三維機(jī)織復(fù)合材料力學(xué)性能提升明顯 多重因素作用下行業(yè)前景廣闊

　　三維機(jī)織復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用在國防軍工、航空航天、汽車交通、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，用來制造導(dǎo)彈天線罩、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、衛(wèi)星桁架、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片與機(jī)匣、機(jī)翼、飛機(jī)起落架、剎車片等。由于三維機(jī)織復(fù)合材料制備難度較大、成本較高，現(xiàn)階段主要應(yīng)用在國防軍工、航空航天領(lǐng)域。

 

　　三維紡織復(fù)合材料，是以高性能纖維為材料采用三維紡織技術(shù)制造而成的先進(jìn)復(fù)合材料增強(qiáng)體，主要包括三維機(jī)織復(fù)合材料、三維編織復(fù)合材料、三維針織復(fù)合材料等類型。

 

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2024-2029年中國三維機(jī)織復(fù)合材料行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，三維機(jī)織復(fù)合材料，是經(jīng)緯方向的纖維交織形成平面，厚度方向的纖維進(jìn)行貫穿形成的織物。三維機(jī)織復(fù)合材料的纖維在三維空間內(nèi)相互交錯(cuò)構(gòu)成整體，擁有一定厚度，可提高材料剪切強(qiáng)度、損傷容限，能夠制備不同形狀的增強(qiáng)體，再與樹脂基體進(jìn)行復(fù)合制造高性能復(fù)合材料，可以避免切割導(dǎo)致復(fù)合材料性能下降，并且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

 

　　纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的最終性能受纖維增強(qiáng)體、樹脂基體影響，從纖維增強(qiáng)體方面來看，纖維的方向、連續(xù)性以及纖維在基體中的分布等均會(huì)造成影響。三維機(jī)織復(fù)合材料擁有一定厚度且不分層，與二維增強(qiáng)體相比，力學(xué)性能明顯提升，且三維結(jié)構(gòu)可進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠滿足纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性能以及其他特殊性能要求。

 

　　碳纖維三維機(jī)織復(fù)合材料，是研究熱度最高的三維機(jī)織復(fù)合材料之一，特別適合用作熱結(jié)構(gòu)部件的制造材料。碳纖維三維機(jī)織復(fù)合材料擁有三維結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的二維結(jié)構(gòu)碳纖維增強(qiáng)體相比，比強(qiáng)度、比模量、抗沖擊等力學(xué)特性明顯提升，可以應(yīng)用在軍工、航天、航空、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。

 

　　在我國以及海外市場(chǎng)中，三維機(jī)織復(fù)合材料技術(shù)、設(shè)備相關(guān)研制機(jī)構(gòu)與企業(yè)主要有日本FUKUTA，澳大利亞Defence Science and Technology Organization，美國的NASA ACT、特拉華大學(xué)、北卡羅萊納州立大學(xué)，以及中國的南京玻璃纖維研究院、天津工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)等。

 

　　我國三維機(jī)織復(fù)合材料技術(shù)與應(yīng)用研究持續(xù)深入，相關(guān)專利不斷增多，例如南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司、中國航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司的“一種三維機(jī)織復(fù)合材料風(fēng)扇流道平臺(tái)預(yù)制件及其制備方法”，清華大學(xué)的“三維機(jī)織復(fù)合材料整體成型的旋翼槳葉及制作方法”，大連理工大學(xué)的“一種三維機(jī)織復(fù)合材料成型過程內(nèi)部溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法及裝置”等。

 

　　新思界行業(yè)分析人士表示，我國于2024年2月1日正式實(shí)施的最新版《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》中，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片用大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)三維機(jī)織復(fù)合材料預(yù)制體的制備與應(yīng)用列為鼓勵(lì)類項(xiàng)目。從應(yīng)用、科研成果、政策等方面來看，我國三維機(jī)織復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展前景廣闊。

 

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