[分享][推薦]江蘇省“十五”高性能復(fù)合材料發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究

sio2liu

<>art 01    </P>
<>材料是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步的里程碑，是多數(shù)發(fā)明創(chuàng)造的先導(dǎo)。當(dāng)今是多種材料并存的時(shí)代，也是新材料迅速發(fā)展的時(shí)期，而復(fù)合材料是新材料發(fā)展的重點(diǎn)。這主要是因?yàn)閺?fù)含材料是由兩種或兩種以上的材料復(fù)合而成的一種新材料，它可以取各類材料之長(zhǎng)，補(bǔ)各類材料之短，以達(dá)到提高材料的綜合性能和節(jié)約能源的目的。
復(fù)合材料是材料科學(xué)與材料工程相結(jié)合的產(chǎn)物，它是將材料組成、結(jié)構(gòu)、制造工藝、性能及其在使用過(guò)程中表現(xiàn)出的諸因素進(jìn)行優(yōu)化，按需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用新工藝或新技術(shù)制造出性能優(yōu)異的新型材料。因此，復(fù)合材料的設(shè)計(jì)自由度大，可以成為高性能的結(jié)構(gòu)材料，也可以成為性能優(yōu)越的功能材料，還可以成為結(jié)構(gòu)－功能
一體化的構(gòu)件。
　　復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家的年增長(zhǎng)率要高于GDP的增長(zhǎng)率，例如美國(guó)近幾年復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的年增長(zhǎng)率約為5．5%。因此重視復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是符合當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向的，特別是對(duì)現(xiàn)代科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要推動(dòng)作用的高性能復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展是至關(guān)重要的。
高性能復(fù)合材料是指非一般玻璃鋼之類、通常已廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料，它的研發(fā)、推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，特別是機(jī)械、電子、化工、汽車(chē)等支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要影響。
江蘇省是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大省、科教大省，有發(fā)展高性能復(fù)合材料的良好基礎(chǔ)，原材料十分豐富，復(fù)合材料的技術(shù)力量雄厚，眾多高校、科研院所有大量的科研成果，因此本研究項(xiàng)目旨在“十五”期間如何將各種力量進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)施有限目標(biāo)重點(diǎn)突破，搞好產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，使江蘇省高性能復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展走在全國(guó)的前列，并參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，為江蘇省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁上一個(gè)新臺(tái)階作出貢獻(xiàn)。</P>
<>一、復(fù)合材料國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
　　由于高性能復(fù)合材料包含于整個(gè)復(fù)合材料之中，且高性能是相對(duì)而言的，因此敘述國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況宜論述整個(gè)復(fù)合材料為好。復(fù)合材料根據(jù)基體種類可分為樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料等。
　?。ㄒ唬?shù)脂基復(fù)合材料國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
　　樹(shù)脂基復(fù)合材料是最先開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣的，因此應(yīng)用面最廣、產(chǎn)業(yè)化程度最高。根據(jù)基體的受熱行為可分為熱塑性復(fù)合材料和熱固性復(fù)合材料。
　　1．熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料
　　熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料是指以熱固性樹(shù)脂如不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等為基體，以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強(qiáng)材料制成的復(fù)合材料。
　　樹(shù)脂基復(fù)合材料自1932年在美國(guó)誕生之后，至今已有近70年的發(fā)展歷史。1940～1945年期間美國(guó)首次用玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂、以手糊工藝制造軍用雷達(dá)罩和飛機(jī)油箱，為樹(shù)脂基復(fù)合材料在軍事工業(yè)中的應(yīng)用開(kāi)辟了途。1944年美國(guó)空軍第一次用樹(shù)脂基復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)制造飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼；1946年纖維纏繞成型在美國(guó)獲得專利；1950年真空袋和壓力袋成型工藝研究成功并試制成功直升飛機(jī)的螺旋槳；1949年玻璃纖維預(yù)混料研制成功，利用傳統(tǒng)的對(duì)模法壓制出表面光潔的樹(shù)脂基復(fù)合材料零件；20世紀(jì)60年代美國(guó)用纖維纏繞工藝研制成功“北極星A”導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。為了提高手糊成型工藝的生產(chǎn)率，在此期間噴射成型工藝得到了發(fā)展和應(yīng)用，使生產(chǎn)效率提高了2－4倍。1961年德國(guó)研制成功片狀模塑料（SMC），使模壓成型工藝達(dá)到新水平（中壓、中溫、大臺(tái)面制品）；1963年樹(shù)脂基復(fù)合材料板材開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)，美、法、日等國(guó)先后建起了高產(chǎn)量、大寬幅連續(xù)生產(chǎn)線，并研制成功透明復(fù)合材料及其夾層結(jié)構(gòu)板材；1965年美國(guó)和日本用SMC壓制汽車(chē)部件、浴盆、船上構(gòu)件等；拉擠成型工藝始于20世紀(jì)50年代，60年代中期實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，除棒材外還生產(chǎn)細(xì)管、方形、工字形、槽形等型材，到了70年代，拉擠技術(shù)有了重大突破，目前美國(guó)生產(chǎn)拉擠成型機(jī)組最先進(jìn)，其制品斷面達(dá)76×20cm2，并設(shè)計(jì)有環(huán)向纏繞機(jī)構(gòu)；進(jìn)入70年代，樹(shù)脂反應(yīng)注射成型（RRIM）研究成功，改善了手糊工藝，使產(chǎn)品兩面光潔，已用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具、汽車(chē)零件等。70年代初熱塑性復(fù)合材料得到發(fā)展，其生產(chǎn)工藝主要是注射成型和擠出成型，只用于生產(chǎn)短纖維增強(qiáng)塑料。1972年美國(guó)PPG公司研制成功玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性片狀模塑料（GMT），1975年投入生產(chǎn)，其最大特點(diǎn)是成型周期短，廢料可回收利用。80年代法國(guó)研究成功濕法生產(chǎn)熱塑性片狀模塑料（GMT）并成功地用于汽車(chē)制造工業(yè)。離心澆鑄成型工藝于20世紀(jì)60年代始于瑞士，80年代得到發(fā)展，英國(guó)用此法生產(chǎn)10m。長(zhǎng)復(fù)合材料電線桿，而用離心法生產(chǎn)大口徑壓力管道用于城市給水工程，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。到目前為止，樹(shù)脂基復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝已有近20種之多，而且新的生產(chǎn)工藝還在不斷的出現(xiàn)。
