先進(jìn)復(fù)合材料在航天航空器中的應(yīng)用

江洪 彭導(dǎo)琦

復(fù)合材料的定義是，物理或化學(xué)性質(zhì)明顯不同的2種或2種以上的材料，以協(xié)同作用的方式結(jié)合在一起，但由于它們沒有完全融合或溶解在一起，因此在某種程度上每種材料的化學(xué)性質(zhì)保留完整。因?yàn)椴牧现g保持獨(dú)立和不同，復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，這類材料的特性包括：良好的耐腐蝕性、良好的力學(xué)性能、長(zhǎng)期耐用性、輕量化、高強(qiáng)度和高沖擊強(qiáng)度等。復(fù)合材料與一般材料的簡(jiǎn)單混合有本質(zhì)的區(qū)別，復(fù)合化也成為了新材料的重要發(fā)展方向，復(fù)合材料也與金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料并列為4大材料體系之一。復(fù)合材料主要組成材料分為基體材料、增強(qiáng)材料和界面相3部分。復(fù)合材料通常至少有兩相，連續(xù)相的材料被稱為基體材料，另一相為增強(qiáng)材料（也稱“增強(qiáng)體”），基體材料具有支撐和保護(hù)增強(qiáng)材料的作用。根據(jù)基體材料的類型，復(fù)合材料大致可以分為金屬基和非金屬基2大類，非金屬基體材料又可分為聚合物基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。目前，復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)學(xué)、可再生能源與航空航天等領(lǐng)域。本文主要介紹幾種復(fù)合材料在航天領(lǐng)域，特別是空間站中的研究進(jìn)展和應(yīng)用情況。

1 復(fù)合材料相關(guān)研究進(jìn)展

1.1 金屬基體復(fù)合材料

金屬基復(fù)合材料（MMCs）是由作為連續(xù)基體的金屬或合金，與可以是顆粒、短纖維、連續(xù)纖維或晶須為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料除了與樹脂基復(fù)合材料同樣具有高強(qiáng)度、高模量外，它還具備良好的綜合力學(xué)性能、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能、抗輻射性能、耐磨性能、抗疲勞性能、高溫性能以及小熱膨脹系數(shù)等。但是，金屬基復(fù)合材料幾乎總是比它們正在取代的更傳統(tǒng)的材料更昂貴。因此，在早期的金屬基復(fù)合材料研究發(fā)展和應(yīng)用中，飛機(jī)部件、空間系統(tǒng)、航天器、軍事武器和精品運(yùn)動(dòng)設(shè)備等高端技術(shù)的需求起到了巨大的推動(dòng)作用。到目前為止，金屬基復(fù)合材料一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，當(dāng)前的研究主要集中于新合金新體系的開發(fā)、制備方法的改進(jìn)、各類性能的表征以及應(yīng)用探索。

在航空航天應(yīng)用中，減輕飛行器、航天器的重量至關(guān)重要，因此大部分應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的金屬基復(fù)合材料基本采用的是輕金屬合金。近年來(lái)，鋁基復(fù)合材料由于其優(yōu)異的比強(qiáng)度、比模量、剛度以及良好的熱性能和耐腐蝕性能，在航空航天結(jié)構(gòu)和熱管理部件中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是空間站太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)框架[1]。早期，對(duì)于硅鈰鋁（SiCeAl）復(fù)合材料的生產(chǎn)，Cui等人[2]建議使用高硅含量的鋁合金，以增強(qiáng)集體界面中碳化鋁（Al4C3）的形成，該化合物被認(rèn)為是該類復(fù)合材料中最有害的反應(yīng)產(chǎn)物。為了進(jìn)一步開發(fā)鋁基復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)合金的潛力，華中科技大學(xué)的Zhang等[3]選擇SiCp/2xx鋁基復(fù)合材料板，研究其可焊性，結(jié)果表明激光振蕩路徑顯著影響了SiCp/2xx Al接頭的成形性能和拉伸性能；采用等幅波/連續(xù)波（CW）振蕩方式制備的這一接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到192Mpa。保加利亞科學(xué)院的科學(xué)家Anna Bouzekova Penkova等人以高強(qiáng)度鋁合金7075為基體，采用金剛石粉末納米粒和鎢納米粒進(jìn)行增強(qiáng)，研制了一種新型復(fù)合材料。他們將得到的復(fù)合材料在不同環(huán)境條件下存儲(chǔ)28個(gè)月并對(duì)其結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行比較，樣品①放置于地球上常溫保存，樣品②置于國(guó)際空間站的外部，結(jié)果表明：由于外太空的環(huán)境影響，觀察到的化學(xué)和結(jié)構(gòu)成分的變化不能認(rèn)為對(duì)所研究的材料有害[4]。但是目前金屬基復(fù)合材料還是面臨著制造成本高和韌性低的問(wèn)題。

