涂料復合纖維技術的問題

以高性能增強纖維，特別是以碳纖維為增強相的*復合材料，近年來在世界上了得到了人所共知的快速發展。*復合材料是典型的軍民兩用材料，*復合材料技術是典型的軍民兩用技術。

我國的復合材料事業起步并不晚，六十年代末進入復合材料領域，我們應用的規模與水平，設計的方法與觀念，材料的基礎與配套，制造的工藝與設備均嚴重落后。落后是的，差距是越來越大了。

涂料復合纖維技術的問題

*復合材料對國方建設和國民經濟發展有極為重要的作用，國內對此長期認識不足。復合材料能夠帶來20-30%的減重，相比之下，國外不是這樣，我們國內認識上時間遲后，高度上不到位，特別是有技術決策權的高層技術領導，這導致了我們今天應用發展的嚴重落后。當前*復合材料已在以航空航天為核心的國方領域、能源領域、建筑領域、地面交通領域(包括汽車)、艦船領域、運動休閑以及廣大的工業等領域，開創了的發展空間和機遇，所以我們必須提高思想認識，站在經濟化的高度，以開放的思想，前瞻的目光和創新的思維，充分認識大力發展*復合材料技術的重要意義和其光明的前景。

復合材料技術，包括碳纖維、芳綸等增強纖維技術，學科交叉，協作面廣，需要相關政府部門有力的組織、支持和投入。而在這方面我們和國外相比存在較大的不足和差距。

國內與國外相比在復合材料技術領域缺乏戰略上、整體上的規劃與研究，投資亦顯嚴重不足。致使我們基礎研究薄弱，預研不踏實，導致技術上落后，許多基礎理論和工程實際問題未獲解決和很好解決。基礎理論方面如破壞機理與極限強度分析問題、從微觀損傷到宏觀失效問題、確定性和非確定性分析方法等問題；工程實踐上，如材料許用值與結構設計值合理確定問題，質量控制與標準合理制制訂等問題、性能測試與共享數據庫建設問題、大面積整體成型與膠接結構的分析問題、使用保障與修理維護的問題等。以飛機設計而言國外普遍有20-30%的減重效果，而我們普遍達不到20%。實踐中諸問題的存在使復合材料的應用置信度不夠，效果不足，使人覺得效益不大，花錢不少又麻煩不小，故普遍存在“不敢用、不好用、不愛用”的現象，實質是“不會用”，極大地限制應用的發展，說明預研遠沒給應用提供必要的技術基礎。

與金屬材料相比，復合材料應用分外講設計、材料與工藝三者密切結合。但三者中設計是，這個舞不起來，擴大復合材料應用就是一句空話。道理很簡單，設計之前本無復合材料，只有纖維和基體，復合材料是設計出來的。國內三者中，設計這一環節顯薄弱，已嚴重制約了我國*復合材料應用的發展。以航空航天為核心的國方部門尚且如此，其它民用部門情況尤甚。時至今日我們應該明白：設計上不去，應用起不來！

復合材料設計，包括計算分析，是一個專門的技術。上認為培養一個成熟的復合材料設計師至少需要10年。國內嚴重缺乏有經驗的復合材料設計人員，已普遍影響到復合材料的應用發展。如復合材料設計中有特色的乃是鋪層設計，但國內很少有人真正掌握鋪層設計的原則和方法，弄不清材料許用值和結構設計值的來源和用法。有些人知道一點強度理論，但不知道復合材料強度、剛度計算的工程方法，甚至不了解上通行的分析和驗證用的“積木式”（BBA-Building Block Approach）方法，很少有人具體掌握復合材料連接設計、疲勞耐久性設計、損傷容限設計、穩定性設計、環境影響及其防護設計、修理設計等許多具體設計技術和要領。設計人員發不出符合上述諸原則的設計圖紙來，試問生產部門如何進行具體的選材和制造？復合材料*的連接設計，我們現有的計算方法仍是以前驗證過的方法，已有人指出并不太準確。新的系統的方法我手中就有，但近年來推廣宣傳不夠，并未太用。

制造技術發展滯后，設備需改造更新
制造是現代復合材料技術中占有至關重要的地位，一切產品都要通過制造方能變為現實。制造技術包括制造方法、成型工藝、模具技術、無損檢測以及制造設備等諸方面的問題。與國外相比我們于該方面差距更大。有鑒于此，西方發達國家近年來紛紛制訂低成本的復合材料發展計劃，發展低成本的復合材料綜合技術。

創新是一個民族技術發展的靈魂，事關國民經濟發展的命脈，當前國家十分重視和強調，近總理還在號召“大眾創業，萬眾創新”，但在復合材料技術領域卻表現出重視不夠，創新能力不足，與外界相比缺乏原始技術創新。
如美國由國方部出面聯合工業界于1996年發起并執行一個10年的低成本復合材料計劃，即的CAI(Composite Afforability Initiative)計劃，近年來總結認為取得了巨大成果，并已用在F-35和B787等機型的工程應用中，聲稱要給出一個設計/制造示范性的轉變，要降低總成本的50%。此外美國的各大飛機公司，如波音、洛克希德等也都有自己的低成本計劃。歐洲則繼TANGO計劃后又有ASK計劃等，此時要減輕結構重量的30%，節省成本的30%，也是多國多部門聯合執行。

低成本技術應包括低成本的設計技術、低成本的材料技術、低成本的制造技術。其中核心是低成本的制造技術，因其占了成本的大部份額。以航空航天而言其占約80%的份額，民用則可占60%左右的份額。所以核心是要大力發展低成本的制造技術。這一點對民用領域尤其重要。如汽車領域應用復合材料，筆者認為其成敗的關鍵主要就在于快速成型的低成本制造技術的成功研發。

正確看待成本國內也存在問題，國內容易重視一次性投資成本，而忽視了綜合成本和全壽命成本。使用保障的內容主要包括復合材料結構生產和使用中的可檢性、可維護性、互換性和可更換性，重要的是可修理性。當軍民用復合材料大量投入使用后，修理問題必然會提到議事日程，修理問題不解決，應用發展必將會受到嚴重影響，這是不言而喻的。

復合材料結構在制造和使用過程中必然會有各種缺陷和損傷，諸如分層、裂紋、沖擊損傷、表面劃傷、雷擊損傷以及戰傷等等。這些都需要修理。以修理技術而言，可包括修理選材、修理方法、修理設備，修理檢測和修理設計等諸多方面。國外自上世紀80年代初即已進行了系統研究，現問題已基本獲解決，但還在發展研究中。外場修理用的熱補儀、便攜式無損檢測設備等均已成套出售，人員多已完成上崗前的培訓，修理規范已完成制訂，現正在向數字化、自動化修理前進。

隨國內復合材料產事業的發展，對相關專業人才提出了強烈的需求。目前的情況是缺乏掌握現代設計技術和工程制造技術的人才，即人才現狀不能滿足應用發展的需求。

發現問題就能及時的解決問題，我國是一個有五千年智慧結晶的國家，雖然現在涂料復合纖維技術還存在一定的技術缺陷，但是我們一經發現了問題，并重視這些問題，慢慢的我國這項技術就會成為領前與世界各國的技術，我們在不斷改進，不斷地總結經驗。