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我這個(gè)是純文字的，剛才想做為發(fā)言弄上去，結(jié)果報(bào)錯(cuò)說(shuō)字?jǐn)?shù)太長(zhǎng)了，我再試

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<>art 02</P><>　　關(guān)于樹(shù)脂基復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，各國(guó)的發(fā)展途徑有所不同。美國(guó)首先在軍工方面應(yīng)用，二次大戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為民用為主。西歐各國(guó)則直接從發(fā)展民用開(kāi)始（如波形板、防腐材料、衛(wèi)生潔具等）兼顧軍工。就全世界而言，目前已形成了從原材料、成型工藝、機(jī)械設(shè)備、產(chǎn)品種類及性能檢驗(yàn)等較完整的工業(yè)體系，與其它工業(yè)相比，發(fā)展速度很快。
　　當(dāng)今復(fù)合材料的樹(shù)脂基體仍以熱固性樹(shù)脂為主。根據(jù)2000年的統(tǒng)計(jì)，全世界樹(shù)脂基復(fù)合材料制品種類超過(guò)40000種，總產(chǎn)量達(dá)600萬(wàn)噸，其中高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)量超過(guò)300萬(wàn)噸，高性能熱塑性復(fù)合材料產(chǎn)量為120多萬(wàn)噸。
　　樹(shù)脂基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，表1為美國(guó)、西歐、日本等幾個(gè)主要國(guó)家的樹(shù)脂基復(fù)合材料在汽車(chē)、建筑和造船等工業(yè)中用量比例。
　　我國(guó)樹(shù)脂基復(fù)合材料始于1958年，當(dāng)年以手糊工藝研制了樹(shù)脂基復(fù)合材料漁船，以層壓和卷制工藝研制成功樹(shù)脂基復(fù)合材料板、管和火箭筒等。1961年研制成耐燒蝕端頭。1962年引進(jìn)不飽和聚酯樹(shù)脂和蜂窩成型機(jī)及噴射成型機(jī)，開(kāi)發(fā)了飛機(jī)螺旋槳和風(fēng)機(jī)葉片。1962年研究成功纏繞工藝并生產(chǎn)一批氧氣瓶等壓力容器。1970年用手糊夾層結(jié)構(gòu)板制造了直徑44米的大型樹(shù)脂基復(fù)合材料雷達(dá)罩。1971年以前我國(guó)的樹(shù)脂基復(fù)合材料工業(yè)主要是軍工產(chǎn)品，70年代后開(kāi)始轉(zhuǎn)向民用。1987年起各地大量引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)如池窯拉絲、短切氈、表面氈生產(chǎn)線及各種牌號(hào)的聚酯樹(shù)脂（美、德、荷、英、意、日）和環(huán)氧樹(shù)脂（日、德）等生產(chǎn)技術(shù)；在成型工藝方面，引進(jìn)了纏繞管、罐生產(chǎn)線、拉擠工藝生產(chǎn)線、SMC生產(chǎn)線、連續(xù)制板機(jī)組、樹(shù)脂傳遞模塑（RTM）成型機(jī)、噴射成型技術(shù)、樹(shù)脂注射成型技術(shù)及漁竿生產(chǎn)線等，形成了從研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及原材料配套的完整的工業(yè)體系，截止2000年底，我國(guó)樹(shù)脂基復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)達(dá)3000多家，已有51家通過(guò)ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證，產(chǎn)品品種3000多種，總產(chǎn)量達(dá)73萬(wàn)噸/年，居世界第二位。產(chǎn)品主要用于建筑、防腐、輕工、交通運(yùn)輸、造船等工業(yè)領(lǐng)域。近年來(lái)碳纖維片材補(bǔ)強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)、拉擠復(fù)合材料門(mén)窗、SMC或BMC模壓電表箱、RTM制品等興起。
　　在建筑方面，樹(shù)脂基復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于內(nèi)外墻板、透明瓦、冷卻塔、空調(diào)罩、風(fēng)機(jī)、玻璃鋼水箱、衛(wèi)生潔具、凈化槽等。
　　在石油化工方面，主要用于管道及貯罐。其中玻璃鋼管道有定長(zhǎng)管、離心澆鑄管及連續(xù)管道。按壓力等級(jí)分為中低壓管道和高壓管道。我國(guó)“八五”、“九五”期間引進(jìn)管罐生產(chǎn)線40條，現(xiàn)場(chǎng)纏繞大型貯罐最大直徑12米，貯罐最大容積1萬(wàn)立方米。國(guó)內(nèi)研制與生產(chǎn)的玻璃鋼管罐生產(chǎn)設(shè)備部分技術(shù)指標(biāo)已超過(guò)國(guó)外同類設(shè)備的技術(shù)水平。
　　在交通運(yùn)輸方面，為了使交通工具輕型化、節(jié)約耗油量、提高使用壽命和安全系數(shù)，目前在交通工具上已經(jīng)大量使用復(fù)合材料。汽車(chē)上主要有車(chē)身、引擎蓋、保險(xiǎn)杠等配件；火車(chē)上有車(chē)廂板、門(mén)窗、座椅等；在船艇方面主要有氣墊船、救生艇、偵察艇、漁船等，目前我國(guó)制造的玻璃鋼漁船最長(zhǎng)達(dá)33米。在機(jī)械及電器領(lǐng)域如屋頂風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、電纜橋架、絕緣棒、集成電路板等產(chǎn)品都具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。
　　在航空航天及軍事領(lǐng)域，如輕型飛機(jī)、尾翼、衛(wèi)星天線、火箭噴管、防彈板、防彈衣、魚(yú)雷等都取得了重大突破，為我國(guó)的國(guó)防事業(yè)作出了重大貢獻(xiàn)。
高性能熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料所采用的基體主要有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等。
　　（1）環(huán)氧樹(shù)脂
　　環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)是具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、耐腐蝕性。良好的粘接性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、機(jī)械、電子、水利、交通、汽車(chē)、家電和宇航等各個(gè)領(lǐng)域。
　　1993年世界環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)能力為130萬(wàn)噸，1996年遞增到143萬(wàn)噸，1997年為148萬(wàn)噸，1999年150萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2003年可達(dá)到160萬(wàn)噸左右。
我國(guó)是從1975年開(kāi)始研究環(huán)氧樹(shù)脂。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè)約有170多家，總生產(chǎn)能力為15萬(wàn)多噸，設(shè)備利用率為50%左右。
　?。?）酚醛樹(shù)脂
　　酚醛樹(shù)脂具有耐熱性、耐磨擦性、機(jī)械強(qiáng)度高、電絕緣性優(yōu)異、低發(fā)煙性和耐酸性優(yōu)異等特點(diǎn)，因而在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)在某些高新技術(shù)如電子行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、航空航天等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
