加强基础研究 做强复合材料

2022-04-23 01:27
新材料产业 2022年1期
关键词:力学复合材料空间站

我国著名的战略科学家、中国科学院和中国工程院资深两院院士师昌绪先生生前曾说:“复合材料几乎是一个无所不为的材料。”小到高尔夫球杆、吉他外壳、自行车,再到汽车、帆船、舰艇,进而延伸到无人机、各种军用飞机、民用大型客机、深海装备、国际空间站等,先进复合材料无不在其中显示出了其独一无二的不可替代性。

根据相关数据显示,2023年中国复合材料制品产量将超过550万t左右,行业规模以上企业实现利润总额将达到92.5亿元。随着我国新能源汽车、高端制造、航空航天等行业的快速发展,我国制造业越来越注重复合材料发展。随着我国“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标的提出,复合材料发展的优先级将会越来越靠前。

从整体看,我国复合材料无论从技术还是到产业,已经取得了不俗的成绩,如高性能碳纤维、电致变色复材等正在逐步缩小和拉近与国外同类产品的代际差距。国产大飞机C—919,长征系列运载火箭,深海潜航器“蛟龙一号”和“海斗一号”,国产J—20和J—31战斗机,大型军用运输机运—20,以及我国即将完成建设的国际空间站和在未来计划进行的火星取样、木星探测、土星探测等重大工程,均采用了或将采用完全国产的先进复合材料。

但是,我国复合材料的发展也暴露出了一些问题。复合材料领域的前辈——北京中科院化学所原副所长吴仁杰先生曾说,“我们就像一个刚刚醒来的人,打哈欠,伸懒腰,总也起不来床。”这种“没睡醒”的感觉,到现在依然存在。

归结起来,我国复合材料发展存在的关键问题就是基础研究的薄弱,这也是长期困扰我国新材料产业发展的主要矛盾。这个问题主要体现在:设计应用能力较弱,材料的许用值和设计值往往与实际应用存在偏差;应对环境服役变化的能力不强,研究者对复合材料使用的环境和应用场景的前瞻设计缺乏预判;复合材料的多功能化也是影响其使用场景和环境关键技术,但在这方面我国的材料设计和研发人员还缺乏基础经验;力学是一切装备设计的基础,而复合材料性能首先要解决的就是力学问题,我国复合材料人才尚对基础力学的理论知识储备和认识不足。

材料不强,我国的制造强国梦则无法实现。加强基础研究和基礎人才的培养仍将是未来我国实现“材料强国”的主要抓手。我国要做强复合材料,就要永远行走在基础研究的探索之路上。

10.19599/j.issn.1008-892x.2022.01.001

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