【环氧板】复合材料的应用

环氧板复合材料具有高比模量、高比强度、耐腐蚀、耐疲劳、耐磨损、比重轻等系列优异性能。在航空、航天、机械、化工、生物器材等领域得到了长足的发展，其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件。由于其耐高温、摩擦性好，目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件、飞机及赛车的刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动机的热端部件等。

1.固体火箭发动机喷管
环氧板复合材料自20世纪70年代首次作为固体火箭发动机(SRM)喉衬飞行成功以来，极大地推动了SRM喷管材料的发展。采用碳/碳复合材料的喉衬、扩张段、延伸出口锥，具有极低的烧蚀率和良好的烧蚀轮廓，可提高喷管效率1%~3%，即可大大提高SRM的比冲。喉衬部一般采用多维编织的高密度沥青基碳/碳复合材料，增强体多为整体针刺碳毡、多向编织等，并在表面涂覆SiC以提高抗氧化性和抗冲蚀能力。美国的“民兵2m”导弹发动机第三级的喷管喉衬材料，“北极星”A27发动机喷管的收敛段，MX导弹第三级发动机的可延伸出口锥等均采用了碳/碳复合材料(三维编织薄壁碳/碳复合材料制品)。俄罗斯用在潜地导弹发动机的喷管延伸锥也是采用三维编织薄壁碳/碳复合材料制品。

2.刹车领域
环氧板复合材料刹车盘的实验性研究于1973年第一次用于飞机刹车。目前，一半以上的碳碳复合材料用做飞机刹车装置。高性能刹车材料，要求高比热容、高熔点以及高温下的强度，环氧板复合材料正好适应了这一要求，制作的飞机利车盘重量轻、耐温高、比热容比钢高2.5倍:同金属刹车材料相比，可节省40%的结构重量。碳刹车盘的使用寿命是金属基的5~7倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小，因此碳刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。目前法国欧洲动力、碳工业等公司已批量生产复合材料刹车片，英国邓禄普公司也已大量生产碳/碳复合材料刹车片，用于赛车、火车和战斗机的刹车材料。图6-21所示即为A320系列飞机碳/碳刹车盘成品。环氧板复合材料刹车盘在我国的研究状况则以黄伯云为首的研究团队最为突出。复合材料在其他领域也得到广泛应用，图6-22所示即为碳/碳复合材料在汽车上的应用分布。

目前我国环氧板纤维复合材料发展迅速，在“神舟”飞船所用材料中，复合材料的比例已达到65%左右，我国的大飞机也将达到25%。但由于技术原因，我国碳纤维复合材料还依赖进口，在环氧板纤维的低成本上和复合材料成型技术上要迎头赶上。

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