浅谈复合材料在航空航天中的应用

薛昊飞

摘要：科技的快速发展不仅使得航空航天技术得到显著的提升，同时也使更多全新的复合材料出现在航空航天领域。这些复合材料能够有效地满足航空航天发展过程当中对于材料轻重量、低成本、高性能的要求。相关的工作人员通过进一步的研究之后，还能够显著地提升复合材料的耐疲劳和耐高温的性能，能够显著地扩大复合材料在航空航天领域的应用空间。本文首先分析了在航空航天中有效地应用复合材料的优势，然后进一步的分析了航空航天中复合材料的实际应用情况。

关键词：复合材料；航空航天；应用

现阶段我国航空航天发展虽然取得一定的成效，但与先进国家和地区仍然存在着一定的差距，特别是在复合材料的研发和应用方面仍存在着一定的不足。基于此，相关的工作人员还必须要借鉴先进国家和地区的复合材料应用情况，结合我国实际情况不断地引进先进的复合材料，大力地进行复合材料的自主创新和研发，不断地实现技术创新和材料创新，以确保我国的复合材料研发能够取得相对较好的效果。

一、在航空航天中有效地应用复合材料的优势

复合材料本身具有质量较轻、强度较高，以及耐腐蚀性、耐疲劳性相对较强的诸多优势。在飞机结构制造方面全面的应用复合材料，不仅能够全面提升飞机的先进性和性能水平，同时也能最大限度地减轻飞机的自重。因此，复合材料的有效应用可以说是全面地促进航空航天领域发展的核心技术，也是在航空航天国际化竞争当中取得优势的关键所在。

现阶段，我国的飞机制造过程当中复合材料的应用比例已经达到20%左右，在先进军用飞机的制造过程当中，复合材料的应用范围和应用比例更高。在我国航空航天技术不断提升的情况之下，飞机制造和军用飞机制造过程当中复合材料的应用比例将会不断提高。预计在不久的未来，我国的军用飞机制造复合材料应用比例能够达到50%左右。现阶段，我国的航空航天复合材料应用取得了相对较好的成就，例如，在导弹的制造的过程当中，大部分的构件都是由树脂基复合材料制成的。这不仅能够全面的降低导弹的重量，同时还能够显著地提升导弹的整体性能。

二、航空航天中复合材料的实际应用情况

（一）树脂基复合材料的应用

树脂基复合材料本身具有优于传统的铝合金和钢的强度，而且本身的质量比传统材料更轻。这主要是由于再利用乙烯基脂树脂、酚醛树脂、环氧脂树脂进行复合材料制造的过程当中，增加了超高模量的聚乙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维等物质作为强化剂，从而使得树脂基复合材料的整体性能大幅度提升。树脂基复合材料能有效地应用在结构件的制造过程当中，能够显著的提升结构功能件和功能件的整体性能。另外，树脂基复合材料必须具有较好的温热环境适应性能和耐高温性能，同时也要具备较强的抗损伤性能，这样才能够更好地满足航空航天领域的应用要求。

现阶段，航空航天领域当中应用率相对较高的是碳纤维增强树脂基复合材料，这种复合材料到制造成本相对较低，而且制造技术整体发展相对较快，还具备复合材料的诸多优势。因此，被作为一种成熟的复合材料广泛地应用在航空航天尖端领域。另外，在民用客机的制造过程当中有效地增加碳纤维复合材料的应用比例，不仅能够有效地降低飞行的成本消耗，同时也能最大限度地减轻民用客机的整体重量。在军用飞机的制造过程当中，应用相对较广的是芳纶纤维复合材料。这种复合材料本身具有弹性高、拉伸强度大、耐介质性能良好、热稳定性较强等的特点，能够全面地提升军用飞机的整体防护性能。除此之外，通过将光谱纤维和芳纶纤维有效的中和，还能够形成全新的光谱屏蔽材料。这种材料的比重相对较小、强度相对较高，本身的抗冲击性能较为良好。在军用飞机当中利用光谱纤维材料加工制成的纺织物，能够快速的消散发射过程当中的能量，故而被大规模地应用在先进军用飞机制造过程当中。

（二）陶瓷基和碳/碳复合材料的应用

碳/碳复合材料、陶瓷基复合材料各方面性能相对较强，是一种全新的耐热结构复合型材料。陶瓷基复合材料具有热膨胀系数较小、耐高温、抗氧化、比重小、断裂韧性高、抗弯强度高等特点。在实际工作过程当中，温度通常保持在12501650e的范围左右。碳/碳复合材料能够在温度高于1650e的情况下使用，本身具有相对较高的耐热性能，通常将其作为高温发动机的重要构件材料。

（三）功能复合材料的应用

功能復合材料是一种具备了磁、热、声、电、光不同特性材料，这种材料不仅能够很好的保留组合匹配原材料的特性优势，同时也能够通过不同的组合和匹配产生优于原材料的特性或是全新特性。例如，将有机聚合物以特殊的工艺灌注到高孔率压电陶瓷当中能够制成全新的压电材料，这种压电材料的探测距离更远、灵敏度更强。例如，导电复合材料、屏蔽复合材、磁性复合材料、热湿敏复合材料、反射率和折射率可变的复合材料、柔性薄膜红外热释电复合材料等，都是属于正在研发的全新型功能复合材料。在航空航天中应用最为广泛的功能性复合材料，还有聚酚亚胺树脂基、双马来酚亚胺树脂、韧性环氧树脂、玻璃纤维复合材料（GFRP）、铝合金玻璃纤维混杂复合材料（GLARE）等。

三、结语

相关的工作人员需要对航空航天领域当中的材料应用情况进行深入的研究和分析，在彻底的了解复合材料的性能和优势之后，有效地将其应用在航空航天领域当中。另外，相关部门还必须要不断的优化复合材料的生产工艺，在全面地提升复合材料的整体性能之下，尽可能的降低复合材料的生产成本。这样不仅能够全面地推进我国航空航天科技的发展和材料科学的发展，同时也能为在我国航空航天中全面的应用复合材料奠定良好的基础。

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