1997年全球酚醛樹(shù)脂的產(chǎn)量為300萬(wàn)噸，其中美國(guó)為164萬(wàn)噸。我國(guó)的產(chǎn)量為18萬(wàn)噸，進(jìn)口4萬(wàn)噸。酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用包括汽車(chē)剎車(chē)片、酚醛電容包封料、深層過(guò)濾材料、航空航天等行業(yè)。
　　（3）乙烯基酯樹(shù)脂
　　乙烯基酯樹(shù)脂是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一類新型熱固性樹(shù)脂，其特點(diǎn)是耐腐蝕性好、耐溶劑性好、機(jī)械強(qiáng)度高、延伸率大、與金屬、塑料、混凝土等材料的粘結(jié)性能好、耐疲勞性能好、電性能佳、耐熱老化、固化收縮率低、可常溫固化也可加熱固化。
　　南京金陵帝斯曼樹(shù)脂有限公司引進(jìn)荷蘭的先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的Atlac系列強(qiáng)耐腐蝕性乙烯基酯樹(shù)脂，已廣泛用于貯罐、容器、管道等，有的品種還能用于防水和熱壓成型。南京費(fèi)隆復(fù)合材料有限公司、上海新華樹(shù)脂廠、南通明佳聚合物有限公司等廠家也生產(chǎn)乙烯基酯樹(shù)脂。
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<>art 03</P><>2．熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料
　　熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的，由于可以回收利用，所以在復(fù)合材料總量中的比例呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。主要品種有長(zhǎng)纖維增強(qiáng)粒料（LFP）、連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶（MITT）和纖維熱塑性片樹(shù)（GMT）。根據(jù)使用要求不同，樹(shù)脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PEI、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料，纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料占樹(shù)脂基復(fù)合材料總量的3O%以上。2000年酉歐熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)量為106萬(wàn)噸，熱塑性復(fù)合材料為54萬(wàn)噸，占樹(shù)脂基復(fù)合材料總量的34%。
　　高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料以注射件居多，基體以PP、PA為主。產(chǎn)品有管件（彎頭、三通、法蘭）、閥門(mén)、葉輪、軸承、電器及汽車(chē)零件、擠出成型的管道、GMT（熱塑性片狀模塑料）模壓制品如吉普車(chē)座椅支架、汽車(chē)踏板、座椅等。玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯在汽車(chē)中的應(yīng)用包括通風(fēng)和供暖系統(tǒng)、空氣過(guò)濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動(dòng)皮帶保護(hù)罩等。
　　滑石粉填充的PP具有高剛性、高強(qiáng)度、極好的耐熱老化性能及耐寒性?；墼鰪?qiáng)PP在車(chē)內(nèi)裝飾方面有著重要的應(yīng)用，如用作通風(fēng)系統(tǒng)零部件。儀表盤(pán)和自動(dòng)剎車(chē)控制杠等。汽車(chē)裝磺類零部件多用于普通PP和添加滑石粉等無(wú)機(jī)填充材料的復(fù)合聚丙烯。美國(guó)HPM公司用20%滑石粉填充PP制成168m2、重5kg的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸音天花板和轎車(chē)的搖窗升降器卷繩筒外殼。
　　云母復(fù)合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲事、尺寸穩(wěn)定以及與金屬相比的低密度、低價(jià)格等特點(diǎn)，利用云母/pp復(fù)合材料可制作汽車(chē)儀表盤(pán)、前燈保護(hù)圈、擋板罩、車(chē)門(mén)護(hù)欄、熱鬧外殼、電機(jī)風(fēng)扇、百葉窗等部件，利用該材料的阻尼性可制作音響零件，利用其屏蔽性可制作蓄電池箱等。
　　目前豐田汽車(chē)工業(yè)公司與三菱化學(xué)公司共同開(kāi)發(fā)成功的PP/EPR/滑石粉納米復(fù)合材料制造汽車(chē)的前、后保險(xiǎn)杠，已于1991年實(shí)現(xiàn)了商用化，由此豐田汽車(chē)上的保險(xiǎn)杠厚度可以由4mm減少到3mm，質(zhì)量約減輕1/3。豐田公司在1994年又開(kāi)發(fā)出用于汽車(chē)內(nèi)裝飾的TSOP－2、TSOP－3等納米復(fù)合材料。
　　對(duì)于熱塑性復(fù)合材料如PA、PP等一般基體，由于其耐熱性差一直未能得到普及應(yīng)用。近年來(lái)，一方面通過(guò)對(duì)現(xiàn)有熱塑性樹(shù)脂的改性，另一方面開(kāi)發(fā)高性能熱塑性樹(shù)脂如PPO、PEEK、PEI、PPS、PSF等，使得熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用越來(lái)越多。
　　我國(guó)的熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料開(kāi)始于20世紀(jì)80年代末期，近十年來(lái)取得了快速發(fā)展（見(jiàn)表3），2000年產(chǎn)量達(dá)到12萬(wàn)噸，約占樹(shù)脂基夏合材料總產(chǎn)量的17%，與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有差距。所用的基體材料仍以PP、PA為主，增強(qiáng)材料以玻璃纖維為主，少量為碳纖維，在熱塑性復(fù)合材料方面未能有重大突破。我國(guó)納米科技為聚合物改性及應(yīng)用提供了良好的機(jī)遇，如納米改性PA等，但目前仍存在復(fù)合體系單一，工業(yè)化程度不高，大多數(shù)只處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，沒(méi)有完全推廣實(shí)用，聚合物納米復(fù)合材料所具備的特性和潛能，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都要靠納米科技開(kāi)創(chuàng)先河和提高。
　　樹(shù)脂基復(fù)合材料采用的增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。
　?。?）玻璃纖維
　　目前用于高性能復(fù)合材料的玻璃纖維主要有高強(qiáng)度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等。
　　20世紀(jì)50年代末美國(guó)首先研究開(kāi)發(fā)成功了高強(qiáng)度玻璃纖維（S－994），迄今為止，世界上僅有美、法、日、俄、加及我國(guó)六個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)高強(qiáng)度玻璃纖維。由于高強(qiáng)度玻璃纖維性能價(jià)格比較優(yōu)，以年增長(zhǎng)率10%以上的速度發(fā)展。1991年西方各國(guó)的總產(chǎn)量已達(dá)到480噸，目前估計(jì)已在5000噸以上。高強(qiáng)度玻璃纖維復(fù)合材料不僅應(yīng)用在軍用方面，近年來(lái)民用產(chǎn)品也有廣泛應(yīng)用，如防彈頭盔、防彈服、直升飛機(jī)機(jī)翼、預(yù)警機(jī)雷達(dá)罩、各種高壓壓力容器、民用飛機(jī)直板、體育用品、各類耐高溫制品以及近期報(bào)道的性能優(yōu)異的輪胎簾子線等。
石英玻璃纖維及高硅氧玻璃纖維屬于耐高溫的玻璃纖維，是比較理想的耐熱防火材料，用其增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂可制成各種結(jié)構(gòu)的耐高溫、耐燒蝕的復(fù)合材料部件，大量應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈的防熱材料。
