一、前言復(fù)合材料應(yīng)用的發(fā)展歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。已經(jīng)使用了數(shù)百年的稻草或麥草增強(qiáng)粘土和混凝土都是由幾種材料加工和復(fù)合而成的。1940年代，由于航空發(fā)展的需要，玻璃鋼（俗稱玻璃鋼）大行其道，在20世紀(jì)50年代以后，一系列高強(qiáng)度、高模量的纖維材料得到了進(jìn)一步的發(fā)展，其中包括碳纖維、石墨纖維、硼纖維等。這些纖維的出現(xiàn)開創(chuàng)了一種新的材料組合方式，從而誕生了“復(fù)合材料”的名稱。在70年代，芳綸纖維和碳化硅纖維等新型材料的出現(xiàn)，更是為復(fù)合材料的應(yīng)用拓展提供了廣闊的空間。復(fù)合材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。復(fù)合材料技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，其在材料科學(xué)、航空航天、汽車制造、建筑工程等眾多領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。這種材料的研究、應(yīng)用和生產(chǎn)發(fā)展已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。隨著世界對高性能材料需求的快速增長，復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛推廣，特別是在亞洲，尤其是在我國市場，其增長速度更是迅猛。進(jìn)入21世紀(jì)以來，復(fù)合材料的技術(shù)水平得到了長足的提高，其在汽車、航空航天、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛?？梢灶A(yù)見，未來復(fù)合材料的應(yīng)用前景將非常廣闊，其研究和開發(fā)也將成為國家科技發(fā)展的重要方向之一。因此，我們需要更多的資金、更多的人才和更好的技術(shù)來推動復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提高我國在這一領(lǐng)域的國際地位。在20世紀(jì)60年代，為了滿足現(xiàn)代航空航天和尖端技術(shù)對新型復(fù)合材料的要求，人們相繼開發(fā)制造了一系列具有新型高性能纖維的復(fù)合材料，這些纖維包括碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等。這些纖維具有強(qiáng)度大于4×10厘米（cm）和比模量大于4×10cm的特點(diǎn)，被用作增強(qiáng)材料，以滿足高性能結(jié)構(gòu)材料的需求。為了區(qū)別于第一代玻璃纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料，這種新型復(fù)合材料被稱為先進(jìn)復(fù)合材料。根據(jù)基材不同，先進(jìn)復(fù)合材料分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料，其使用溫度分別達(dá)到250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進(jìn)復(fù)合材料不僅被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，還可用作功能材料，如梯度復(fù)合材料、智能復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料和隱身復(fù)合材料等。其中，纖維增強(qiáng)材料應(yīng)用最廣，其特點(diǎn)是比重小，比強(qiáng)度和比模量大。碳纖維和碳化硅纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料在500℃時(shí)仍能保持足夠的強(qiáng)度和模量，碳化硅纖維與鈦結(jié)合，不僅提高了鈦的耐熱性，而且耐磨，可用作發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷結(jié)合，使用溫度可達(dá)1500℃，遠(yuǎn)高于高溫合金渦輪葉片表面的使用溫度（1100℃）。碳纖維增強(qiáng)碳、石墨纖維增強(qiáng)碳或石墨纖維增強(qiáng)石墨構(gòu)成了已用于航天器、火箭導(dǎo)彈和原子反應(yīng)堆的抗燒蝕材料。由于密度低，非金屬基復(fù)合材料被用于汽車和飛機(jī)以減輕重量、提高速度和節(jié)約能源。由碳纖維和玻璃纖維混合而成的復(fù)合材料板簧的剛度和承載能力是鋼板簧的5倍以上。二、復(fù)合材料的概述2.1復(fù)合材料的簡介及組成復(fù)合材料是一種通過先進(jìn)的材料制備技術(shù)，將不同性能的材料組分進(jìn)行優(yōu)化組合而成的新型材料。