1.2 聚合物基復(fù)合材料

聚合物基復(fù)合材料（PMCs）由樹脂基復(fù)合材料和橡膠基復(fù)合材料組成，其中樹脂基復(fù)合材料根據(jù)其聚合物基體的結(jié)構(gòu)又分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂。即，聚合物基復(fù)合材料可以分為熱固性樹脂、熱塑性樹脂和橡膠3大類。熱固性樹脂在加熱前具有一定的軟化流動(dòng)性，加熱到一定溫度時(shí)向其中加入一定的固化劑，樹脂會(huì)發(fā)生固化反應(yīng)，具有不溶、不熔的特點(diǎn)。因此，熱固性樹脂也具有耐熱性好、剛性高等優(yōu)點(diǎn)。常用的熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。熱塑性樹脂具有加熱后軟化流動(dòng)，冷卻后固化的特點(diǎn)，具有良好的抗沖擊性和耐化學(xué)腐蝕性。常用的熱塑性樹脂包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯等。橡膠包括天然橡膠和合成橡膠2大類，是一種有彈性、不透水、不透空氣的絕緣性材料。意大利航空航天中心的Stefania Cantoni等[5]科學(xué)家認(rèn)為，未來(lái)航空航天結(jié)構(gòu)最有希望的解決方案是在設(shè)計(jì)和類似性質(zhì)的應(yīng)用中，智能使用聚合物基復(fù)合材料，以減少航空航天的空間結(jié)構(gòu)的總體重量，同時(shí)保持甚至提高其性能。

Li等研究學(xué)者[6]通過(guò)對(duì)我國(guó)航空航天工業(yè)中復(fù)合材料制造現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，闡述了先進(jìn)復(fù)合材料制造中存在的問(wèn)題，并提出了纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料制造技術(shù)，包括利用補(bǔ)償成形過(guò)程中零件變形特性的各向異性復(fù)合材料的模具設(shè)計(jì)和真空壓力微波固化技術(shù)，以保證各向異性復(fù)合材料零件在大尺寸和復(fù)雜形狀的航天應(yīng)用中的高精度。美國(guó)國(guó)家航天局（NASA）約翰遜太空飛行中心的R.C.Romeo等科學(xué)家[7]討論了輻射電離及其對(duì)復(fù)制的碳/聚合物復(fù)合材料反射鏡的影響，在國(guó)際空間站的MISSE 7A和MISSE 8上對(duì)6個(gè)復(fù)制的碳/聚合物復(fù)合材料反射鏡進(jìn)行材料實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：在鏡面形貌、反射率和光潔度方面，涂層復(fù)合材料鏡面具有較好的光潔度，非涂層復(fù)合材料鏡面不具有良好的光潔度。

