高性能熱塑性復合材料在航空發動機短艙上的應用

周冰潔，張代軍，張英杰，王 維，姚佳楠

（1.中國航發商用航空發動機有限責任公司，上海 200241；2.中國航發北京航空材料研究院，北京 100095；3.東華大學先進低維材料中心纖維材料改性國家重點實驗室，上海 201620）

樹脂基復合材料以其輕質高強、抗疲勞、耐腐蝕等一系列性能優勢，逐漸發展成為航空結構不可或缺的材料體系。按照基體樹脂的種類，可以將樹脂基復合材料分為熱固性和熱塑性兩大類。由于熱塑性復合材料預浸料制備及成型加工困難大，限制了其在飛機及發動機結構的廣泛應用。以往針對熱固性復合材料的研究較多，應用也較為成熟。然而熱固性復合材料的韌性不足，受低速沖擊載荷存在敏感的分層問題，限制了其在航空結構上的進一步應用。

熱塑性樹脂由于本身的凝聚態結構賦予其高韌性，使其復合材料相對傳統的熱固性復合材料具有更為優異的性能，以及廣闊的應用前景。除性能要求外，國內外對于航空業的環保性提出了更高的要求，歐盟據此提出了針對性的大型科研計劃——“清潔天空（Clean Sky）”計劃，目的在于通過降低能耗和噪聲污染，減小航空運輸對環境的影響。由于熱塑性復合材料的成型過程中不發生化學反應，因此具有可回收再利用的獨特優勢，在提升性能的同時，對環境友好。同時，其預浸料可在常溫下無限期儲存，成型效率高，能夠有效降低制造成本。

由于以上優勢，熱塑性復合材料已在大型民航飛機、直升機等航空領域取得廣泛應用。……