其必須是人造的，由兩種或兩種以上具有不同化學(xué)和物理性能的材料組成，并具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性。與單一組分材料相比，復(fù)合材料不僅保持了各組分材料的性能優(yōu)點(diǎn)，而且通過各組分性能的互補(bǔ)和關(guān)聯(lián)，可以獲得單一組分材料無法達(dá)到的綜合性能。復(fù)合材料已經(jīng)在許多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)材料，并發(fā)揮了巨大的作用。它們可以分為金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與金屬復(fù)合材料、非金屬與非金屬復(fù)合材料三種類型。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層復(fù)合材料、細(xì)晶粒復(fù)合材料和雜化復(fù)合材料等四種類型。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是通過在基體材料中放置各種纖維增強(qiáng)材料而復(fù)合而成的，如纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬等。夾層復(fù)合材料由具有不同性能的表層材料和芯層材料組成，分為實(shí)心夾層和蜂窩夾層兩種。細(xì)晶粒復(fù)合材料則是在基體中均勻分布硬質(zhì)細(xì)小顆粒，如彌散強(qiáng)化合金、金屬陶瓷等。最后，雜化復(fù)合材料由兩種或多種增強(qiáng)相材料混合在一種基體相材料中組成，與普通單增強(qiáng)相復(fù)合材料相比，其沖擊強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性有明顯提高，并具有特殊的熱膨脹性能，分為層內(nèi)雜化、層間雜化、夾層雜化、層內(nèi)/層間雜化和超雜化復(fù)合材料。復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用不僅為各個(gè)行業(yè)帶來了很大的便利，而且在未來的科技發(fā)展中也將會發(fā)揮越來越重要的作用。。復(fù)合材料主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩大類。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是一種用作承重結(jié)構(gòu)的材料，它由能夠承受載荷的增強(qiáng)構(gòu)件和能夠?qū)⒃鰪?qiáng)構(gòu)件連接成整體材料并起傳遞力作用的基體構(gòu)件組成。增強(qiáng)材料的種類包括各種玻璃、陶瓷、碳、聚合物、金屬和天然纖維、織物、晶須、片材和顆粒等，而基體則包括聚合物（樹脂）、金屬、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。因此，種類繁多的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料可以由不同的增強(qiáng)體和不同的基體組成，并以所用的基體命名，例如聚合物（樹脂）基復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料最大的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)使用材料的要求進(jìn)行構(gòu)件選材設(shè)計(jì)，并且復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即配筋布置設(shè)計(jì)，能夠合理滿足需要并節(jié)省材料。而功能復(fù)合材料則是一種提供機(jī)械性能以外的物理性能的復(fù)合材料。它一般由功能體組分和基體組分組成，其中基質(zhì)不僅起到形成整體的作用，而且可以產(chǎn)生協(xié)同或增強(qiáng)作用。功能復(fù)合材料可以突出某種特定功能，例如導(dǎo)電、超導(dǎo)、半導(dǎo)體、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、熱防護(hù)、吸音、隔熱等，統(tǒng)稱為功能復(fù)合材料。功能體可以由一種或多種功能材料組成，多功能體的復(fù)合材料可以具有多種功能，并且有可能因?yàn)閺?fù)合效應(yīng)而產(chǎn)生新的功能。因此，多功能復(fù)合材料是功能復(fù)合材料的發(fā)展方向。復(fù)合材料也可分為常用和先進(jìn)兩類。復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上的材料組成的新型材料，通常表現(xiàn)出比單一材料更好的性能和特性。其中，F(xiàn)RP是一種常見的復(fù)合材料，由玻璃纖維等低性能增強(qiáng)材料和普通聚合物（樹脂）組成，價(jià)格低廉，廣泛應(yīng)用于船舶、車輛、化工管道和儲罐、建筑結(jié)構(gòu)、體育用品等。