1.3 陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷基復(fù)合材料（CMCs）是以陶瓷為基體與各位纖維復(fù)合的一類復(fù)合材料。陶瓷基體可以是玻璃陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷，屬于技術(shù)陶瓷。技術(shù)陶瓷是用相對(duì)復(fù)雜的工藝，由高純度的原料制成，具有較小的顆粒尺寸。其中，航空航天領(lǐng)域最常利用的陶瓷基體當(dāng)屬多晶材料和玻璃陶瓷。陶瓷基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)是為了克服單片陶瓷的主要缺點(diǎn)，即脆性。因此它們被稱為逆復(fù)合材料，即基體的破壞應(yīng)變低于纖維的破壞應(yīng)變。陶瓷基復(fù)合材料提高了傳統(tǒng)陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度和韌性，同時(shí)又保持了其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨性和熱穩(wěn)定性[1]?；谔沾苫鶑?fù)合材料的基本特性，它被廣泛應(yīng)用于航天器（如航天飛機(jī)軌道飛行器）的防熱罩、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和導(dǎo)彈等。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院曾于2003年提出：到2020年，陶瓷基復(fù)合材料的密度、剛度、強(qiáng)度、韌性和高溫能力都可能有20%～25%的提升，將其列為最優(yōu)先研究的材料。它也被美國(guó)國(guó)防部列為重點(diǎn)發(fā)展的20項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之首。Yang等[8]對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的疲勞損傷模型進(jìn)行總結(jié)，并提出一種新的疲勞損傷模型，用以表征二維編織氧化物/氧化物—陶瓷基復(fù)合材料疲勞損傷的演變過(guò)程。Lamon等[9]人對(duì)陶瓷、纖維的蠕變行為進(jìn)行研究，重點(diǎn)論述并研究了陶瓷基復(fù)合材料的蠕變和斷裂行為，陶瓷基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)-性能之間關(guān)系，以及影響蠕變和斷裂行為的因素。而在陶瓷基復(fù)合材料中，連續(xù)纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料（CMC/SiC）是研究最多、應(yīng)用最成功的一種。日本、美國(guó)、法國(guó)和德國(guó)等國(guó)家都在相對(duì)早的時(shí)間研制出CMC/SiC復(fù)合材料，以代替高密度的金屬鈮作為衛(wèi)星用姿控、軌控液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室噴管，例如Hyper—Therm公司制造的CMC/ SiC復(fù)合材料燃燒室、法國(guó)SEP研制的CMC/SiC復(fù)合材料和德國(guó)EADS公司研制的10、20及400N等CMC/SiC陶瓷基復(fù)合材料推力室[10-12]。

2 復(fù)合材料相關(guān)應(yīng)用研究和進(jìn)展情況

空間站的地球軌道高度一般在240～450km，處于微重力、真高空和溫度交變的空間環(huán)境，這一環(huán)境的特點(diǎn)主要在于大幅度的溫差、近真空的環(huán)境、強(qiáng)太陽(yáng)電磁波和宇宙射線以及原子氧等，同時(shí)存在微流星和空間碎片[13]。根據(jù)目前復(fù)合材料所展現(xiàn)出的良好功能特性，并結(jié)合航天器，尤其是空間站面臨的客觀環(huán)境的特點(diǎn)對(duì)航天材料的性能和功能提出的需求，將目前針對(duì)復(fù)合材料應(yīng)用的研究按功能導(dǎo)向進(jìn)行分類，大致可以分為材料及結(jié)構(gòu)的減重向、防熱與熱控制向、耐原子氧向、提供可持續(xù)的能源向、防碎片擊穿向等。

