高 禹，李洋洋，王柏臣，于 祺，王紹權(quán)，董尚利，包建文

（1.沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空航天工程學(xué)部，沈陽(yáng) 110136；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150001；3.中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院，北京 100095）

高 禹

教授，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)榭臻g環(huán)境因素作用下先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的損傷效應(yīng)及機(jī)理、聚合物基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為及損傷機(jī)理、聚合物基復(fù)合材料低成本制備與應(yīng)用技術(shù)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。

近年來(lái)，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能成為航空領(lǐng)域研究的核心問(wèn)題。高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有高推重比、低油耗、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，其在一定程度上是國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。推重比是航空發(fā)動(dòng)機(jī)推力與重量之比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力、減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量是直接提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的有效途徑。

提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力可以通過(guò)增加渦輪進(jìn)氣口溫度實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)材料不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境對(duì)耐高溫性能的要求，對(duì)新型碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料近些年在提高耐高溫性能方面做了很多努力，取得了很大進(jìn)步。碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料是以樹脂為基體，利用高性能纖維作為增強(qiáng)體的一類材料，具有高比模量、高比強(qiáng)度、耐腐蝕、抗疲勞、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料的要求[1-4]，已經(jīng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)一些部件中有較為成熟的應(yīng)用（圖1）。同時(shí)，碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能，因此習(xí)慣上已將其稱為先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料[5]。目前樹脂基體按耐高溫性能排列主要包括環(huán)氧樹脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹脂和聚酰亞胺樹脂。

20世紀(jì)50年代，國(guó)外在先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上開展了研究與應(yīng)用工作[6]，發(fā)展到21世紀(jì)，多項(xiàng)研究與應(yīng)用工作均取得了很大的進(jìn)展。其中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商美國(guó)通用電氣（GE）、英國(guó)羅爾斯-羅伊斯（R-R）、美國(guó)普拉特·惠特尼（P&W）等公司致力于研究先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的應(yīng)用，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)推重比和耗油量。通過(guò)了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，能給下一步先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的研究工作指出明確的發(fā)展方向。

碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料

圖1 樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用Fig.1 Application of resin matrix composites in aircraft engine

碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料工作溫度一般不超過(guò)130℃，能滿足高性能發(fā)動(dòng)機(jī)冷端部件對(duì)溫度、質(zhì)量、強(qiáng)度、模量的要求，在風(fēng)扇機(jī)匣及包容環(huán)、風(fēng)扇葉片、風(fēng)扇帽罩、短艙和反推力裝置等部件具有廣泛應(yīng)用[7-9]。

風(fēng)扇機(jī)匣和包容環(huán)的主要功能是防止航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片遭異物撞擊后脫落造成嚴(yán)重后果，由此風(fēng)扇機(jī)匣及包容環(huán)的包容性成為體現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全穩(wěn)定性能的重要指標(biāo)之一，各國(guó)相繼發(fā)布條款對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)包容性提出明確要求。風(fēng)扇機(jī)匣和包容環(huán)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)上最大的防護(hù)性結(jié)構(gòu)，它的重量直接影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。

20世紀(jì)70年代，航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣采用全金屬材料呈多個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)起包容的作用， CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣采用不銹鋼材料， 由3個(gè)圓環(huán)和12根加強(qiáng)肋焊接而成，又在機(jī)匣外壁焊接4圈加強(qiáng)肋增強(qiáng)其包容性，其最大的缺點(diǎn)是金屬材料的重量問(wèn)題，相應(yīng)推重比受到很大影響。為實(shí)現(xiàn)減重，逐步使用復(fù)合材料替代金屬材料，成為風(fēng)扇機(jī)匣及包容環(huán)研發(fā)的重要目標(biāo)之一。直到20世紀(jì)90年代，GE公司致力于研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，選用T700碳纖維和PR520環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合，并成功將全樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用在GEnx航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇包容機(jī)匣和包容環(huán)上，可使發(fā)動(dòng)機(jī)減重160kg，材料制備過(guò)程采用二維三軸編織技術(shù)制造預(yù)成型體， RTM技術(shù)整體成型。圖2為GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣[10]。劉璐璐[11]對(duì)利用緞紋機(jī)織與二維三軸編織不同技術(shù)制備的樹脂基復(fù)合材料分別進(jìn)行了靶板的沖擊試驗(yàn)，分析了沖擊后損傷面積的變化規(guī)律，研究表明，二維三軸編織復(fù)合材料損傷面積更小，有更好的抗裂紋性，采用這種編織的風(fēng)扇機(jī)匣性能更加優(yōu)異。Zhang等[12]研究了環(huán)氧樹脂和三維編織碳纖維/環(huán)氧樹脂的加速熱老化現(xiàn)象，在180℃條件下三維編織碳纖維/環(huán)氧樹脂試樣表面能觀察到明顯的基體開裂，氧通過(guò)裂縫擴(kuò)散，導(dǎo)致老化速度加快，壓縮強(qiáng)度下降。

