连续纤维增强高性能热塑性复合材料 应用现状

现代航空领域飞行器飞行速度快且巡航时间长，使得机翼前缘、水平和垂直尾翼、起落架舱门等部位将产生较大且持久的气动载荷。此外，在飞行器服役过程中的冲击载荷、高低温环境、湿热环境等均对复合材料的使用提出了较高的要求。连续纤维增强高性能热塑性复合材料（CF/PEEK，CF/PPS等），相比于传统热固性复合材料，具有更明显的性能优势，满足航空领域应用的多种需求。随着国外基础研究的深入和工业制造能力的提升，以及材料成本和制造成本的降低，近年来CF/PEEK热塑性复合材料凭借优异的性能开始在众多领域开展应用研究。目前，处于研究阶段的部件主要集中在航空、航天、船舶、石油以及高端民用制造领域。部分已经应用和正在科研攻坚的部件如图5所示，这些应用和研究进展表明连续纤维增强高性能热塑性复合材料，尤其是CF/PEEK热塑性复合材料的广阔前景。

图5  CF/PEEK热塑性复合材料已经应用和正在研发的部件实例

（a）卫星支架或蒙皮；（b）机翼前缘；（c）弹舱门；（d）发动机机匣和风扇叶片；（e）直升机旋翼桨毂和起降支承；（f）采油管道

    国内对于连续纤维增强高性能热塑性复合材料制件的结构设计与应用尚处于起步阶段，高性能热塑性复合材料的上游材料即高性能热塑性预浸料的批量化生产尚属空白，追赶国外高性能热塑性复合材料设计和制造技术，积累国内热塑性复合材料设计和制造经验仍是当前研究的重要内容。