2.1 材料及結(jié)構(gòu)的減重向

在性能滿足工程要求的前提下，希望采用的材料具有較輕的質(zhì)量，進(jìn)而可以很大程度上減低航天發(fā)射任務(wù)的費(fèi)用，而復(fù)合材料往往能夠很好地滿足高性能與輕量化的要求，因此輕量化、高強(qiáng)度復(fù)合材料是航空航天技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前總體來(lái)看，歐美國(guó)家對(duì)復(fù)合材料利用更為成熟和全面，其航天領(lǐng)域復(fù)合材料應(yīng)用可以達(dá)到減重25%以上。例如，連續(xù)光纖金屬基復(fù)合材料的一個(gè)應(yīng)用之一是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的高增益天線吊桿，該吊桿長(zhǎng)3.6m，是一種輕型結(jié)構(gòu)，動(dòng)臂由6061鋁制成，并由連續(xù)碳纖維增強(qiáng)，與以前基于整體鋁或碳—環(huán)氧復(fù)合材料的設(shè)計(jì)相比，該材料可減輕30%的質(zhì)量[14]。石墨/環(huán)氧復(fù)合材料包覆壓力容器因其質(zhì)量輕、效率高而被考慮用于自由空間站，這些復(fù)合壓力容器的質(zhì)量大約是同類全金屬鋁壓力容器的1/3。G.B.Northam等人[15]發(fā)明了用于航空航天的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，包括由碳—碳復(fù)合材料制造的活塞、具有活塞的氣缸和活塞環(huán)，有效地減輕了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。目前，這項(xiàng)專利受讓于NASA?；旌箱搹?fù)合齒輪，將鋼齒與纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料核心結(jié)合在一起，是航空航天動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中迅速興起的一種減重技術(shù)。M.D.Waller等人[16]制造了復(fù)合材料，包含新開發(fā)的具有多種碳纖維等級(jí)的混合層壓板，采用機(jī)械和熱測(cè)試以及層級(jí)有限元分析來(lái)評(píng)估這些復(fù)合材料在混合航空航天齒輪應(yīng)用中的適用性，特別關(guān)注高溫環(huán)氧樹脂和雙馬來(lái)酰亞胺樹脂以及由多種等級(jí)的碳纖維增強(qiáng)的混合層壓板，這種技術(shù)能在不影響齒輪性能的情況下顯著減輕質(zhì)量。

2.2 防熱與熱控制向

在執(zhí)行航天任務(wù)時(shí)，航天器可能面臨著極端高溫或極端低溫的環(huán)境，這就要求航天器需要具有較好的熱防護(hù)和熱控制能力，既包括被動(dòng)防熱，也包括主動(dòng)熱控制。良好的防熱特性和熱控制性能對(duì)航天器材料提出相應(yīng)要求。在飛機(jī)和航空航天工程中，使用玻璃和陶瓷來(lái)解決整個(gè)復(fù)雜的材料科學(xué)問(wèn)題主要是因?yàn)榕c聚合物和耐熱鎳合金相比，前者具有更高的耐熱性，此類材料包括現(xiàn)代碳玻璃陶瓷復(fù)合材料、玻璃陶瓷、反應(yīng)固化和氧熱涂層，St.S.Solntsev[17]提供了豐富且經(jīng)過(guò)證實(shí)的證據(jù)，表明航空航天技術(shù)的發(fā)展如何取決于上述類高強(qiáng)度高溫材料的可用性。另外，Lee[18]研究將碳纖維聚合物基復(fù)合材料的熱響應(yīng)考慮到航空航天電子器件熱設(shè)計(jì)中，這種先進(jìn)復(fù)合材料由連續(xù)高模量瀝青基纖維和環(huán)氧樹脂組成，通過(guò)熱物理分析對(duì)上述這種先進(jìn)的復(fù)合材料與傳統(tǒng)的航天復(fù)合材料進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在復(fù)合材料基體中添加20%的氮化硼導(dǎo)電填料后，其導(dǎo)熱系數(shù)在厚度方向上顯著增加；碳纖維復(fù)合材料縱向?qū)嵯禂?shù)為239W/（m·K），橫向?qū)嵯禂?shù)為1.32W/（m·K），這些數(shù)值足以滿足熱管板面板的設(shè)計(jì)要求，可以有效地應(yīng)用于航天器上的熱管板的結(jié)構(gòu)應(yīng)用。除復(fù)合材料本身外，復(fù)合材料成型工藝技術(shù)也會(huì)對(duì)航空航天復(fù)合材料的熱物理性能產(chǎn)生影響，G.Casula和F.Lenzi等科學(xué)家[19]分析了2種不同的工藝技術(shù)：壓縮成型工藝和“熱氣體輔助”纖維放置工藝對(duì)具有熱塑性基體（PEEK/IM7、TPI/IM7和PPS/ IM7）的航空航天復(fù)合材料的熱物理性能的影響。

