在漫長(zhǎng)的時(shí)間段里面，金屬一直是商業(yè)航空市場(chǎng)的首選材料，然而聚合物復(fù)合材料正在取得重大突破，尤其是熱塑性復(fù)合材料中為代表的玻璃纖維、碳纖維復(fù)材正在航空航天供應(yīng)鏈中逐步取締金屬，在波音787和空客A350的發(fā)展中得到了最佳印證。
什么是復(fù)合材料？
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，復(fù)合材料是由兩種或多種材料組合而成，創(chuàng)造出一種性能超越各組分總和的高性能材料。其優(yōu)點(diǎn)眾多，包括重量減輕、優(yōu)異的力學(xué)性能，以及降低成本和提高加工效率。
那我們這里說(shuō)到航空航天中的熱塑性復(fù)合材料，就是由PEEK(聚醚醚酮)、PAEK(聚芳醚酮)、PEKK(聚芳醚酮)、PPS(聚苯硫醚)等熱塑性樹(shù)脂聚合物組成，這些聚合物作為基體材料，與高體積分?jǐn)?shù)的連續(xù)碳纖維或玻璃纖維相結(jié)合，提供所需的性能特性。此前在上海國(guó)際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)博覽會(huì)上智上新材料科技就展出了國(guó)內(nèi)的連續(xù)碳纖維PEEK復(fù)合材料，引得不少人在此駐足，通過(guò)了解這里面就有很多人就是航空航天領(lǐng)域中的相關(guān)人員�，F(xiàn)如今智上新材料科技開(kāi)始量產(chǎn)的有多種規(guī)格的PEEK碳纖維復(fù)材其中以單向(UD)預(yù)浸帶、織物居多，也有實(shí)際的產(chǎn)品打樣。
打破了國(guó)際上對(duì)我們的技術(shù)封鎖，伴隨著制備技術(shù)上的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，連續(xù)碳纖維+中高端熱塑性樹(shù)脂的應(yīng)用形式將在更多高端領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用。
為何熱塑性復(fù)合材料能成為有效的金屬替代品？
熱塑性復(fù)合材料瞄準(zhǔn)了鋁、鈦和鋼等金屬的替代，原因在于它們能帶來(lái)多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：
1.高達(dá)60%的減重：與傳統(tǒng)金屬和金屬合金零件相比，熱塑性復(fù)合材料顯著減輕了重量。
2.高達(dá)5倍的比強(qiáng)度：這些復(fù)合材料具有出色的強(qiáng)度與重量比。
3.高達(dá)2倍的比剛度：它們提供與金屬相當(dāng)甚至更好的剛度。
4.高達(dá)4倍的疲勞性能：熱塑性復(fù)合材料在耐久性方面表現(xiàn)出色。
5.高效的非熱壓罐加工工藝：與傳統(tǒng)熱固性復(fù)合材料不同，熱塑性材料可以在無(wú)烤箱條件下生產(chǎn)，從而減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。
6.自由整合零件和優(yōu)化設(shè)計(jì)：它們的多功能性允許創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)解決方案。
也是因?yàn)檫@些卓越的性能，熱塑性復(fù)合材料組件提供了與傳統(tǒng)金屬和金屬合金部件相比具有重量減輕優(yōu)勢(shì)的替代方案，這得益于其較高的比強(qiáng)度和比剛度。
那么，是什么使得熱塑性復(fù)材在整個(gè)供應(yīng)鏈中極具吸引力？
答案在于降低成本的能力。熱塑性復(fù)合材料的真實(shí)價(jià)值在于其從一開(kāi)始就通過(guò)更快的加工周期和非熱壓罐工藝降低了成本。
通過(guò)將層壓復(fù)合材料與注塑化合物相結(jié)合，可以快速制造出混合部件，其成本低于金屬加工。
設(shè)計(jì)優(yōu)化有助于簡(jiǎn)化安裝過(guò)程。
使用聚合物復(fù)合材料減輕飛機(jī)重量意味著更高的燃油效率和更低的運(yùn)營(yíng)成本。
長(zhǎng)期的力學(xué)性能和改善的韌性有助于減少維護(hù)成本。
所有這些優(yōu)點(diǎn)累積起來(lái)，成就了難以企及的性能表現(xiàn)，并構(gòu)成了采用熱塑性復(fù)合材料以滿足日益增長(zhǎng)的航空航天行業(yè)需求的關(guān)鍵理由。
在整個(gè)的熱塑性復(fù)合材料中，又以熱塑性碳纖維復(fù)合材料為主要為科研對(duì)象，目前國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域中才剛剛起步，涌現(xiàn)了一大批進(jìn)入該領(lǐng)域的企業(yè)，其中智上新材就在今年展示了自己的新產(chǎn)品——連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮UD、連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚UD及相關(guān)零部件產(chǎn)品。這種熱塑性碳纖維復(fù)合材料從樹(shù)脂基體和增強(qiáng)體兩方面加持，充分發(fā)揮出二者的性能優(yōu)勢(shì)，更符合航空航天領(lǐng)域的實(shí)際需求，材料行業(yè)的不斷深入下，必然會(huì)把該材料帶來(lái)新的應(yīng)用高潮。
