不得不仰視!日本攻克一種世界頂級材料 國產五代機進度加速

雖然日本本國的航空工業受到二戰戰敗的影響導致發展緩慢,在先進三代機、四代機的研發中處於落後的地位,但是日本本土公司在碳纖維領域則一直處於世界前列。比如東麗公司,其產的碳纖維不僅用在仿F16的F2上(F2的碳纖維一體化成型機翼),而且廣銷世界各地,比如俄羅斯就從日本進口了大量的碳纖維,用於MC21的製造。再比如,日本去年展出的應用於其五代機的碳纖維製成的隱身彈艙。

不得不仰視!日本攻克一種世界頂級材料 國產五代機進度加速

在當今的航空工業中,複合材料的使用量越來越大,尤其是在民航領域,複合材料的使用量直接決定了客機的生產成本以及運營成本。因為碳纖維的重量更輕,性能更好,而在軍用領域,各型戰機的碳纖維用量也是大大增加,當然主要的承力結構依然採用更高強度的鈦合金金屬。而隨著碳纖維的發展,其也開始應用在航天領域,比如人造衛星的外殼。由於衛星長時間飄在太空中,其朝向和背離太陽的兩邊外殼處於極大的溫差下,而一般的金屬在冷熱溫差的循環下極易發生破損,而此時碳纖維就有了用武之地。除此之外,高強度的碳纖維也被應用在航空、航天發動機上面,但是由於部件處於發動機的封閉內部,不僅需要耐熱,而且衝壓比很高,極易造成碳纖維的分層和降解,需要更好性能的碳纖維,而能研製出這種性能的碳纖維公司更是少之又少。

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而在上個月,日本的帝人株式會社在其官網宣佈,其研究出了日本的第一種高耐熱性同時高耐衝擊性的雙馬來酰亞胺樹脂碳纖維預浸料,雖然比不上東麗這種碳纖維為巨頭,但是帝人仍然在碳纖維領域具有領先的地位。據稱這種碳纖維預浸料在航空航天發動機上面具有很好的適用性。

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預浸料是樹脂基體在嚴格的條件下與增強體制成組合物,常見的樹脂基體有環氧樹脂,但是這種樹脂基體的碳纖維常用於航空、航天器的結構部件中。而常見的預浸料,若改變其耐熱性,則其耐衝擊強度又會下降,導致其在受到衝擊時,會發生碳纖維與基體發生剝離的現象。而日本帝人公司研製的雙馬來酰亞胺樹脂基體的碳纖維不僅具有良好的線性熱膨脹係數,即在高溫和低溫下也能保持優異的尺寸穩定性,而且其還具有承受220MPA或者更高衝擊的抗衝壓強度。目前,帝人公司已經研製出了部分發動機零部件,日本五代機的發動機XF-9極有可能採用這種新型材料。(利刃/長空)


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