相比之下，先進(jìn)復(fù)合材料是指采用高性能增強(qiáng)材料制成的復(fù)合材料，如碳纖維、芳綸纖維等，這些材料表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和特性，屬于高性能耐熱聚合物，價(jià)格相對較高，主要用于國防工業(yè)、航空航天、精密機(jī)械、深潛器、機(jī)器人結(jié)構(gòu)件和高端體育用品等領(lǐng)域。同時(shí)，先進(jìn)復(fù)合材料也包括金屬基、陶瓷基、碳（石墨）-基和功能復(fù)合材料等。功能復(fù)合材料不僅具備機(jī)械性能，還能提供各種物理性能，如導(dǎo)電、超導(dǎo)、半導(dǎo)體、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、摩擦、屏蔽、阻燃、熱防護(hù)、吸音、隔熱等，成為多功能復(fù)合材料的發(fā)展方向。2.2復(fù)合材料的特性復(fù)合材料是一種結(jié)構(gòu)輕、性能優(yōu)良的材料，其比強(qiáng)度和比剛度都相當(dāng)高。比強(qiáng)度指的是材料密度除以強(qiáng)度的比值，而比剛度則是指材料剛度除以密度的比值。這兩個(gè)指標(biāo)是衡量材料承載能力的重要參數(shù)，而較高的比強(qiáng)度和比剛度則表明材料具有輕重量、高強(qiáng)度和高剛度的特點(diǎn)。因此，復(fù)合材料在航空航天、汽車、建筑和體育器材等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的主要需求，尤其是在現(xiàn)代飛機(jī)、航天等建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代飛機(jī)、導(dǎo)彈和衛(wèi)星等機(jī)身部件中的比例逐漸增加。復(fù)合材料的力學(xué)性能是可設(shè)計(jì)的，是指選擇合適的原材料和合理的鋪層形式，使復(fù)合材料部件或復(fù)合材料結(jié)構(gòu)滿足一定的條件。例如，在某種形式的疊層中，材料在一個(gè)方向上拉伸的同時(shí)在垂直方向上拉伸的同時(shí)也會拉伸，這與常用材料的特性不同。又如利用復(fù)合材料的耦合效應(yīng)，在平模上鋪層，制成層壓板。加熱固化后，板材會自動成為所需的弧形板材或外殼。復(fù)合材料不僅具有高強(qiáng)度、高剛度等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的抗疲勞性能和減振性能。相比于金屬材料，復(fù)合材料在疲勞強(qiáng)度方面表現(xiàn)更優(yōu)秀，甚至有些可以高達(dá)抗拉強(qiáng)度的70-80%。復(fù)合材料的疲勞斷裂是從基體開始，逐漸向纖維與基體的界面擴(kuò)散，這使得材料在損壞前會有預(yù)兆，有利于檢查和修復(fù)。此外，復(fù)合材料還具有良好的抗聲疲勞性能，這使得它們在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在減振性能方面，纖維復(fù)合材料的纖維-基體界面阻尼大，因此具有更好的減振性能。實(shí)驗(yàn)證明，相同形狀和尺寸的橫梁中，碳纖維復(fù)合材料梁的振動減弱時(shí)間比輕金屬梁短得多。因此，復(fù)合材料在一些對減振性能要求較高的領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料往往能夠承受高溫。在高溫下，用碳或硼纖維增強(qiáng)的金屬材料的強(qiáng)度和剛度遠(yuǎn)高于原始金屬。一般來說，普通鋁合金在400℃時(shí)，彈性模量和強(qiáng)度大大降低；而在相同的工作溫度下，碳纖維或硼纖維增強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)度和彈性模量基本保持穩(wěn)定。復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般較小，因此其耐瞬時(shí)超高溫性能特別好。復(fù)合材料是一種安全可靠的材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體中包含數(shù)以萬計(jì)的單根纖維，當(dāng)這種材料制成的構(gòu)件在超載時(shí)發(fā)生少量纖維斷裂時(shí)，載荷會很快重新分配并轉(zhuǎn)移到未受損的纖維上，因此整個(gè)構(gòu)件不會在短時(shí)間內(nèi)失去承載能力。此外，復(fù)合材料的成型工藝相對簡單。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料一般適用于整體成型，這樣可以減少零件數(shù)量，從而減輕設(shè)計(jì)計(jì)算的工作量，提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件的步驟是將纖維與基體粘合在一起，然后使用模具進(jìn)行定型，并進(jìn)行加熱固化。制造過程中，基體由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，這樣不易造成材料微裂紋，并且固化后的殘余應(yīng)力極小。因此，復(fù)合材料在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，如航空航天、汽車、體育用品等。

