Современное состояние высокоэффективных композиционных материалов 

Высокоэффективные композиты формируются путем сочетания армирующих материалов с матричными материалами, обладающими превосходными механическими свойствами, физико-химическими характеристиками и многофункциональными возможностями, недостижимыми для отдельных материалов. Они служат важнейшими базовыми материалами для современных высокотехнологичных отраслей и развития национальной экономики. Еще в 1960-х годах промышленное производство высокоэффективных волокон, представленных углеродным волокном и арамидом, ознаменовало начало эры высокоэффективных композитных материалов. Впоследствии появились и быстро развивались различные современные высокоэффективные композиты, сыгравшие незаменимую роль в таких передовых областях, как аэрокосмическая промышленность, оборона и новая энергетика.
Высокоэффективные композиты являются важнейшими базовыми материалами для обеспечения поддержки и гарантий в области национальной безопасности.
Обладая выдающейся удельной прочностью, удельным модулем упругости, устойчивостью к высоким температурам и превосходной конструкционной гибкостью, эти материалы находят широкое применение в оборонной и ВПК промышленности. Например, в аэрокосмической отрасли высокоэффективные композиты из углеродного волокна являются предпочтительным материалом для изготовления важнейших конструктивных элементов, таких как корпуса и крылья больших пассажирских самолетов, на долю которых приходится более 50% общей массы конструкции. В аэрокосмической отрасли эти материалы широко используются в таких важных компонентах, как корпуса ракетных двигателей, спутников и солнечных панелей, что значительно снижает конструктивный вес космических аппаратов и увеличивает грузоподъемность. Кроме того, высокоэффективные композиты из арамидных и сверхвысокомолекулярных полиэтиленовых волокон играют незаменимую роль в военной технике, например, в обеспечении баллистической защиты, взрывостойкости и бронезащиты.
Высокоэффективные композиты являются ключевыми материалами, способствующими технологическому прогрессу
В гражданском секторе высокоэффективные композитные материалы также обладают огромным потенциалом применения. Возьмем в качестве примера новую область энергетики: крупномасштабные ветряные турбины стали основным направлением развития ветроэнергетики, и расширение производства лопастей ветряных турбин в значительной степени зависит от надежной поддержки из углеродных волокнистых композитов. Оценки показывают, что использование композитов из углеродного волокна может снизить вес лопастей ветряной турбины мегаваттного класса на 20-30% при одновременном увеличении выходной мощности на 5-8%, что дает значительные общие преимущества. В сфере железнодорожного транспорта кузова транспортных средств, изготовленные из углеродного волокна и стеклопластиковых композитов, стали стандартом для электропоездов нового поколения, что существенно повышает скорость движения поездов, безопасность и комфорт пассажиров. Кроме того, высокопроизводительные композитные материалы из стекловолокна и углепластика также найдут широкое применение на рынке антенных корпусов базовых станций связи 5G, судостроения, сосудов высокого давления и других отраслей.
Высокопроизводительные композитные материалы имеют решающее значение для достижения экологически чистого экономического развития.
Сегодня модель экономического развития, основанная на принципах экологичности, низкоуглеродистости и цикличности, получила всеобщее признание. На этом фоне снижение веса и экологическая устойчивость стали основными движущими силами преобразований во многих отраслях. Обладая низкой плотностью и высокой удельной прочностью, высокоэффективные композиты позволяют значительно снизить вес изделия при соблюдении требований к механическим характеристикам. Они имеют большие перспективы для содействия энергосбережению, сокращению выбросов и экологичному развитию в таких секторах, как транспорт и строительство. Возьмем в качестве примера автомобильную промышленность: использование композитных материалов из углеродного волокна для кузовов автомобилей позволяет снизить общий вес более чем на 50% и снизить расход топлива на 30-40%. Кроме того, в секторах энергосбережения и защиты окружающей среды высокоэффективные композитные материалы, армированные волокнами, обладающие выдающейся коррозионной стойкостью, стойкостью к старению и теплоизоляционными свойствами, широко применяются в градирнях сероочистки, оборудовании для удаления пыли, высокотемпературных дымоходах и других установках. Это значительно продлевает срок службы и эффективность эксплуатации объектов природоохранной инфраструктуры. Можно предвидеть, что по мере того, как строительство экологической цивилизации в Китае будет продвигаться вперед, а концепция устойчивого развития будет все более укореняться в общественном сознании, высокоэффективных композиционных материалов будут играть все более важную роль в стимулировании экологически чистых преобразований в промышленности и создании прекрасного Китая.