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说到复合材料,当代所有人不约而同的认为是很高大上的科技,实际上这种想法是正确的。但是很少有人知道最基础的复合材料是什么?离我们的生活有多近?不过当说出玻璃钢这个词的时候,所有人都会哑然失笑。因为这种东西大到玻璃钢构件、建筑玻璃钢瓦,小到摩托车头盔,生活中比比皆是。说到这里笔者要问,你知道玻璃钢材料与战斗机、航天火箭、神舟飞船和返回舱、高铁等高大上的工程有什么重大关系吗?

中国玻璃钢技术源自苏联,发展近60年在导弹和航天领域用处非凡

从公开资料看,中国是在1955年首次通过苏联接触到玻璃钢这种复合材料,58年正式启动研发,在有任何仪器设备,条件十分困难的条件下与当年五月研制成功我国第一块玻璃钢板材。1960年建材部玻璃设计院成立新材料设计室。从此中国最基础的复合材料工业正式起步。之后北玻院、上玻院、哈玻院、南玻院以及常州253厂(天马集团有限公司)等玻璃钢复合材料专业研究院所(厂)的建立标志着我国复合材料/玻璃钢工业研究开发组织体系正式成立。

中国秘研导弹新材料 历史上只有一国能做到

玻璃钢复合材料制作的管道

复合材料/玻璃钢工业自60年代初从起步就开始在航天、航空、船舶、电子、兵器及核工业等领域,为我国国防工业现代化配套建设做出了重大贡献。1961年国防科委、国家科委同时向建材院玻璃钢室和哈尔滨建工学院玻璃钢室下达了东风二号(1061)耐烧蚀大面积防热部件的研制任务。经过三年的艰苦奋战,建工二五一厂成功地将玻璃钢大面积烧蚀材料应用到导弹壳体上。

965年哈玻院接受了玻璃钢发动机壳体的研制任务,1985年通过部级鉴定,1990年正式应用于“长二捆”运载系统的近地点发动机,这是我国第一发用于飞行的大型玻璃钢壳体。1966年9月,北京二五一厂(北玻院)承担了东方红卫星(651工程)大型玻璃钢喷管的研制任务,1967年研制成功,首次应用于1970年4月24日发射我国第一颗人造地球卫星。 1971年上玻所设计安装了直径为44米的大型全玻璃钢蜂窝夹层结构的地面雷达罩。

之后我国在热防护材料和先进复合材料研制上取得了卓越的成就,新型弹头防热材料、玻璃钢发动机及喷管、导弹发射筒、级间段等功能材料和结构材料的相继应用。复合材料叠层板构件制造技术在飞机制造应用上已趋于成熟,大量应用于垂尾、前机身、机翼主承力结构、平尾等飞机部件。

碳/环氧复合材料结构件成功用于风云二号地球同步卫星。我国已经研制成功“芳纶高压氮气瓶”,并首次在飞机上应用。舰艇用复合材料、雷达天线罩、复合材料桅杆、舱室封面板等大型复合材料结构件投入使用。其中哈玻院的先进复合材料主承力结构用于“神舟”飞船,YZM-1预混料制成的中密度复合材料用于神舟飞船返回舱。

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我国先进的复合材料已经成功运用到了航天工业上了

“神舟”飞船从玻璃钢这种基础的复合材料做起,发展26年后的1984年中国正式成立了复合材料工业协会。之后的30年发展和积累让中国最终成为现在的复合材料工业大国。而最新的复合材料前沿技术已经囊括了碳纤维、石墨烯、轻芯钢以及金属复合材料。

石墨烯新材料应用十分广泛,尤其是石墨烯增强金属结构材料在下一代飞机研制、航空发动机高温部件制造、未来高速飞行器研制等方面具有极高的应用价值。

其中石墨烯改性钛合金在中国高超音速飞行器上得到应用,使中国能够在该项目上领先美国和俄罗斯。石墨烯改性铝合金将在中国大飞机和先进战斗机上被广泛应用。

最后再回到玻璃钢这个主题上来。最新的消息称,山东圣泉集团打破了国外垄断(实际上是德国垄断),成功研发出了一种轻芯钢,这个材料具有轻质高强、隔音降噪、阻燃保温、耐腐耐候等优异功能,用于高铁列车内饰材料后每节车厢可减重1吨以上,对于高铁安全提速意义深远。轻芯钢是一种新型复合材料,其强度比玻璃钢坚硬结实,密度重量只有玻璃钢的五分之一。至于轻芯钢在军事和航天工业的用途,不用说完全可以参考上述玻璃钢在该领域的用途。

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