三、復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用3.1復(fù)合材料在噴管部件上的應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料,就是目前人類認(rèn)為在二十一世紀(jì)中能代替高溫復(fù)合材料的發(fā)動機(jī)最熱端構(gòu)造復(fù)合材料之選擇。復(fù)合陶瓷本身的耐熱、小密度、高比強(qiáng)度、高比模、抗氧化物和抗燒蝕等優(yōu)良特性,使它具備了替代金屬材料形成新型高溫結(jié)構(gòu)材質(zhì)的能力,但復(fù)合陶瓷的脆性過大和安全性較差等致命缺陷,限制了它的實(shí)用化。不同增韌方法在生產(chǎn)技術(shù)和增韌性能方面均具有優(yōu)勢,如相變增韌能夠大幅度的增強(qiáng)復(fù)合陶瓷的常溫彈性和硬度,卻由于在高溫下物相的增韌機(jī)制失靈而影響到其在高溫上的廣泛應(yīng)用。而連續(xù)玻璃纖維強(qiáng)化陶瓷基復(fù)合材料(CFRCMC,ContinuousFiberReinforcedCeramicMatrixComposites,簡稱CMCs)則填補(bǔ)了傳統(tǒng)復(fù)合陶瓷的缺陷。CMCs制造工藝技術(shù)較為簡便,可合理地進(jìn)一步提高陶瓷成型材質(zhì)的抗彎強(qiáng)度和破裂柔韌,將連續(xù)纖維增強(qiáng)物加入到基礎(chǔ)材質(zhì)中,由于二者彈性模量和熱膨脹系數(shù)值的不同而在界面生成附加應(yīng)力區(qū),這些附加應(yīng)力區(qū)與外部拉伸應(yīng)力進(jìn)行作用,使延伸裂縫生成釘扎、偏轉(zhuǎn)、分叉或以另外形態(tài)(如相變)吸取能力,進(jìn)而進(jìn)一步提高材質(zhì)的斷裂柔韌。CMC是一種由陶瓷纖維和陶瓷基體組成的復(fù)合材料，具有密度低、硬度高、高溫?zé)岱€(wěn)定性優(yōu)異、耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)。相較于高溫合金，CMC的密度僅為其三分之一，但強(qiáng)度卻是其兩倍。CMC能夠承受1000℃至1500℃（比高溫合金高200℃至240℃）的長期高溫服役，并具有更好的結(jié)構(gòu)耐久性。此外，CMC固有的斷裂韌性和高損傷容限特性適用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的熱端部件，可以在更高的渦輪進(jìn)口工作溫度和更少的冷卻空氣（超過1300°C）下運(yùn)行，并顯著降低發(fā)動機(jī)效率和燃料消耗率。例如，在美國航空航天局（NASA）的“超高效發(fā)動機(jī)技術(shù)”（UEET）項(xiàng)目下，研制出了CMC發(fā)動機(jī)熱端結(jié)構(gòu)，可承受1649℃的渦輪進(jìn)口溫度，且冷卻需求比同類高溫合金部件低15%~25%。因此，歐美發(fā)動機(jī)制造商非常重視CMC技術(shù)的開發(fā)。圖1現(xiàn)F414發(fā)動機(jī)尾噴管CMCs封嚴(yán)片陶瓷基復(fù)合材料是一種先進(jìn)材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。它們可以在高科技領(lǐng)域、航空航天、國防和各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。作為先進(jìn)材料領(lǐng)域的研究前沿之一，陶瓷基復(fù)合材料也是我國高技術(shù)計(jì)劃的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。相比于有機(jī)材料基體和金屬材料基復(fù)合材料，陶瓷基復(fù)合材料具有更高的硬度、更低的密度、更好的高溫穩(wěn)定性和更好的耐化學(xué)性等性能，可以應(yīng)用于這些材料不能滿足性能要求的工況。因此，陶瓷基復(fù)合材料成為一種理想的高溫結(jié)構(gòu)材料，有著廣泛的應(yīng)用前景。世界主要發(fā)達(dá)國家都在積極開展陶瓷基復(fù)合材料的研究，不斷拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。目前在產(chǎn)的F414航空發(fā)動機(jī)排氣噴管的二次密封片采用陶瓷基復(fù)合材料（CMC）制成。根據(jù)通用電氣的設(shè)計(jì)原理，F(xiàn)414采用了兩種陶瓷基復(fù)合材料來制造二次密封片，一是碳化硅/碳（SiCf/C），即碳化硅纖維增強(qiáng)碳基；然后是氧化物/氧化物（Ox/Ox），一種主要使用氧化鋁（或莫來石）纖維增強(qiáng)氧化鋁陶瓷基體的體系。2011年生產(chǎn)的F414開始安裝氧化物CMC材料制造密封片（如圖1）。