2.3 耐原子氧向

原子氧是指低地球軌道（通常認(rèn)為是200～700km高度）上以原子態(tài)氧存在的殘余氣體環(huán)境，是太陽(yáng)光中紫外光線與氧分子相互作用并使其分解而形成的。大量空間飛行實(shí)驗(yàn)及地面模擬試驗(yàn)的結(jié)果表明，原子氧對(duì)航天器表面的高溫氧化、高速撞擊會(huì)侵蝕大部分有機(jī)材料，從而使航天器性能下降、壽命縮短。原子氧效應(yīng)也被認(rèn)為是低地球軌道下環(huán)境效應(yīng)中最為嚴(yán)苛的。為應(yīng)對(duì)原子氧效應(yīng)，目前作為熱控涂層材料廣泛應(yīng)用于航天器表面的有苯基硅橡膠材料、納米黏土/環(huán)氧樹脂和碳纖維/氰酸酯等樹脂基復(fù)合材料?？茖W(xué)家們也還在研究探索是否有更高性能、高強(qiáng)高模、低成本的復(fù)合材料，以應(yīng)對(duì)原子氧效應(yīng)。Yagnamurthy和Chen等人[20]研究了紫外輻射和原子氧在國(guó)際空間站近地軌道空間下對(duì)Epon 862基環(huán)氧復(fù)合材料的侵蝕作用，在原子氧和紫外輻射條件下，發(fā)現(xiàn)在納米復(fù)合材料中加入12nm與100nm的二氧化硅顆粒5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）后，環(huán)氧樹脂的侵蝕率從4.36×10-24cm3/atom降到了1.78×10-25cm3/atom，抗原子氧和紫外輻射的綜合能力提高了約90%。Zhang和Yi等人[21]采用等離子體原子氧地面模擬設(shè)備產(chǎn)生了原子氧環(huán)境，并研究了環(huán)氧樹脂材料與摻雜石墨烯的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的原子氧效應(yīng)，結(jié)果表明摻雜了0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的石墨烯后，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的質(zhì)量損失與純環(huán)氧樹脂降低了46%，原子氧腐蝕率降低了47%。

2.4 提供可持續(xù)的能源向

基于深空探測(cè)的長(zhǎng)周期和極端的太空環(huán)境，需要開發(fā)新型高費(fèi)效比能原材料，以保證深空任務(wù)不因?yàn)槟茉床蛔愣袛喙ぷ鳌＠纾箱寤J（SrBr2·6H2O）就是一種很有前途的空間加熱熱化學(xué)儲(chǔ)能材料。Ding和Xu等[22]學(xué)者研究采用浸漬法制備了4種SrBr2/膨脹蛭石復(fù)合材料（SrBr2/ EVMs），通過(guò)掃描電鏡（SEM）和X射線能譜分析（EDX）對(duì)復(fù)合材料的微觀和宏觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了表征，并用熱重分析和差示掃描量熱法測(cè)試了復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)解吸行為，結(jié)果表明，SrBr2/EVM復(fù)合材料的承載能力隨SrBr2溶液濃度的增加呈線性增加，具有更高的吸水量，更好的吸附性能和較好的脫附性能，這對(duì)SrBr2·6H2O熱化學(xué)蓄能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。Cui和Guo等人[23]利用特殊的制備方法，采用泡沫金屬骨架材料和含量為60%～95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的高溫固液相變蓄熱材料制成泡沫金屬基高溫相變蓄熱復(fù)合材料，用于空間站太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)及高溫余熱回收。

