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从“会用”到“用好”!张博明谈我国复合材料的发展
2019-05-24 来源: 中国化工信息周刊 点击
关键词:张博明

“复合材料高度的可设计性使其在整个人类科技发展中的作用会越来越大。人类对材料的需求发展日新月异,复合材料行业前景非常广阔。”——张博明

  我国复合材料欢乐时时彩已迎来了发展黄金期,未来5年将呈爆发式增长。当前,我国复合材料欢乐时时彩发展还有哪些瓶颈性难题待解决?产、学、研结合有何不足之处?与发达国家相比哪些短板待补齐?近日,中国复合材料学会秘书长张博明在北京航空航天大学,就相关问题接受了本刊记者的采访。

民用复合材料专业人才短缺

【CCN】总体而言,我国复合材料发展的瓶颈何在?您认为应当如何解决?

  【张博明】复合材料民用领域的专业人才短缺是一个瓶颈。由于国防领域受国家重视,研发机会多,我国绝大部分复合材料领域的高水平科研人员、科技资源都投入到该领域,致使民用领域的复合材料欢乐时时彩出现科技人员、资源短缺的状况。有的县复合材料欢乐时时彩有百十多家企业,一年产值几十个亿,但却没有一个工程师;只有一两个技术员在做一些很低级的技术性工作;产品也是抄袭仿冒来的,不具备自主研发能力。

  政府正在出台一系列的政策加以引导,引导科技人员将更多精力投入到民用欢乐时时彩上来,鼓励科技人员创业,加速科技成果转化,带动欢乐时时彩发展。目前这是一个比较突出的问题,虽说政府已经采取措施,但彻底扭转该现象尚需一段时间。

复材应用一味追求国外先进产品并不可取

【CCN】复合材料在军用、民用领域具有广阔的应用前景,我国在此方面与发达国家相比还有哪些差距?

  【张博明】就我国目前的工业现状、相关行业发展的情况来看,我们和发达国家其实并没有明显差别。仅有的差距也是由于整体的社会经济水平、工业基础造成的。这是因为复合材料是在工业基础上发展起来的,和整个工业的基础密切相关。

  中国和欧洲在复合材料应用方面差距稍大,在航空航天,特别是民用飞机领域最明显。例如欧洲研制的最新波音空客飞机787、350,复合材料用量已达50%,而我国正在研制的C919复合材料用量仅达10%左右。我国的民用大飞机发展仅十年,而欧美国家20世纪70年代便已起步,从该角度看,当前复合材料应用的差距是必然的。在军用装备上,尽管我们应用的时间稍晚,但现在基本上和发达国家并驾齐驱。另外,在复合材料自动化制造领域,我国与发达国家的差距比较大。我国现在仍在进口发达国家在20世纪70年代、90年代使用的一些设备。

  想要弥补这些差距,关键是要紧密结合自身欢乐时时彩,而不要总盯着国外最先进的产品,因为这些产品也许不适合我国国情。莫不如将购买这些产品的资金用在自主创新上,针对本土化需求,进行更切合实际的产品开发,服务好国内市场。

【CCN】目前,复合材料已经成为航空领域在材料选择方面的一大趋势。复合材料应用于航空领域有哪些优势?哪种复合材料在此领域最有应用前景?

  【张博明】对民用航空而言,减少燃油有利于提高其经济性。与铝合金和轻金属相比,复合材料本身易减重,其应用是大势所趋。此外,复合材料的应用还能提高乘客的舒适感,如增加窗户的打开幅度。大型航空公司会花很多精力去研究复合材料在飞机上的应用,国外复合材料每年总产值大约一半在航空航天领域实现。在众多复合材料中,碳纤维增强的树脂基复合材料在此领域最有应用前景。


先“会用”,再“用好”

【CCN】强大的研发和创新能力是高科技欢乐时时彩永葆活力的前提,复合材料的研发和推广需要奉行哪些理念和精神?

  【张博明】复合材料性能调控的范围很大,可设计性非常强。研发特点是根据应用的需要,专门设计一种材料,满足最佳的需求。复合材料行业的研发和创新永远是以应用为导向,最符合应用的材料就是最好的材料。

  复合材料既包含增强相,又包含基体相,其性能呈现各向异性。这使其在结构设计上和金属、塑料、陶瓷等材料有非常明显的区别。非复合材料领域的材料工程师在初次使用复合材料时,都无从下手。复合材料行业的研发首先需要解决的问题是通过教育培训、技术交流、推广宣传,让大家了解复合材料的各向异性,让大家都会用。在会用以后再考虑如何用好。实际使用时,需通过一系列研发工作不断改进设计和制造方法,降低成本,设计出更高效率的结构,从而制作出更好的产品。从让设计师会用到用好,这是我们复合材料界的特殊追求。

【CCN】我国复合材料界在产、学、研结合创新方面,还有哪些不足亟待改进?

  【张博明】在国内经济比较发达的地区,如北京、上海、江苏、广东、山东,大家对产、学、研结合很重视,对复合材料行业也非常重视,很多资源都在向这个行业倾斜,推动这个行业发展,前景还是非常好的。现在讲究政、产、学、研、金、服、用七位一体,值得一提的是,金融业和投资业在复合材料未来发展过程中应该会起到更加重要的作用。以前,复合材料行业和资本的结合比较薄弱,行业对如何与资本合作还缺乏经验。随着行业的发展,新成果不断涌现,会有很多好项目能真正实现科技和金融的完美结合,让整个行业实现跨越式的发展。


复合材料界的后起之秀们

【CCN】作为复合材料界的一匹黑马,纳米复合材料多年来一直是研发的热点。该材料当前在各领域的应用情况如何?

  【张博明】纳米材料曾经被认为颇具前景,是一类革命性的、可以改变整个工业的材料,是学术界的宠儿。纳米材料自身具有优良的特性,比如碳纳米管,其模量可能比现在碳纤维要高十倍,甚至百倍。但其尺寸小,若想在材料改性上见到明显效果,添加量就需达到一定数值。然而,纳米材料易团聚,进而粘在一起,稍微增加添加量,团聚现象就很严重,这限制了纳米材料的整体应用,且该问题无法从根本上解决。

  在大规模工业化应用方面,纳米复合材料还未起步。如在汽车、飞机、船舶等的结构材料上,纳米复合材料基本无用武之地。目前纳米复合材料主要用在一些功能材料上,如传感器用、电池用材料和一些导电、导热材料,用量并不大,仅起到锦上添花的作用。

【CCN】智能复合材料是复合材料领域的后起之秀,其未来的发展有哪些看点?

  【张博明】智能复合材料被认为是复合材料未来发展的一大热点,目前这方面学术研究做得比较多,真正的工程应用还比较少。智能复合材料面临的竞争对手是一些传统的功能材料,尽管智能复合材料在发展,很多传统功能材料也在发展,甚至由于后者基础好,发展速度可能比一般智能材料更快。未来的智能材料可能会向着自感知、监测、传感、自愈合的方向发展。如运用在飞机机身材料上,在飞机运行过程中,检测飞机损伤情况;运用在卫星太阳能帆板上,改善帆板展开动作等。

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