3.2復(fù)合材料在燃燒部件上的運(yùn)用常見的SiC陶瓷基復(fù)合材料有碳纖維增強(qiáng)碳化硅（Cf/SiC）陶瓷基復(fù)合材料和碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅（SiCf/SiC）陶瓷基復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)碳化硅（（Cf/SiC）復(fù)合材料是重要的材料體系之一。大量文獻(xiàn)表明，Cf/SiC復(fù)合材料具有耐高溫和高熱震性、高耐磨性和高硬度，碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅體系具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，良好的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能，以及優(yōu)異的耐輻射和耐腐蝕性能。航空航天和核聚變領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，碳纖維在高溫環(huán)境下容易發(fā)生氧化，導(dǎo)致性能下降，甚至失效；損壞。因此，SiCf/SiC復(fù)合材料一般用于重復(fù)使用的部件長時(shí)間處于高溫環(huán)境。鎳基高溫合金中的鎳和稀有金屬很重，比重達(dá)到8到9，耐溫極限只能達(dá)到1150℃或更低。相反，SiCf/SiC復(fù)合材料具有約3的低密度，并且材料本身的耐溫極限達(dá)到1300℃以上。所以用SiCf/SiC復(fù)合材料代替高溫合金具有降低燃料消耗和減輕重量的作用。SiC/SiC復(fù)合材料由于具有密度低、強(qiáng)度高、抗沖擊、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，被用作高性能發(fā)動機(jī)的熱端部件材料。在2005年結(jié)束的IHPTET計(jì)劃中，GE、Allison、Foster-Miller等公司開發(fā)并驗(yàn)證了大量陶瓷基復(fù)合材料渦輪發(fā)動機(jī)高溫部件，如定子葉片、后架前緣嵌件、燃燒室等火焰管等（圖2）。其中，靜葉片在UEET計(jì)劃的支持下進(jìn)行了臺架試驗(yàn)，結(jié)果表明SiC/SiC復(fù)合材料葉片比高溫合金葉片更具優(yōu)勢。最近的NGLT項(xiàng)目研究了SiC/SiC復(fù)合材料作為航天器發(fā)動機(jī)高溫部件的材料。除了航空航天中的高熱部件外，復(fù)合材料還可以用作衛(wèi)星天線和反射器等的支撐結(jié)構(gòu)。圖2靜子葉片、后框架前緣插件和燃燒室火焰筒

3.3復(fù)合材料在渦輪部件上的應(yīng)用芳綸纖維是一種由芳香族基團(tuán)和酰胺基團(tuán)縮聚而成的有機(jī)纖維，因其分子鏈的剛性和硬度增強(qiáng)而得名。相比于傳統(tǒng)的有機(jī)纖維，芳綸纖維具有更高的耐熱性、初始模量和拉伸強(qiáng)度，以及更好的韌性性能。此外，它還具有低密度和優(yōu)異的抗壓性能，使其成為許多高性能纖維材料中的重要組成部分。因此，芳綸纖維被廣泛應(yīng)用于航空航天、防彈材料、船舶、汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。在20世紀(jì)70年代起，芳綸纖維開始被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料中。特別是在民航渦扇發(fā)動機(jī)中，芳綸纖維被用于要求高韌性和良好吸能性能的風(fēng)扇機(jī)殼擋圈。現(xiàn)今，歐美現(xiàn)役民用航空發(fā)動機(jī)的包容環(huán)結(jié)構(gòu)基本相似，即在金屬機(jī)殼的內(nèi)側(cè)或外側(cè)均采用芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為包容層。舉個(gè)例子，GE90發(fā)動機(jī)的外殼圓度由鋁合金外殼保證，然后在外側(cè)纏繞65層芳綸纖維編織帶，并覆蓋環(huán)氧樹脂制成復(fù)合密封環(huán)。這種高強(qiáng)韌芳綸纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，提高了葉片斷片的抗沖擊能力，而且相比金屬擋圈，風(fēng)扇機(jī)盒的質(zhì)量也輕了近50%。芳綸纖維包裹層是密封環(huán)的核心，當(dāng)扇葉碎片拋出并撞擊該層時(shí)，由于芳綸纖維的高抗拉性能，包裹層會向外鼓起，但不易折斷，吸收碎片的沖擊能量，從而遏制碎片。