　　迄今為止，我國(guó)已經(jīng)實(shí)用化的高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料用的碳纖維、芳綸纖維、高強(qiáng)度玻璃纖維三大增強(qiáng)纖維中，只有高強(qiáng)度玻璃纖維已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，形成了小規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)階段年產(chǎn)可達(dá)500噸。
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<>art 04</P><>　?。?）碳纖維
　　碳纖維具有強(qiáng)度高、模量高、耐高溫、導(dǎo)電等一系列性能，首先在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，近年來(lái)在運(yùn)動(dòng)器具和體育用品方面也廣泛采用。據(jù)預(yù)測(cè)碳纖維復(fù)合材料在近年內(nèi)還將擴(kuò)大開(kāi)辟新的應(yīng)用領(lǐng)域，土木建筑、交通運(yùn)輸、汽車(chē)、能源等領(lǐng)域?qū)?huì)大規(guī)模采用工業(yè)級(jí)碳纖維。1997～2000年間，宇航用碳纖維的年增長(zhǎng)率估計(jì)為31%，而工業(yè)用碳纖維的年增長(zhǎng)率估計(jì)會(huì)達(dá)到130%。
　　我國(guó)的碳纖維總體水平還比較低，相當(dāng)于國(guó)外七十年代中、末期水平，與國(guó)外差距達(dá)20年左右。國(guó)產(chǎn)碳纖維的主要問(wèn)題是性能不太穩(wěn)定且離散系數(shù)大、無(wú)高性能碳纖維、品種單一、規(guī)格不全、連續(xù)長(zhǎng)度不夠、未經(jīng)表面處理、價(jià)格偏高等。
　　（3）芳綸纖維
　　1972年美國(guó)杜邦公司研究開(kāi)發(fā)成功的全對(duì)位芳香族聚酰胺名為Kevlar的商品正式用于高性能夏合材料。1972年的產(chǎn)量?jī)H為45噸，到1977年就增加到4200噸，1982年上升到21000噸，年增長(zhǎng)速度為20%。20世紀(jì)80年代以來(lái)，荷蘭、日本、前蘇聯(lián)也先后開(kāi)展了芳綸纖維的研制開(kāi)發(fā)工作。荷蘭AKZO公司的子公司恩卡公司的“Twaron”系列纖維在1986年的年生產(chǎn)能力為1000～2000噸，預(yù)計(jì)2000年能達(dá)到15000噸的能力。日本帝人公司及俄羅斯的芳綸纖維已投入市場(chǎng)，年增長(zhǎng)速度也達(dá)到20%左右。
芳綸纖維比強(qiáng)度、比模量較高，因此被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料零部件（如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、整流罩、方向舵等）、艦船（如航空母艦、核潛艇、游艇、救生艇等）、汽車(chē)（如輪胎簾子線、高壓軟管、摩擦材料、高壓氣瓶等）以及耐熱運(yùn)輸帶、體育運(yùn)動(dòng)器材等。
　?。?）超高分子量聚乙烯纖維
　　目前市場(chǎng)上出售產(chǎn)品主要有美國(guó)Ailled公司的Spectra900和1000、DSM（荷）－Toyoba（日）聯(lián)合生產(chǎn)的Dyneema SK60以及Mitsui（日）公司的Tekmilon I等。超高分子量聚乙烯纖維的比強(qiáng)度在各種纖維中位居第一，尤其是它的抗化學(xué)試劑侵蝕和抗老化性能優(yōu)良。它還具有優(yōu)良的高頻聲納透過(guò)性和耐海水腐蝕性，許多國(guó)家已用它來(lái)制造艦艇的高頻聲納導(dǎo)流罩，大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力。在海上油田應(yīng)用的高性能輕質(zhì)復(fù)合
材料方面都顯示出極大的優(yōu)越性，除在軍事應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用外，在汽車(chē)制造、船舶制造、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。該纖維一經(jīng)問(wèn)世就引起了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的極大興趣和重視，美國(guó)1989年增長(zhǎng)率為26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高性能纖維。芳綸纖維、高分子量聚乙烯纖維在國(guó)內(nèi)迄今均未實(shí)現(xiàn)商品化。盡管在1972年我國(guó)就開(kāi)始研究芳綸纖維，1981年2月與1985年底分別對(duì)芳綸工、芳綸Ⅱ進(jìn)行了技術(shù)鑒定，其高純度料塊在南通合成樹(shù)脂廠試制、由上海合成纖維研究所拉制成纖維，由于單絲直徑均勻性、集束性方面均存在一些問(wèn)題，到20世紀(jì)90年代初的產(chǎn)量也僅為幾噸，與國(guó)外的差距很大。
21世紀(jì)高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)是賦予復(fù)合材料自修復(fù)性、自分解性、自診斷性、自制功能等為一體的智能化材料。以開(kāi)發(fā)高剛度、高強(qiáng)度。高濕熱環(huán)境下使用的復(fù)合材料為重點(diǎn)，構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)。組織系統(tǒng)上將是聯(lián)盟（如美國(guó)汽車(chē)聯(lián)盟）和集團(tuán)化。這將更充分的利用各方面的資源（技術(shù)資源、物質(zhì)資源），緊密聯(lián)系各方面的優(yōu)勢(shì)，以推動(dòng)復(fù)合材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
　　（二）金屬基復(fù)合材料
　　金屬基復(fù)合材料主要是隨航空航天工業(yè)上高強(qiáng)度、低密度的要求而出現(xiàn)的，因此被廣泛研究和應(yīng)用的金屬基復(fù)合材料是以Al、Mg等輕金屬為基體的復(fù)合材料。20世紀(jì)60年代，以鶴和硼纖維連續(xù)增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)。由于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料價(jià)格昂貴和生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜，70年代該材料的研究有所滑坡。隨著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫部件對(duì)于耐高溫材料的不斷需求，又觸發(fā)了對(duì)金屬基復(fù)合材料特別是鈦基材料研究的復(fù)蘇。
非連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料在80年代得到迅速發(fā)展，研究重點(diǎn)集中在以碳化硅或氧化鋁粒子、短纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。這類材料無(wú)論基體和增強(qiáng)體承受載荷的比例都介于彌散強(qiáng)化和連續(xù)纖維強(qiáng)化這兩種極端情況之間，它具有優(yōu)良的橫向性能、低消耗和優(yōu)良的可加工性，與未強(qiáng)化合金相比，性能也有大幅度地提高。所有這些因素使這類材料已成為在許多應(yīng)用領(lǐng)域里最具商業(yè)吸引力的材料。
　　金屬基復(fù)合材料在航空和宇航方面的應(yīng)用主要包括代替輕但有毒的鈹。例如，在美國(guó)的三叉戟導(dǎo)彈中用SiCp/Al復(fù)合材料取代了鈹，碳化硅顆粒/鋁基復(fù)合材料還在飛機(jī)的電子設(shè)備中取代碳/環(huán)氧。在非航空和宇航方面的應(yīng)用，短纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用得到普遍關(guān)注。例如局部增強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)活塞，其頂部是由氧化鋁短纖維或氧化鋁和二氧化硅短纖維混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料構(gòu)成。常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)活塞用Al－Si鑄造合金制造，有些則采用在第一道環(huán)槽鑲嵌高鎳鑄鐵環(huán)。