2.5 防碎片擊穿向

空間碎片對(duì)航天器的危害是非常嚴(yán)重的，航天器隨時(shí)都面臨著微流星體和軌道碎片的超高速撞擊，因此需要利用防護(hù)結(jié)構(gòu)提高大型航天器——特別是載人航天器的空間碎片撞擊防護(hù)能力。而復(fù)合材料在航天器防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有重要地位。一個(gè)例子是現(xiàn)在部署在國(guó)家空間站上的鋁—耐斯特爾—?jiǎng)P夫拉爾防護(hù)罩（Aluminum—Nextel—Keviar orbital debris shields），杜邦公司于1972年推出凱夫拉芳綸纖維，Nextel的編織布（由3M公司制造）是由氧化鋁制成的，這是一種陶瓷材料，當(dāng)用作復(fù)合裝甲系統(tǒng)的組件時(shí)，可以提供有效的沖擊保護(hù)，這些材料用于設(shè)計(jì)部署在國(guó)際空間站某些模塊上的多板軌道碎片屏蔽裝置[24]。有中國(guó)的科學(xué)家利用五屏芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料制成的柔性防護(hù)屏構(gòu)成的空間碎片柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了超高速撞擊試驗(yàn)和撞擊損傷測(cè)試分析，試驗(yàn)得出，五屏芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料結(jié)構(gòu)能夠防住鋁合金彈丸的超高速撞擊[25]。D.A.Thomas[26]評(píng)估了空間站自由壓力容器用石墨/環(huán)氧復(fù)合材料的長(zhǎng)壽命評(píng)估，根據(jù)計(jì)算，石墨/環(huán)氧復(fù)合材料在50%的極限破壞強(qiáng)度的持續(xù)載荷下，在30年的壓力破裂中幸存的概率為99.99%。Kim和Choi等科學(xué)家[27]，通過(guò)22個(gè)純織物層保險(xiǎn)杠試驗(yàn)，考察了直接固化碳、Zylon和Twaron復(fù)合材料作為超高速?zèng)_擊防護(hù)前保險(xiǎn)杠的適用性，結(jié)果表明，直接固化碳復(fù)合材料可以比純織物層更有效地作為超高速屏蔽的緩沖器。

3 結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性是新型航空航天器的先進(jìn)性標(biāo)志之一，先進(jìn)復(fù)合材料是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù)[28]。因此，復(fù)合材料的應(yīng)用是目前評(píng)價(jià)航空航天器制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。就應(yīng)用領(lǐng)域而言，復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用水平，落后于其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用水平。就不同區(qū)域而言，復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)的整體應(yīng)用水平落后于其在國(guó)外的整體應(yīng)用水平。例如世界上大型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件中，復(fù)合材料的用量占到了40%～50%，先進(jìn)直升機(jī)結(jié)構(gòu)件復(fù)合材料用量甚至占到了80%以上，而空間站、人造地球衛(wèi)星和探測(cè)器等航天器對(duì)復(fù)合材料的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以上數(shù)字；而我國(guó)航空航天領(lǐng)域復(fù)合材料的應(yīng)用總體水平，與國(guó)外相比仍有較大差距。但總體而言，我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展為了一個(gè)成熟的體系。復(fù)合材料智能化研究，復(fù)合材料多功能化研究，質(zhì)量輕、性能高復(fù)合材料研究仍是目前主要的研究方向。此外，復(fù)合材料制備技術(shù)（例如3D打印技術(shù)），復(fù)合材料性能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等方向也是研究的熱門所在。就復(fù)合材料的類型而言，碳纖維高性能復(fù)合材料依然是復(fù)合材料研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。

未來(lái)，我國(guó)應(yīng)借鑒國(guó)外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，例如加強(qiáng)對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝等方面的研究，進(jìn)一步提高我國(guó)航空航天領(lǐng)域科技水平和制造水平。

10.19599/j.issn.1008-892x.2022.01.002

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