因此，芳綸纖維包容層不僅包容能力強(qiáng)，而且重量輕，因而得到廣泛應(yīng)用。目前，RR的BR710、RB211-535E4、RB211-524G/H、Trent700、Trent800發(fā)動機(jī)、PW的PW4084發(fā)動機(jī)和GE的CF34、CF-80C2、GE90、GP7200發(fā)動機(jī)等均采用這種設(shè)計(jì)方法。（圖3）復(fù)合材料消聲板芳綸纖維的優(yōu)良特性不僅在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，還包括汽車、船舶、體育器材等眾多領(lǐng)域。芳綸纖維的高強(qiáng)度、高剛度、低密度和優(yōu)異的耐熱性能使其成為理想的汽車結(jié)構(gòu)材料，如使用芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的汽車輪轂，可以有效減輕車輛質(zhì)量，提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。在船舶領(lǐng)域，芳綸纖維的優(yōu)異性能也得到了廣泛應(yīng)用，如用于制造船舶罩板、齒輪、軸承等。此外，在體育器材領(lǐng)域，芳綸纖維也被用于制造高端滑雪板、高爾夫球桿等?？傊?，芳綸纖維以其優(yōu)良的物理性能和化學(xué)穩(wěn)定性，成為了一種廣泛應(yīng)用的高性能材料。其在航空領(lǐng)域的成功應(yīng)用，為其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，也為其未來的發(fā)展提供了廣闊的空間。芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于CFM56系列、GE90等發(fā)動機(jī)上，制造具有降噪降噪功能的復(fù)合材料降噪板。（圖3）

四、國內(nèi)外復(fù)合材料的研究與發(fā)展趨勢復(fù)合材料是現(xiàn)代航空制造中的一次革命性變革，大量應(yīng)用于航空結(jié)構(gòu)件中。使用復(fù)合材料可以使得飛機(jī)重量更輕、強(qiáng)度更高、抗疲勞和抗腐蝕性能更好。特別是高強(qiáng)度碳纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，更是使現(xiàn)代航空成本更加便宜。此外，現(xiàn)代尖端技術(shù)的應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)、激光、C掃描等，可以更可靠地保證復(fù)合材料制成的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，保障飛機(jī)的安全。據(jù)波音和空客公布的研究數(shù)據(jù)，到2020年他們的飛機(jī)將全面采用復(fù)合材料，這進(jìn)一步展示了復(fù)合材料在航空制造中的重要地位。但我國目前僅具備金屬飛機(jī)的設(shè)計(jì)條件，復(fù)合材料在航空附件中的應(yīng)用也僅是小部分，在主體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。就好比空客、波音都可以用鋼筋混凝土蓋房子，而中國只有一套用“秦磚漢瓦”蓋房子的方法，現(xiàn)在中國也已剛剛開始學(xué)著用鋼筋混凝土混凝土了。最要命的是,作為航空的基礎(chǔ)材料中國現(xiàn)在還需要進(jìn)口,特別是像T800這種廣泛應(yīng)用的航空材料中國目前還沒有制造能力。中國正在開展超大型客機(jī)的研發(fā),但是遇到的科技問題也是很多的。在日趨激烈的中國航空市場上,由于缺乏科技領(lǐng)先、富有競爭性的機(jī)型,就算制造起來成功了,也無法占領(lǐng)市場。在波音、空客用復(fù)合材料客機(jī)取代傳統(tǒng)金屬客機(jī)的背景下，中國要想發(fā)展大飛機(jī)，就必須迎頭趕上，創(chuàng)造新機(jī)型與之抗衡。這需要很多科研人員付出很大的努力。更多的努力。目前，國內(nèi)外航空科學(xué)家已經(jīng)意識到這個(gè)問題，一些科學(xué)家甚至提前開始了飛機(jī)的預(yù)研工作。據(jù)中航工業(yè)第一集團(tuán)公司科學(xué)技術(shù)委員會副主任馮培德介紹，目前我國在航空預(yù)研方面的投資總額已經(jīng)超過1億元，其中就包括復(fù)合材料?！氨鶅鋈叻且蝗罩边@句話形象地描述了中國民機(jī)技術(shù)的滯后。與歐美國家相比，中國在民機(jī)技術(shù)方面存在多方面的問題。其中，主要原因包括三點(diǎn)：一是民航機(jī)型研制頻率過低，缺乏大量數(shù)據(jù)的積累，這使得我國的民機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢；二是由于民機(jī)生產(chǎn)沒有相關(guān)的研究所，沒有形成研發(fā)機(jī)制，導(dǎo)致民機(jī)技術(shù)一直無法迎頭趕上；三是航空企業(yè)尚未