　　金屬基復(fù)合材料在國(guó)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化，而在我國(guó)僅有少量批量生產(chǎn)，以汽車(chē)零件、機(jī)械零件為主，主要是耐磨復(fù)合材料如顆粒增強(qiáng)鋁基、鋅基復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)鋁基或鋅墓復(fù)合材料等，年產(chǎn)量?jī)H5000噸左右，與國(guó)外差距較大。南京寶色鈦業(yè)有限公司，用不同有色金屬以爆炸焊接復(fù)合及爆炸一軋制復(fù)合方法生產(chǎn)復(fù)合材料制品，是我國(guó)生產(chǎn)復(fù)合材料制品主要廠家之一，目前市場(chǎng)占有率在40%以上。
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<>art 05</P><>　?。ㄈ┨沾苫鶑?fù)合材料
　　陶瓷基復(fù)合材料（CMC）包括顆粒、晶須、短或連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料的潛在應(yīng)用須域廣泛，包括宇航、國(guó)防、能源、汽車(chē)工業(yè)、環(huán)保、生物、化學(xué)工業(yè)等，在未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中將起關(guān)鍵的作用。
陶瓷基復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)一直吸引著技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資進(jìn)行研究。目前，對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的研究，美國(guó)和西歐各國(guó)側(cè)重于航空和軍事應(yīng)用，日本則力求把它應(yīng)用在工業(yè)上。1987年美國(guó)能源部開(kāi)始實(shí)施對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃，國(guó)防部和宇航局（NASA）等單位也投入大量人力和經(jīng)費(fèi)，僅1992年美國(guó)投入陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)用研究的經(jīng)費(fèi)就高達(dá)3500萬(wàn)美元。近年來(lái)美國(guó)國(guó)防部一直把這項(xiàng)技術(shù)列入重點(diǎn)投資項(xiàng)目，在迪拉瓦等一些高等學(xué)校和杜邦等一批大公司中集中力量研究三維編織增強(qiáng)陶瓷的熱結(jié)構(gòu)件。據(jù)悉，SiCf/SiC已得到比較成功的應(yīng)用，NASA開(kāi)展的陶瓷燃?xì)廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)（AGT）研究課題，研制的轉(zhuǎn)子、葉片、燃燒室渦形管等件已通過(guò)熱試驗(yàn)；法國(guó)SEP公司用陶瓷基復(fù)合材料制成的SCD－SEP火箭試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過(guò)點(diǎn)火試車(chē)，由于使用了陶瓷基復(fù)合材料使結(jié)構(gòu)減輕了50%。
國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始進(jìn)行纖維增強(qiáng)玻璃基復(fù)合材料的研究，包括C纖維增強(qiáng)微晶玻璃Cf/LAS、碳化硅纖維增強(qiáng)微晶玻璃SiCf/LAS、SiCf/LCAS，研究?jī)?nèi)容包括工藝、組成、顯微結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱處理等方面，開(kāi)展研究的單位有中科院上海硅酸鹽研究所、西安交大、華東理工大學(xué)、中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院等，目前尚未有批量生產(chǎn)的報(bào)道。
　　（四）水泥基復(fù)合材料
　　水泥基復(fù)合材料包括顆粒型復(fù)合材料（如混凝土）和纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料（如纖維混凝土）。1980年高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料誕生?；炷粱w的組成不斷優(yōu)化，已由普通水泥基向環(huán)保水泥基聚合物（Geopolymer）、聚合物水泥基發(fā)展，MDF水泥基、DSP水泥基材料屬超高性能水泥基材料，在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了性能與工藝優(yōu)化的RPC水泥基；增強(qiáng)水泥基的纖維品種也越來(lái)越多。金屬纖維（主要是鋼纖維）已有各種尺度與各種形狀（平直型、端勾形、波浪形、質(zhì)鈴形、啞鈴形）的鋼纖維；無(wú)機(jī)纖維有天然有機(jī)纖維（木纖維、竹纖維、劍麻纖等）以及不同尺度與不同性質(zhì)的混雜纖維。20世紀(jì)90年代又發(fā)展了新型高性能FRP筋材?；w性能的優(yōu)化和纖維品種的增多大大促進(jìn)了水泥基復(fù)合材料的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越寬。以鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料為例，普通鋼纖維混凝土（SFRC）已是水泥基復(fù)合材料中研究最多、應(yīng)用最廣的一種，它廣泛用干各種重大和重要工程中，高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料中，典型的有漬漿結(jié)維混凝土（SIFCON）、漬漿網(wǎng)片混凝土（SIMCON），它們的力學(xué)行為均按數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，在軍事工程上發(fā)揮了特殊的優(yōu)勢(shì)。特別是繼MDF和DSP材料之后，又出現(xiàn)了活性粉末混凝土RPC材料。國(guó)際上的RPC材料有兩大系列，一是RPC200，二是RPC800，RPC800的性能已能與金屬材料媲美，與高分子材料抗衡了，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，能耗高，難以向工程化和產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換，相比之下RPC200則顯示出更美好的發(fā)展前景。加拿大Sherbrooke采用RPC200建造了世界上第一座RPC步行橋（Walk Bridge），該橋不僅強(qiáng)度高、耐久性好，而且水泥用量降低40%，結(jié)構(gòu)自重減少1/2～2/3，且制備工藝簡(jiǎn)單，有自流平特征，能耗下降，這一超高性能水泥基復(fù)合材料己引起世界各國(guó)的高度重視，且不斷在工程中拓寬應(yīng)用。RPC材料雖出現(xiàn)在SIFCON和SIM－CON之后，但其發(fā)展速度卻有過(guò)之而無(wú)不及。
用RPC材料來(lái)增強(qiáng)水泥基解決混凝土早期收縮是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的纖維質(zhì)量與水平至今不能過(guò)關(guān)，尤其是在攪拌過(guò)程中纖維能否在水泥基體中均勻分散的關(guān)鍵技術(shù)至今沒(méi)有解決，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀與美國(guó)纖維有很大差距，所以美國(guó)杜拉公司也看準(zhǔn)了中國(guó)的大市場(chǎng)，積極在工程中推廣他們的產(chǎn)品，所以增強(qiáng)材料不過(guò)關(guān)，就是水泥基體優(yōu)化了，性能價(jià)格比仍然難以提高。因此水泥基復(fù)合材料的發(fā)展沒(méi)有配套技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量不趕超世界先進(jìn)水平，不形成大規(guī)模生產(chǎn)，則不可能滿足工程上的需求。</P>

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<>art 06</P><>二、江蘇省高性能復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析
