中國新一代飛機關(guān)鍵復合材料實現(xiàn)完全自主保障。據(jù)國家樹脂網(wǎng)專家介紹，廖子龍，中航復合材料有限責任公司副總工程師，研究員。長期從事樹脂基體及預浸料研究工作，多次負責重大課題項目中樹脂及預浸料研制，國產(chǎn)碳纖維應用研究。對高性能樹脂改性，熱熔法預浸料制備工藝與設(shè)備等方面進行了系統(tǒng)研究，針對我國碳纖維等增強材料復合材料開展全面研究和驗證，突破國產(chǎn)碳纖維復合材料應用的關(guān)鍵技術(shù)，在我國新一代直升機上獲得應用。先后獲得集團科技進步一等獎2項，二等獎3項，三等獎2項，某型機航空報國金獎三等獎，某型直升機設(shè)計定型二等功，直升機國產(chǎn)復合材料應用研究及工程化應用項目二等功。
先進復合材料具有比模量、比強度高，抗疲勞、耐腐蝕，可設(shè)計性強等性能特點，已在航空裝備中得到廣泛應用，成為飛機結(jié)構(gòu)最重要的材料之一，其用量成為飛機先進性的重要標志之一。與傳統(tǒng)的飛機機體使用的金屬材料(如鋁合金)相比，復合材料在制造或使用中遭受意外沖擊(如冰雹、飛石、裝配過程的工具跌落等)時，其內(nèi)部易出現(xiàn)不易觀測到的分層損傷，嚴重威脅飛機結(jié)構(gòu)的安全。因此，如何提高復合材料的抗沖擊損傷能力是復合材料在機翼、機身等主承力結(jié)構(gòu)應用的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著復合材料技術(shù)的不斷發(fā)展和飛機結(jié)構(gòu)對復合材料要求的提高，1990年波音公司制定了高韌性碳纖維環(huán)氧預浸料標準(BMS8-276)，提出了適合民機主承力結(jié)構(gòu)用復合材料的技術(shù)指標體系，大大推動高韌性復合材料技術(shù)的發(fā)展與應用。
據(jù)國家樹脂網(wǎng)專家介紹，隨著高強中模碳纖維及與之匹配的高韌性樹脂基體等關(guān)鍵技術(shù)的突破，高強中模碳纖維增強3900-2、977-1、8551-7、M91和M21E樹脂復合材料等為代表的高韌性復合材料抗沖擊損傷能力顯著提高，復合材料的CAI值達到310MPa以上，并在飛機主承力結(jié)構(gòu)得到廣泛應用。高韌性預浸料技術(shù)體系——目前，航空先進復合材料的主要基體材料是熱固性樹脂(如用量較多的環(huán)氧樹脂基體類，雙馬來酰亞胺基體類)，熱固性樹脂具有成型工藝性、耐環(huán)境性和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，傳統(tǒng)的熱固性樹脂基體韌性較差，并遺傳給碳纖維復合材料較低的抗沖擊損傷能力。
提高碳纖維復合材料抗沖擊損傷能力是先進復合材料及應用的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要核心技術(shù)是基體樹脂增韌。熱固性樹脂最有效的增韌方法之一是向樹脂基體中加入韌性組分，通過構(gòu)造所謂的“復相”或“多元”體系的手段達到提高樹脂基體體系韌性的目的。傳統(tǒng)熱固性樹脂基體的增韌方法主要是在樹脂中加入高性能的熱塑性樹脂，這種增韌技術(shù)通常稱之為本體增韌技術(shù)，在本體增韌技術(shù)基礎(chǔ)形成了初、中等韌性熱固性樹脂。樹脂本體增韌技術(shù)引入大量熱塑性成分后，犧牲了原有熱固性樹脂良好的黏性，使其工藝性明顯“劣化”，預浸料鋪敷性下降。此外，樹脂化學成分的改變以及固化后相結(jié)構(gòu)的改變，使得增韌樹脂新結(jié)構(gòu)的控制非常復雜。
中航工業(yè)復合材料技術(shù)中心/中航復合材料有限責任公司(簡稱中航工業(yè)復材)是國內(nèi)最早開展先進復合材料研究的單位，曾承擔大量國家、國防重點高性能樹脂及復合材料研究項目。在熱固性樹脂增韌機理、中等韌性、高韌性樹脂體系開發(fā)和適用于韌性樹脂的預浸料制備工藝與設(shè)備等方面開展了大量系統(tǒng)的研究工作。據(jù)國家樹脂網(wǎng)專家介紹，發(fā)展系列化、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的復合材料層間增韌技術(shù)。在不改變原有熱固性樹脂預浸料的工藝優(yōu)點，并保持其面內(nèi)力學性能不變的同時，大幅度提高了復合材料的沖擊損傷能力，達到了波音公司對高韌性結(jié)構(gòu)復合材料的要求(BMS8-276)，為第三代高韌性復合材料發(fā)展和應用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
