作者:宋檢 時間:2022-12-05 來源:互聯(lián)網(wǎng)
1903年,萊特兄弟制造的世界上**架飛機“飛行者一號”邁出了人類征服空天的**步,彼時的飛機機體主要由木材和布制成;20世紀20年代,高強度的鋼和鋁合金逐漸代替了木材,為飛機插上了鋼鐵之翼; 50年代,耐熱性更好的鈦合金開始登上歷史舞臺; 80年代,高性能鋁合金以其輕質(zhì)高強的特性逐漸獲得人們的青睞,成為飛機機體的主要結(jié)構(gòu)材料;21世紀,復合材料以其更低的密度、更高的強度以及強大的可設計性等諸多特點開始代替部分傳統(tǒng)材料,大型客機A350和B787上高性能復合材料用量均達到飛機結(jié)構(gòu)用量的50%以上。未來,航空材料又將走向何方?歐洲*大的飛機制造商——空中客車公司,將目光轉(zhuǎn)向了納米材料。
8月31日,空客(北京)工程技術中心與中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所(以下簡稱蘇州納米所)在蘇州舉行了合作簽約儀式,正式成立航空納米材料聯(lián)合實驗室,主要合作內(nèi)容包括航空納米復合材料高導電、高韌性化技術以及在線高精度監(jiān)測技術開發(fā)等。“這是空中客車中國公司在航空納米復合材料領域與中國研究團隊的**次合作。”空客(北京)工程技術中心總經(jīng)理程龍告訴科技日報記者。
蘇州納米所長期專注納米材料研發(fā),在國際上較早開展高性能碳納米纖維與薄膜等材料研發(fā)和工程化,其產(chǎn)品性能和產(chǎn)能目前均處于國際先進水平。這與空中客車中國公司在航空先進材料方面的發(fā)展規(guī)劃高度切合,也為雙方合作奠定了堅實的技術基礎。
“目前飛機上應用*多的復合材料為碳纖維復合材料。與傳統(tǒng)金屬材料相比,碳纖維復合材料密度低、強度高、可設計性強。然而,碳纖維復合材料尚存在諸多不足之處,如韌性差、導電性差、成本高以及在線健康監(jiān)測困難等,限制了復合材料在航空領域更大規(guī)模的應用。” 蘇州納米所研究員呂衛(wèi)幫表示,經(jīng)過多年努力,蘇州納米所的研究團隊采用多種制備技術,成功生產(chǎn)碳納米管薄膜,成為了目前國際上少有的能夠制造連續(xù)碳納米管薄膜的科研機構(gòu)。
碳纖維復合材料的制備方法之一是把一層層鋪設的碳纖維和樹脂經(jīng)過加壓高溫固化成型,層間性能較差。呂衛(wèi)幫表示:“我們希望,通過碳納米材料與傳統(tǒng)碳纖維材料進行復合,增強碳纖維復合材料的層間性能,解決其存在的上述問題。”
事實上,除了在航空產(chǎn)業(yè)中的應用,碳納米管薄膜產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在我們的日常生活中。記者在蘇州納米所展廳中看到了一件沖鋒衣。呂衛(wèi)幫介紹,這件沖鋒衣背部縫合了碳納米管薄膜,有效利用了碳納米管薄膜的高效電加熱特性。這塊邊長僅有20cm左右的薄膜連接上充電寶后,可持續(xù)加熱5—6小時,從而大幅度提高沖鋒衣的防寒能力。
呂衛(wèi)幫表示,蘇州納米所將繼續(xù)攻關納米航空材料低成本制備、防/除冰、電磁屏蔽等技術,一方面推進納米技術在航空、航天等高端產(chǎn)業(yè)中的應用,另一方面推動**技術走向市場,服務百姓,提升社會生活質(zhì)量。
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