　　以往江蘇省素有玻璃鋼之鄉(xiāng)的稱呼，因?yàn)槲沂≡?0世紀(jì)60、70年代玻璃鋼行業(yè)在全國(guó)所處的地位名列首位，那時(shí)可以說(shuō)全國(guó)玻璃鋼產(chǎn)品及其原材料的一半出自江蘇，當(dāng)時(shí)山東的玻璃鋼制品80%由江蘇提供的。近20年來(lái)盡管江蘇復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)在發(fā)展，但相比以前在全國(guó)所處的地位要大大落后了。主要表現(xiàn)在①量大，但高新技術(shù)少，即通用的玻璃鋼及其原材料的量大，而高性能的玻璃鋼產(chǎn)品如高壓玻璃鋼天然氣氣瓶未開(kāi)發(fā)；②面廣、特色品種少，即一般玻璃鋼產(chǎn)品在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但33m大型玻璃鋼漁船首先在山東投入運(yùn)行；③廠多、龍頭企業(yè)少，我省玻璃鋼原材料和制品生產(chǎn)單位有近700家，但全國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂年產(chǎn)量最大的企業(yè)在廣東，全國(guó)玻璃纖維年產(chǎn)量最大的企業(yè)在山東，全國(guó)玻璃鋼制品年產(chǎn)量最大的企業(yè)在河北。
　　高性能復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r與上述一般復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r有密切的關(guān)系，下面針對(duì)各種高性能復(fù)合材料作出具體現(xiàn)狀分析。
　　（一）高性能熱固性玻璃鋼
　　高性能熱固性玻璃鋼是選用高性能玻璃纖維為增強(qiáng)材料及高性能熱固性樹(shù)脂（如環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂等）為粘結(jié)劑，采用先進(jìn)工藝制成的高性能復(fù)合材料。這類材料及制品綜合性能好，它既要滿足耐腐蝕、耐磨、耐高溫、抗?jié)B漏或無(wú)污染等功能要求，又要滿足高強(qiáng)度、高剛度等結(jié)構(gòu)性能要求。目前我省高性能熱固性玻璃鋼制品已具有規(guī)模化生產(chǎn)能力，多數(shù)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)工藝技術(shù)及設(shè)備達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，但仍存在部分引進(jìn)裝置開(kāi)工不足、產(chǎn)品品種不多、重復(fù)引進(jìn)、技術(shù)力量薄弱、缺乏創(chuàng)新機(jī)制、產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)等現(xiàn)象，這有待今后產(chǎn)業(yè)調(diào)整逐步解決。
　　全省玻璃鋼企業(yè)近700余家，其中列入省屬高新技術(shù)企業(yè)30家，占全省玻璃鋼企業(yè)總數(shù)的4．2%，年產(chǎn)值約20多億元，約占全國(guó)產(chǎn)值的1/3，全省“七五”、“八五”、“九五”期間先后從意大利、美國(guó)、日本等國(guó)引進(jìn)管罐生產(chǎn)線6條，SMC生產(chǎn)線2條，板材生產(chǎn)線2條及噴涂、注射成型（RTM）設(shè)備20余臺(tái)套，并從國(guó)內(nèi)大專院校、研究院所、專業(yè)設(shè)備公司訂購(gòu)各種設(shè)備20余臺(tái)套，具有較強(qiáng)的技術(shù)裝備水平，并培養(yǎng)了一批能從事生產(chǎn)和研究的技術(shù)隊(duì)伍。所生產(chǎn)的產(chǎn)品涉及航空、航天、建筑、建材、石油，化工、能源、交通、機(jī)電、信息、醫(yī)療、體育、文化、輕工、食品、農(nóng)業(yè)、兵器等近20個(gè)行業(yè)和部門(mén)。在“七五”、“八五”期間，我省先后從美國(guó)、德國(guó)、荷蘭等引進(jìn)樹(shù)脂生產(chǎn)線5條，其中聚酯樹(shù)脂生產(chǎn)線4條，生產(chǎn)能力7萬(wàn)噸，約占全國(guó)樹(shù)脂生產(chǎn)量的1/3。環(huán)氧樹(shù)脂1．5萬(wàn)噸。酚醛樹(shù)脂0．3萬(wàn)噸。南京玻纖院研制、生產(chǎn)的高強(qiáng)、高彈性玻璃纖維是全國(guó)唯一生產(chǎn)單位，這為“十五”期間開(kāi)發(fā)高性能玻璃鋼奠定了基礎(chǔ)。
　　我省高性能熱固性玻璃鋼制品產(chǎn)業(yè)主要包括高性能玻璃鋼管道及容器、環(huán)境保護(hù)用的玻璃鋼制品、汽車(chē)部件、機(jī)械及電器部件、航空、航天等軍事用途的高性能玻璃鋼制品。
在管道及容器方面，我省已有一定的規(guī)模，通過(guò)引進(jìn)設(shè)備，我省可生產(chǎn)常壓、中壓及高壓管道，其中夾砂管道市場(chǎng)占有率40%，纖維纏繞玻璃鋼管道市場(chǎng)占有率為20%，高壓管道尚處在開(kāi)發(fā)階段。我省姜堰市天杰玻璃鋼管道有限公司已從美國(guó)Entec引進(jìn)微機(jī)控制的全套高壓管道生產(chǎn)線，可生產(chǎn)直徑2″～8″的高壓管道，但由于技術(shù)力量薄弱、資金短缺，目前處于停產(chǎn)狀態(tài)，也是我省“十五”期間重點(diǎn)要抓好的高壓管道的產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題。盡管連眾玻璃鋼集團(tuán)有限公司可望于今年11月份生產(chǎn)3．5～24MPa高壓環(huán)氧玻璃鋼管道，引進(jìn)美國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)纏繞機(jī)可生產(chǎn)2500立方米大型貯罐，但玻璃鋼壓力容器如汽車(chē)用的壓縮天然氣氣瓶等仍為空白點(diǎn)，今后仍然應(yīng)該作為研發(fā)的重點(diǎn)課題之一。
　　在環(huán)境保護(hù)設(shè)備方面，除低噪音、中、高溫冷卻塔外，其它有屋頂風(fēng)機(jī)、空調(diào)器、凈化槽等。南通申海集團(tuán)公司生產(chǎn)的屋頂風(fēng)機(jī)在全國(guó)市場(chǎng)占有率9/10。我省生產(chǎn)的各類空調(diào)器市場(chǎng)占有率1/3、凈化槽占3/4。江蘇鵬鷂環(huán)保集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的WSZ系列FRP凈化槽，處理容積l～60立方米，廣泛應(yīng)用于生活污水及與之類似的工業(yè)有機(jī)污水處理，累計(jì)產(chǎn)值超過(guò)10億元。
　　在汽車(chē)部件方面，作為高性能玻璃鋼汽車(chē)部件在我省也初具規(guī)模，但品種不多，生產(chǎn)工藝還很落后，有待進(jìn)一步研發(fā)。玻璃鋼作為汽車(chē)部件的主要優(yōu)點(diǎn)是重量輕、耐腐蝕、容易修補(bǔ)、噪聲小、成型工藝方便、燃油耗量低等。江蘇省玻璃鋼主要用于汽車(chē)覆蓋件和受力結(jié)構(gòu)件：如車(chē)頂、窗框、保險(xiǎn)杠、擋泥板、車(chē)身板、門(mén)、儀表板等。為汽車(chē)配套的專業(yè)工廠有宜興玻璃鋼總廠、蘇州松達(dá)特種玻璃鋼廠、揚(yáng)州亞星-奔馳汽車(chē)有限公司等單位，作為南京躍進(jìn)汽車(chē)集團(tuán)是玻璃鋼汽車(chē)部件（車(chē)頂、保險(xiǎn)杠）最大的用戶，每輛車(chē)消耗玻璃鋼制品80余公斤。該公司正在委托常州玻璃鋼造船廠加工越野車(chē)覆蓋件。常州華日新材料有限公司建成了具有世界先進(jìn)水平的迪美牌10，000噸SMC和BMC生產(chǎn)線，主要為生產(chǎn)汽車(chē)部件服務(wù)。無(wú)疑這將為我省和全國(guó)汽車(chē)行業(yè)用的高性能玻璃鋼汽車(chē)部件奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　在機(jī)電行業(yè)方面，我省企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)的高性能玻璃鋼在機(jī)電行業(yè)方面應(yīng)用已具有相當(dāng)規(guī)模，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)具有領(lǐng)先地位，其產(chǎn)品出口國(guó)外。江蘇省申海集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的玻璃鋼空調(diào)設(shè)備和屋頂風(fēng)機(jī)已在國(guó)內(nèi)重大工程中應(yīng)用，并已出口國(guó)內(nèi)外。南京興亞玻璃鋼公司用拉擠工藝生產(chǎn)的寬幅電纜橋架矩形方管，專門(mén)為南京長(zhǎng)橋二橋電纜鋪設(shè)之用。南京斯貝爾復(fù)合材料有限公司采用拉擠成型工藝生產(chǎn)的寬幅空芯橋梁保護(hù)板今年出口泰國(guó)，預(yù)期使用壽命50年。無(wú)錫宏泰電器公司為電器部件生產(chǎn)的BMC模塑料已超過(guò)2500噸，產(chǎn)品出口日本、德國(guó)、法國(guó)。連云港華威電子集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的4米集成電路環(huán)氧模塑料，年銷售收入6000萬(wàn)元。
