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复合材料发展史

时间:2015-06-27 08:39  来源:IMT  作者:IMT  点击:

  历史复合材料使用的发展历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草或麦秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。

  现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料[1]对现代科学技术的发展,有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。进入21世纪以来,全球复合材料市场快速增长,亚洲尤其中国市场增长较快。2003~2008年间中国年均增速为15%,印度为9.5%,而欧洲和北美年均增幅仅为4%。

  第五代战机复合材料60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×10厘米(cm),比模量大于4×10cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复 合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。

  2007年中国(大陆)行业中,复合材料玻璃纤维产量160万吨,其中115.5万吨用于玻璃钢(FRP)工业;不饱和聚酯树脂(UPR)产量135万吨,其中68.8万吨用于玻璃钢领域、占51%;乙烯基树脂产量12640吨,胶衣树脂产量15870吨。

  2008年我国复合材料整个行业全年经济运行平稳,产量增长达12%左右。行业规模以上企业全年实现工业增加值86.7亿元,工业总产值258亿元,新产品产值11.6亿元,销售产值253亿元。

  现阶段,我国玻璃钢、复合材料[2]行业面临一个新的大发展时期,如城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下,复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。

  从2010年年初起,国家发改委、科技部、财政部、工信部四部委联合制定下发了《关于加快培育战略性新兴产业的决定》代拟稿,经过半年的意见征求,主要领域从7个扩为9个,其中“新材料”中分列了特种功能和高性能复合材料两项。

  在“十大产业振兴规划”之后,“战略性新兴产业”已经被认为是振兴经济的又一重大举措,此后的政府大规模投资也被市场普遍期待,所以这也被认为是继国家“4万亿”投资计划之后又一个大型产业投资计划。

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