚酯樹脂(UPR)產量135萬噸，其中68.8萬噸用于玻璃鋼領域、占51%；乙烯基樹脂產量12640噸，膠衣樹脂產量15870噸。 123456

    據了解，國內部分企業在吸收國外先進技術的同時進行了自主創新：在玄武巖連續纖維及其制品生產技術上，我國可連續生產5.7微米的連續玄武巖纖維，已居世界前列。浙江石金玄武巖纖維有限公司在浙江橫店建成了年產能2000噸的高端玄武巖纖維生產廠（迄今全世界玄武巖連續纖維產量不足4000噸），該生產線采用有自主知識產權的全電熔爐生產技術，已經于2008年12月被國家發展和改革委員會列入新增的產業化投資計劃。此外，該公司還為加拿大提供了汽車制造用SMC無捻粗紗。
    我國巨石集團有限公司已綜合多項先進技術進行創新，建立了世界上迄今最大的年產能10萬噸的玻纖池窯，采用了純氧助燃技術，通道純氧助燃為國際首創。巨石集團有限公司在其生產線上采用電腦控制，實現生產全線物流自動化，整體達到國際領先水平。

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    在追趕中突破 123,123

    采訪中，記者了解到，復合材料原材料的質量差距，是造成我國復合材料產品特別是高端技術產品落后于發達國家和地區的主要原因之一。

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    來自臺灣強化塑膠協進會的專家趙玨介紹，丹麥LM公司是全球風力發電最大的集團，具有25年的生產實踐經驗，LM公司目前生產最長的葉片為61.5米，是全球最長的葉片，重量為17.7噸，材質為環氧基玻纖增強復合材料，葉端等處采用碳纖，已安裝在芬蘭REpower公司的5兆瓦海上風機上。 內容來自123456

    在6月２６日，世界上第一架設計為可晝夜飛行的太陽能環保飛機亮相瑞士，該飛機最特別之處就是由超輕碳纖維材料制成，翼展達63.4米，相當于空客Ａ340型飛機，而重量卻僅相當于一輛家用轎車。之前世界上還從未有過尺寸如此大而重量如此輕的飛機。 123456

    重慶通用工業(集團)有限公司專家鐘方國認為，隨著發電機功率的增大，葉片長度不斷加長，因此必須使用先進的材料來減輕重量，以達到輕質高強和高剛性。這使得輕質、高強的碳纖維在風力發電應用上不斷擴大。 123456

    在碳纖維方面，鐘方國透露，國外正在從原材料、工藝技術、質量控制等各方面深入研究，以求盡快降低碳纖維的成本。

    而不容回避的是，我國的碳纖維總體水平還比較低，相當于國外70年代中、末期水平，與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散系數大、高性能碳纖維太少、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。 123456

    記者從中國復合材料工業協會了解到，為了打破國外對高性能碳纖維的壟斷，滿足國內需求，中國航天四院利用現有技術，適時進行了高性能碳纖維工程化項目開發。7月初，高性能碳纖維產品在航天四院康本公司成功實現碳化，碳纖維工程生產線全線貫通，在實現穩定化生產的基礎上，該公司將投資2.1億元建設1000噸/年碳纖維產業化項目，預計2010年底建成投產。 123456

    在發展中完善 本文來自123

    一位業內專家告訴記者，樹脂基復合材料采用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。目前用于高性能復合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等。高強度玻璃纖維復合材料不僅應用在軍用方面，近年來民用產品也有廣泛應用，如防彈頭盔、防彈服、直升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品、各類耐高溫制品以及性能優異的輪胎簾子線等。“迄今為止，我國在碳纖維、芳綸纖維、高強度玻璃纖維三大增強纖維中，只有高強度玻璃纖維已達到國際先進水平，且擁有自主知識產權，形成了小規模的產業，現階段年產可達500噸。” 123456

    分析其中的原因，趙鴻漢認為，我國FRP復合材料誕生５０年來，真正把玻璃纖維作為結構材料設計到玻璃鋼產品中，只是航空航天、軍工行業和FRP復合材料研究設計的科研院所、大型企業才集中一批材料力學、高分子化工，機械電子的專業人員從事玻璃鋼的結構設計、材料設計、工藝設計。“整個玻璃鋼復合材料設計，從認識材料到用好材料的理論、實踐和經驗，沒有普及和走進廣大中小玻璃鋼企業中。” copyright 123456

    趙鴻漢指出，國內大多數民營企業缺乏技術平臺，其生產理念仍然是以常規材料的設計觀念來考慮，所以低端產品過剩是普遍存在的現象。迫于成本，一些企業在面臨市場競爭時，不是千方百計去提高生產工藝，而是偷工減料，去桃換李，導致產品被市場淘汰。他建議在FRP產業密集地區如山東德州地區、河北棗強地區、江蘇武進地區和宜興地區、河南沁陽地區等，應該設立面向市場、面向企業、面向產品的FRP研究所，去幫助這些企業用好材料，改進生產工藝、提高模具水平，從而盡快實現產業升級。《中國質量報》