　　在航空航天及軍事方面，由于高技術(shù)發(fā)展，要求所用的材料質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小。江蘇省用于航空航天及軍事方面研制及應(yīng)用也初見(jiàn)端倪，但尚需加大力度開(kāi)發(fā)。南京航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)、制造了2人座玻璃鋼輕型飛機(jī)。
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<>art 07</P><>　　（二）高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料
　　高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料選用高性能玻璃纖維（或氈）為增強(qiáng)材料，熱塑性樹(shù)脂為粘結(jié)劑，采用先進(jìn)工藝（如注射、擠出、纏繞、連續(xù)成型及沖壓等成型工藝）制成的高性能熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料，其產(chǎn)品主要用于運(yùn)輸、電氣、電子器材及設(shè)備等方面。由于這類材料有優(yōu)異的沖擊韌性、耐化學(xué)腐蝕?？箵p傷能力強(qiáng)、比強(qiáng)度高、成型周期短、生產(chǎn)效率高、可回收利用，在國(guó)外已有相當(dāng)規(guī)模，國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)15萬(wàn)噸之多，但在我省還處在研制開(kāi)發(fā)階段，生產(chǎn)的產(chǎn)品尚屬半成品。由于引進(jìn)了設(shè)備及技術(shù)，其主要熱塑性樹(shù)脂如PP、PA、PE、PVC、PS等已具有相當(dāng)規(guī)模，而高性能熱塑性樹(shù)脂（如PEEK、PBT、PPS、PSF、PPO）仍處在研發(fā)階段，這是我省“十五”期間要奮起直追的。我省汽車(chē)、機(jī)電、建筑等行業(yè)應(yīng)用的幾種熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀概括如下。
　　1．玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性片材（GMT）
　　GMT主要是指玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯樹(shù)脂制成的片材，由于具有成型周期短、沖擊韌性好、可再生利用等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，北美國(guó)家GMT年增長(zhǎng)率達(dá)10%，歐洲市場(chǎng)上GMT年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)達(dá)15%（1997～2002年）。GMT有80%用于汽車(chē)工業(yè)，其余200用于建筑、化工、包裝、體育器材等領(lǐng)域。江蘇“九五”期；司，南京玻纖院與華東理工大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目一“玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性片材規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)”已通過(guò)國(guó)家“863”專家的驗(yàn)收和鑒定，但在本省尚未建立生產(chǎn)線，有待進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)。江蘇省是汽車(chē)大省，針對(duì)躍進(jìn)汽車(chē)集團(tuán)、亞星公司等市場(chǎng)需求，GMT開(kāi)發(fā)前景廣闊。揚(yáng)子石化公司新建年產(chǎn)20萬(wàn)噸聚丙烯生產(chǎn)線，必將為今后GMT的生產(chǎn)提供物質(zhì)保證。金陵石化公司塑料廠生產(chǎn)的聚丙烯也將是GMT專用料的選擇對(duì)象之一。而玻璃纖維氈則由南京玻纖院提供，但GMT片材的生產(chǎn)企業(yè)有待落實(shí)。
　　2．高密度聚乙烯管材
　　揚(yáng)子石化公司設(shè)計(jì)、建成了年產(chǎn)2000T的高密度聚乙烯管道生產(chǎn)線，性能指標(biāo)與德國(guó)Hoechst及北歐化工公司的專用料性能相當(dāng)，管材具有耐磨、不易結(jié)垢、安裝方便、阻燃、抗靜電等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于各種色漿的輸送。管材直徑從5mm至630mm各種規(guī)格，壓力等級(jí)從0．25MPa～16MPa。揚(yáng)子石化公司生產(chǎn)的高密度聚乙烯也是我省及全國(guó)鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)的專用料。
　　3．高性能聚苯酯復(fù)合材料密封件
　　南京玻纖院為跟蹤國(guó)際油封新材料的發(fā)展方向，配合我國(guó)汽車(chē)工業(yè)油封的國(guó)產(chǎn)化，“九五”期間承擔(dān)了國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“旋轉(zhuǎn)軸油封規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)研究”，2000年通過(guò)了國(guó)家建材局組織的專家鑒定，并已申請(qǐng)了國(guó)家專利，已形成年產(chǎn)100萬(wàn)只油封生產(chǎn)能力，為躍進(jìn)汽車(chē)集團(tuán)等國(guó)內(nèi)十余家工廠作為汽車(chē)油封專用件。2001年預(yù)計(jì)將生產(chǎn)10萬(wàn)只油封。2005年市場(chǎng)占有率將達(dá)到50%，數(shù)量超過(guò)120萬(wàn)只以上。此油封用的熱塑性樹(shù)脂是對(duì)羥基苯甲酸酯（簡(jiǎn)稱聚苯酯），具有耐油、耐溫、耐腐蝕及抗磨性能。
　　4．高性能包裝材料
　　江陰申達(dá)集團(tuán)公司采用改性共擠多層復(fù)合材料新工藝，制成高阻隔、無(wú)菌包裝等新型包裝材料，系我省包裝材料的主要企業(yè)，國(guó)家包裝工業(yè)園即建在江陰。據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，我省包裝工業(yè)的產(chǎn)值占全省工業(yè)產(chǎn)值的2．58%。申達(dá)集團(tuán)公司計(jì)劃“十五”期間投入30億元，形成軟塑包裝基材20萬(wàn)噸，復(fù)合軟塑包裝5萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)銷售收入50億元。
　?。ㄈ┫冗M(jìn)復(fù)合材料
　　先進(jìn)復(fù)合材料是指高性能增強(qiáng)材料（碳纖維、凱夫拉纖維、超高分子量聚乙烯纖維、植物纖維等）增強(qiáng)高性能樹(shù)脂制成的復(fù)合材料，其在我省研制開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品中有所應(yīng)用，但規(guī)模不大，仍在開(kāi)發(fā)階段，其碳纖維的生產(chǎn)線仍在籌建階段，其凱夫拉纖維僅限于編織及應(yīng)用（如防彈板、防彈衣等），而超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)在我省仍是空白。
　　20世紀(jì)80年代中期，南京航空航天大學(xué)試制的輕型飛機(jī)曾采用碳纖維及高強(qiáng)玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，采用環(huán)氧樹(shù)脂作為粘結(jié)劑制成。宜興市天鳥(niǎo)高新技術(shù)有限公司是專業(yè)生產(chǎn)織造碳纖維布、芳綸纖維布及開(kāi)發(fā)新型復(fù)合材料的專業(yè)公司，其產(chǎn)品主要服務(wù)于人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、飛機(jī)、防彈制服等領(lǐng)域，也應(yīng)用于體育用品、高級(jí)音響設(shè)備等方面。為適應(yīng)我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展，揚(yáng)州市惠通聚酯技術(shù)有限公司與中國(guó)科學(xué)院太原煤炭研究所等合作開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的高性能聚丙烯睛碳纖維，已列入江蘇省2001年重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，將生產(chǎn)系列碳纖維產(chǎn)品，包括T-300、T-400H、T-800H、T-1000H產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，必將推動(dòng)我省先進(jìn)復(fù)合材料及其制品的發(fā)展。