自主研發(fā)基于增韌組分再分配原理的復合材料增韌技術(shù)體系。在復合材料成型過程中，樹脂體系中的增韌組分向復合材料層間的轉(zhuǎn)移、富集，從而達到對復合材料抗損傷能力薄弱的層間增韌的目的，形成了第二代高韌性環(huán)氧樹脂基體(如5228A、9916-II等)和雙馬樹脂基體(QY9611、5429等)復合材料。開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)韌性樹脂預浸料制備技術(shù)。據(jù)國家樹脂網(wǎng)專家介紹，采用渦旋異步分離膜滑延轉(zhuǎn)印及反向滲透復合預浸，突破高精度高韌性樹脂膜制備及其連續(xù)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，研制出國內(nèi)首臺適用于高韌性樹脂預浸料制造設(shè)備，實現(xiàn)高精度高韌性預浸料連續(xù)工程化生產(chǎn)，填補了國內(nèi)高韌性預浸料制備工藝技術(shù)和專用裝備的空白。
研制能力與復合材料應用：中航工業(yè)復材擁有包括中國工程院院士，中航工業(yè)復合材料首席、特級、一級專家和中航工業(yè)基礎(chǔ)院首席專家在內(nèi)的，長期從事高性能樹脂基體研究和預浸料制備工藝技術(shù)研發(fā)的專家隊伍與專業(yè)技術(shù)人員?，F(xiàn)有樹脂預浸料專用生產(chǎn)廠房1.5萬平方米，4套具有國際先進水平大型熱熔預浸機，有力保障了國內(nèi)航空裝備對先進復合材料樹脂及預浸料的需求。經(jīng)過多年來技術(shù)基礎(chǔ)預研和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，突破了高韌性復合材料關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)系列化的高性能樹脂體系，復合材料綜合性能達到國外高性能復合材料第二代技術(shù)水平，并在我國各種飛機主承力結(jié)構(gòu)，次承力結(jié)構(gòu)，功能結(jié)構(gòu)和發(fā)動機冷端結(jié)構(gòu)上獲得應用。
已基本掌握第三代高性能復合材料關(guān)鍵技術(shù)，5228E、9918和AC531等高韌性樹脂復合材料的韌性CAI已達到310MPa以上，為第三代高韌性結(jié)構(gòu)復合材料在我國新一代飛機主承力結(jié)構(gòu)上的應用復合材料奠定了基礎(chǔ)。中航工業(yè)復材系統(tǒng)開展了國產(chǎn)T300級碳纖維增強高韌性環(huán)氧樹脂基復合材料應用研究，已經(jīng)成功應用于飛機的垂尾、平尾和機身尾段等結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)開展了國產(chǎn)T700碳纖維增強雙馬樹脂基復合材料研制及應用研究，突破了高韌性雙馬樹脂基體制備及其預浸料制備等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)國產(chǎn)T700級碳纖維增強高韌性雙馬樹脂基復合材料在飛機機翼、機身等主結(jié)構(gòu)上的率先應用。研究開發(fā)了包括高韌性環(huán)氧樹脂，雙馬樹脂等多型國產(chǎn)碳纖維預浸料，實現(xiàn)了我國新一代飛機關(guān)鍵復合材料的完全自主保障。
為了滿足我國航空裝備的發(fā)展需求，中航工業(yè)復材開展了國產(chǎn)T800級高韌性碳纖維復合材料全面性能和制造工藝考核驗證，國產(chǎn)碳纖維增強高韌性復合材料的性能達到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。據(jù)國家樹脂網(wǎng)專家介紹，同時，針對復合材料自動鋪放技術(shù)，開發(fā)了適用于纖維自動鋪帶(絲束)預浸料，為實現(xiàn)復合材料自動化制造提供預浸料材料基礎(chǔ)。中航工業(yè)復材承擔我國航空復合材料材料標準和工藝規(guī)范體系的建設(shè)，是我國航空用樹脂及預浸料的生產(chǎn)供應商，正在努力實現(xiàn)“成為世界級先進復合材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)先鋒”的愿景。
