6.飛機(jī)復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)碳復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域具有很多優(yōu)點(diǎn),但也存在很多缺點(diǎn)。在飛機(jī)維護(hù)和檢查方面,航空航天領(lǐng)域的碳復(fù)合材料面臨以下挑戰(zhàn)。BVD 造成的損壞被描述為幾乎無(wú)法察覺的損壞。這種損壞肉眼無(wú)法看到,因?yàn)樗挥诓牧蟽?nèi)部,飛行前的檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)它。飛行前檢查是飛行前對(duì)金屬表面的日常檢查/檢測(cè)。該方法可以判斷金屬表面是否受損,但無(wú)法判斷其是否為 BVD 損傷。由于低速撞擊不會(huì)改變金屬表面,因此這種損傷發(fā)生在金屬表面內(nèi)部。如果低估了金屬表面的損傷,就有發(fā)生事故的可能性。這是碳復(fù)合材料面臨的問(wèn)題之一。環(huán)境(例如濕度條件)會(huì)影響組成聚合物基質(zhì)的材料的成分質(zhì)量,從而導(dǎo)致材料成分特性發(fā)生變化。濕度會(huì)導(dǎo)致某些金屬表面出現(xiàn)裂紋。這些裂紋非常小,肉眼無(wú)法看到;因此,它們被歸類為 BVD 損傷。復(fù)合材料層壓板也很少發(fā)生脫層。當(dāng)飛機(jī)達(dá)到最大高度時(shí),周圍環(huán)境的溫度會(huì)降至冰點(diǎn)以下。由于裂縫的擴(kuò)大,新的裂縫會(huì)出現(xiàn),這可能會(huì)導(dǎo)致致命的飛機(jī)事故。當(dāng)物質(zhì)破裂成不同的層時(shí),就會(huì)發(fā)生分層效應(yīng)。低速跌落沖擊試驗(yàn)和碳復(fù)合板在 DLR 處投射的氣槍試驗(yàn)均模擬高速狀態(tài)下進(jìn)行,用于評(píng)估分層損傷。當(dāng)沖擊能量最小時(shí),分層是最主要的損傷。子彈的沖擊能量越大,纖維損傷越大。分層會(huì)增加復(fù)合材料板的能量吸收,從而降低總穿透效果。碳復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空、住房、飛機(jī)、道路和汽車等領(lǐng)域。航空航天業(yè)從復(fù)合材料中受益最多。由于碳復(fù)合材料的性能,飛機(jī)工業(yè)最近越來(lái)越依靠于復(fù)合材料工業(yè)。事實(shí)證明,航空航天業(yè)中的碳復(fù)合材料可以節(jié)省燃料、時(shí)間和能源,同時(shí)提高運(yùn)營(yíng)效率并減輕飛機(jī)重量。它為飛機(jī)部件提供了巨大的抗拉強(qiáng)度。另一個(gè)重要方面是飛機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。以前,鋁是飛機(jī)制造的主要基礎(chǔ)材料;金屬飛機(jī)在起飛和運(yùn)輸過(guò)程中消耗了更多的燃油；然而,碳復(fù)合材料使得制造出的飛機(jī)更輕,飛機(jī)在起飛和運(yùn)輸過(guò)程中燃燒了更少的燃料。人們認(rèn)為,用碳復(fù)合材料制成的飛機(jī)是革命性的發(fā)明。碳復(fù)合材料具有多種用途,因此在未來(lái)的幾年，碳復(fù)合材料將始終是一個(gè)具有前瞻性且需求旺盛的行業(yè)。1. Ahmed, O.; Wang, X.; Tran, M. V.; & Ismadi, M. Z. Advancements in fiber-reinforced polymer composite materials damage detection methods: Towards achieving energy-efficient SHM systems. Composites Part B: Engineering, 2021, 223, 109136.2. Rohan Patole, Nitin Ambhore, Devendra Agrawal, Carbon Composites in Aerospace– A Comprehensive Review, Volume 5, Issue 4, 2023, 2, Materials International3. Sudhin, A.U.; Remanan, M.; Ajeesh, G.; Jayanarayanan, K. Comparison of properties of carbon fiber reinforced thermoplastic and thermosetting composites for aerospace. Mater. Today: Proc 2020, 24, 453– 462, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.297此文由中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集整理編譯，部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)資料。文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流，引用請(qǐng)注明出處。