復合材料發展年代譜及區域發展特征
就復合材料本身來說,要作它們的年代分割很難準確,意義也有限。即使根據基體、增強體、應用、加工等方面都可以進行年代劃分,但彼此常常有交叉,劃分很難做到嚴謹。為了方便,這里試圖將聚合物基纖維增強復合材料從其綜合性能和航空航天應用上進行劃分。需要說明的是這種劃分僅僅是作者個人的看法,見表1-1。 表1-1聚合物基纖維增強復合材料發展年代譜
有的說法認為復合材料下一代的代表應該是液晶聚合物纖維, 如聚苯并雙唑( poly p-phenylene-2,6-benzobisoxazole ,商品名為Zylon )纖維增強的復合材料,雖然這類纖維具有高于芳綸的抗拉強度和模量,與高強碳纖維相當,但是由于它的化學穩定性欠佳,吸濕性較大,使用溫度偏低,其應用仍然局限于制造傳動帶和體育用品(如乒乓球、網球拍)等,要擔綱第四代或第五代復合材料的主力軍顯然缺乏應有的基礎。從復合材料的發展歷史可以看出,迄今為止復合材料的發展主線一直在美國、歐洲和日本。
這固然與這些的科學技術發展水平有關,畢竟主要的增強纖維和基體材料都是在這些地方被發明出來的。這種局面同時也與復合材料初的使用領域有關,因為這些當時的先進材料價格昂貴并且研制保密,在歐美先用于軍事,尤其是軍用飛機。日本- -直對高性能纖維領域非常重視,維持了高強度投資和相當大的研究規模,但是由于第二次大戰后盟國對其軍事發展的限制,日本將大部分資源投入民用領域的復合材料,致使日本在這些領域,如建筑、交通和運動器材長期。
同時,他們的碳纖維產量是,芳綸纖維產量(主要是帝人公司的Twaron纖維)也僅次于美國。在復合材料的歷史中,蘇聯及后來的俄羅斯的作用不彰,發明創造成果看起來也乏善可陳。不過從結果上看,他們的先進復合材料工業落后西方不少,使得他們的大型客機項目進展緩慢,現代航空航天工業的發展也明顯落后于美國。而早期的情況更不讓人樂觀雖然經歷了改革開放后的急起直追,取得了令世人矚目的成就(例如的玻璃纖維產量在2013年接近500萬t,居,2014年已形成的碳纖維產能也超過萬噸),但是普通E玻璃纖維材料的價值空間畢竟不大,且目前的碳纖維質量多數還達不到航空航天級別,先進復合材料的制造技術、成型加工技術還在遭遇巨大的工程技術瓶頸,總體上離一流水平差距甚大,需要廣大業內人士和新生代的科學、工程技術人員不懈的努力。










