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<>art 08</P><>　?。ㄋ模└咝阅芙饘倩鶑?fù)合材料
　　高性能金屬基復(fù)合材料在我省尚處于研發(fā)階段，只有東南大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等少數(shù)幾所院校在從事高性能金屬基復(fù)合材料的研究與開(kāi)發(fā)工作。
東南大學(xué)從上世紀(jì)的80年代初即開(kāi)始致力于高性能金屬基復(fù)合材料的研究，先后承擔(dān)并完成過(guò)多項(xiàng)國(guó)家、部、省級(jí)科研項(xiàng)目。1983年開(kāi)始著手進(jìn)行石墨/鋁復(fù)合材料活塞的研制工作，并在國(guó)內(nèi)率先試制出石墨/鋁復(fù)合材料活塞；1985年開(kāi)始進(jìn)行氧化鋁短纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料和氧化鋁短纖維局部增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料活塞的研制工作，并于1988年與一汽合作進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，表明該活塞耐磨性能優(yōu)良；“九五”期間，在增壓柴油機(jī)用纖維增強(qiáng)鋁活塞的研制工作方面，東南大學(xué)和揚(yáng)州柴油機(jī)廠合作，進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，結(jié)果陶瓷短纖維局部增強(qiáng)鋁活塞成功地通過(guò)了600小時(shí)全速全負(fù)荷臺(tái)架可靠性耐久試驗(yàn)和500小時(shí)臺(tái)架熱沖擊試驗(yàn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前仍需進(jìn)一步降低成本，以便實(shí)施產(chǎn)業(yè)化。
　　根據(jù)目前市場(chǎng)分析，全國(guó)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量近60萬(wàn)臺(tái)，將柴油機(jī)改為增壓柴油機(jī)是發(fā)展方向，如果國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)50%改為增壓柴油機(jī)，則增壓柴油機(jī)所需高性能金屬基復(fù)合材料活塞將超過(guò)120萬(wàn)只，另外，相應(yīng)的配件市場(chǎng)也頗具潛力，因此金屬基復(fù)合材料活塞實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)前景很好。
　　南京航空航天大學(xué)于1991年開(kāi)始承擔(dān)“八五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“鋅基復(fù)合材料及其模具實(shí)用化成型工藝”，成功地探索出了用鋅基復(fù)合材料制備模具的實(shí)用成型工藝--負(fù)壓石膏型精鑄法，該方法能夠制取結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表面光潔度高的零件，成本低廉，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。鑒于各種原因，該項(xiàng)目末實(shí)施產(chǎn)業(yè)化?，F(xiàn)南京航空航天大學(xué)正與錫山市三洲線纜廠合作開(kāi)展“納米鋅鋁金屬基復(fù)合材料鍍層鋼絞線制備技術(shù)研究”，以獲得新一代的鍍層鋼絞線，推向市場(chǎng)。
　　鋼絲和鋼絞線是鋼鐵制品的常用產(chǎn)品，全世界每年的需求量目前已達(dá)800萬(wàn)噸，而我國(guó)去年近45萬(wàn)噸，并且每年以30%的速度遞增，它廣泛應(yīng)用于輸變電工程、電氣化鐵路、郵電、通訊和高速公路等領(lǐng)域。因此新一代金屬基復(fù)合材料鍍層鋼絞線的市場(chǎng)前景是很大的。
　　（五）高性能功能復(fù)合材料
　　高性能功能復(fù)合材料在此是指兩種不同材料經(jīng)膠接、焊接或其它工藝方法形成的具有特定性能的復(fù)合材料，如樹(shù)脂/陶瓷復(fù)合、鈦/鋼復(fù)合、陶瓷/鋼復(fù)合等。該材料在我省已經(jīng)形成一定的生產(chǎn)能力，但尚未形成規(guī)模生產(chǎn)。南京寶色鈦業(yè)有限公司，用不同有色金屬以爆炸焊接復(fù)合及爆炸一軋制復(fù)合方法生產(chǎn)復(fù)合材料制品，是我國(guó)生產(chǎn)不同質(zhì)材、不同規(guī)格、雙層和三層金屬?gòu)?fù)合材料如鈦/鋼、鎳/鋼、鋁/鋼、銅/鋼、鈦/銅/鈦、鋁/銅、鈦（鎳）/不銹鋼等復(fù)合材料制品主要廠家之一。目前市場(chǎng)占有率在40%以上。幾年來(lái)成功生產(chǎn)了近5千噸，為國(guó)防及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中關(guān)鍵設(shè)備配套，如PTA裝置國(guó)產(chǎn)化工程生產(chǎn)的大型650m2鈦冷凝器，為中科院制作的金鈦太空望遠(yuǎn)鏡、為日本TOSHIBA和德國(guó)BME公司電子網(wǎng)板生產(chǎn)線生產(chǎn)的配套的鈦設(shè)備以及國(guó)內(nèi)首臺(tái)四通道金鈦螺旋板式換熱器和首臺(tái)30m2鈦色合金復(fù)合材料反應(yīng)釜等設(shè)備配套，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
　　南京工業(yè)大學(xué)在樹(shù)脂／陶瓷復(fù)合材料微波介質(zhì)材料和金屬化基板方面已形成小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品品種已覆蓋美國(guó)ROGERS公司的系列產(chǎn)品。
　　（六）高性能陶瓷基復(fù)合材料
高性能陶瓷基復(fù)合材料在我省也是處于研發(fā)階段，離產(chǎn)業(yè)化還有很大差距。
我省晶須及纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的研制工作大大落后于國(guó)內(nèi)某些省市。除南京玻纖院研制過(guò)Al2O3和ZrO2短纖維，南京工業(yè)大學(xué)進(jìn)行過(guò)由碳纖維制備碳芯碳化硅纖維，南京航空航天大學(xué)進(jìn)行過(guò)Al2O3短纖維增強(qiáng)羥基磷灰石生物活性材料外，其余幾乎是空白，更談不上產(chǎn)業(yè)化的工作。
　　我省在顆粒彌散增韌陶瓷基復(fù)合材料方面有一定的研究基礎(chǔ)。南京工業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)等高校、科研單位較早開(kāi)展了顆粒彌散型陶瓷基復(fù)合材料的研究，主要研究了以ZrO2、SiC、TiB2等顆粒為彌散劑的陶瓷基復(fù)合材料，取得了一定的成果。“八五”期間，我省曾把ZrO2增韌陶瓷制品的研制作為攻關(guān)項(xiàng)目，由江蘇省陶瓷研究所、南京化工大學(xué)、江蘇大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，以ZrO2為增強(qiáng)增韌劑，研制并中試生產(chǎn)了ZrO2氣流磨內(nèi)襯、拉絲模等產(chǎn)品，取得了階段性成果，并通過(guò)省級(jí)鑒定。目前我省生產(chǎn)高性能結(jié)構(gòu)陶瓷的企業(yè)主要有南通申海氮化物公司、宜興非金屬機(jī)械廠、江蘇省陶瓷研究所、江蘇晶輝待種耐火材料公司等。這些企業(yè)也進(jìn)行了少量的顆粒彌散型陶瓷基復(fù)合材料制品的開(kāi)發(fā)、試制，用ZrO2或SiC顆粒增強(qiáng)氧化物或氮化物材料。由于生產(chǎn)工藝技術(shù)還不完全成熟，因此產(chǎn)品品種少、質(zhì)量不穩(wěn)定，尚未形成規(guī)模生產(chǎn)。難以滿足對(duì)高性能陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的
需要。
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