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吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》

航空材料技术的进展与发展趋势

作者：中国航空工业发展研究中心陈亚莉益小苏

航空材料泛指用于制造航空飞

行器的材料。一架军用飞机包括机体、发动机、几载电子和火力控制四大部分，一架民用

客机包括机体、发动机、机载电子和机舱四大部分。机体材料和发动机材料是航空材料中

最重耍的结构材料，而电子信息材料是航空机载装置中最重要的功能性材料，但它一般不

直接算作航空材料。出于航室飞行及其安全性的考虑，航空结构材料的特点是轻质、高强、

高可靠。飞行器作白一个整体，还用到少量非结构性材料，如阻尼、减振、降噪、密封材

料等。

在现代材料科学与技术的发展历程中，航空材料一直扮演着先导和基础作用，几体材料的

进步不仅推动飞行器本身的发展，而且带动了地面交通工具及空间飞行器的进步，发动机

材料的发展材料的发展则推则推动动着着动力动力产产业和能业和能源源行业的行业的推推陈出陈出新新。。一代材料，一代飞行器一代材料，一代飞行器是航空工

业发展的生动写照，也是航空材料带动相关领域发展的真实描述。可以说，航空材料反映

结构材料发展的前沿，航空材料代表了一个国家结构材料技术的最高水平。

航空材料的研究与发展

1.机体材料

机体材料主要包括铝合金、钛合金和树脂基复合材料等，发展重点集中在低成本、高性能

的树脂基复合材料技术。图1是欧洲空中客车飞机的主要用材示例，其中最显著的先进材

料包括铝合金-玻璃纤维混杂复合材料GLARE，碳纤维复合材料GFRP，芳纶纤维复合材

料AFRP，玻璃纤维复合材料GFRP以及韧性环氧树脂、双马来醚亚胺树脂和聚酚亚胺树

脂基复合材料等，它们覆盖了航空飞行器机体的主要面积。

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图1欧洲空中客车飞机的主要用材

国际上航空先进树脂基复合材料的主要性能要求是，较高的耐温度使用性、尽可能高的抗

损伤容限和尽可能低的湿热环境效应。就民用飞机上用量最大的碳纤维环氧树脂复合材料

而言，近年的趋势是发展液态成型纺织复合材料和非热压罐成型技术如电子束辐照交联技

术等，即术等，即用得起用得起的制造技术（AffordableProccessing））。而对更高的温度要求，双马

来酚亚胺、特别是可以液态成型的聚酚亚胺树脂基复合材料（如PETI系列）的前景看好。

由于制造成本在复合材料构件总成本中所占份额最大，因此低成本成型制造工艺技术是目

前发展的重点，主要包括纺织复合材料和树脂传递模塑（RTM或近似的RFI）液态成型技

术等。通过编织、经编、针织、机织、缝纫等制造顶成型体，以及液态成型如树脂浸渗（RI）

和树脂转移模塑（RTM，使整体制造的成本降低，层间增强，并达到减重目标（图2）。

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图2各种纺织结构复合材料技术

其中，RTM技术在美国军用战斗机F-35垂尾及F/A18-E/F襟翼整流罩上的应用是使用该

项技术制造的最大尺寸的零部件，前者长3.6ｍ，重约90ｋｇ。我国在液态成型复合材料

技术正在取得进展，图3为北京航空材料研究院制备的中机身液态成型树脂基复合材料剪

切梁。

图3北京航空材料研究院制备的中机身液态成型树脂基复合材料剪切梁

为了进一步迎接先进复合材料更高性能－价格比的挑战，欧洲空中客车公司提出的目标是

更多地应用碳纤维复合材料CFRP