圖2 GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣Fig.2 GEnx engine fan casing

風(fēng)扇葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件之一。文獻(xiàn)[13-14]研究發(fā)現(xiàn)，纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料長(zhǎng)期處于高溫、熱循環(huán)、濕熱等環(huán)境時(shí)，會(huì)影響材料的各項(xiàng)力學(xué)性能、質(zhì)損率及膨脹系數(shù)。馬力等[15]通過(guò)試驗(yàn)第1級(jí)風(fēng)扇葉片遭鳥撞后材料損傷情況發(fā)現(xiàn)，撞擊葉尖和葉中損傷最大，會(huì)導(dǎo)致破損、產(chǎn)生裂紋和凸肩搭接等。因此發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片材料的選擇尤為重要。航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在工作狀態(tài)下高速旋轉(zhuǎn)，受到離心力、氣動(dòng)力等載荷作用，葉片本身產(chǎn)生拉伸應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在滿足風(fēng)扇葉片對(duì)各項(xiàng)力學(xué)性能要求的同時(shí)還能達(dá)到減重的目的，是比較理想的風(fēng)扇葉片材料。

1995年GE90發(fā)動(dòng)機(jī)正式投放市場(chǎng)，風(fēng)扇葉片由IM7中長(zhǎng)碳纖維和8551-7環(huán)氧樹脂復(fù)合而成，替代了傳統(tǒng)鈦合金材料，風(fēng)扇直徑3.12m，轉(zhuǎn)子由22片復(fù)合材料葉片組成。由于此材料具有高強(qiáng)度、高抗損傷性能，有“大力神”之稱，投產(chǎn)后幾十年中遭受多次飛鳥撞擊，風(fēng)扇葉片均沒(méi)有出現(xiàn)明顯損傷。2000年GE公司開始對(duì)GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行研制，此發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片采用碳纖維增強(qiáng)高韌性環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，風(fēng)扇直徑尺寸3.251m，有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)推力。2004年GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)在777-300ER客機(jī)上正式應(yīng)用并成功投入航線運(yùn)營(yíng)[16-17]。GEnx作為GE90發(fā)動(dòng)機(jī)的衍生品應(yīng)用在波音787-8的風(fēng)扇直徑2.8m，應(yīng)用在波音747-8的風(fēng)扇直徑2.7m，葉片數(shù)量下降到18片，風(fēng)扇直徑和數(shù)量的減小都能達(dá)到減重的目的，另外，葉片數(shù)量的減少還能有效降低空氣阻力，使其在長(zhǎng)期工作狀態(tài)下力學(xué)性能更易保持穩(wěn)定。2007年GEnx被安裝在波音747-100的2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了第一次飛行[17]。準(zhǔn)備應(yīng)用于波音777x飛機(jī)上的GE9x發(fā)動(dòng)機(jī)采用新一代碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，制造出比任何在役GE發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片數(shù)量更少、厚度更薄的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，葉片數(shù)量選用16片，因此將有效降低GE9x發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，降低耗油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能得到提升。首臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在2016年進(jìn)行測(cè)試，2017年將在試飛臺(tái)上進(jìn)行飛行測(cè)試，計(jì)劃于2018年取得適航證。

由P&W公司研發(fā)生產(chǎn)的4084、4168航空發(fā)動(dòng)機(jī)均采用了PR500環(huán)氧樹脂制造風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片，較鈦合金結(jié)構(gòu)件質(zhì)量下降了39%，成本降低了38%，PW1000G風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片以AS7纖維/VRM37環(huán)氧樹脂為材料，采用RTM成型技術(shù)方法制備。由R-R公司生產(chǎn)的TRENT系列發(fā)動(dòng)機(jī)也將環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用于出口導(dǎo)流葉片。V2500發(fā)動(dòng)機(jī)采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料蒙皮和泡沫蜂窩夾層結(jié)構(gòu)制造短艙進(jìn)氣道，P&W公司生產(chǎn)的4168航空發(fā)動(dòng)機(jī)也將復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)應(yīng)用在短艙。R-R公司在RB-211-524發(fā)動(dòng)機(jī)上采用樹脂基復(fù)合材料制造了短艙部件。另外，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇帽罩、風(fēng)扇進(jìn)氣導(dǎo)流葉片、風(fēng)扇軸承支撐結(jié)構(gòu)、軸承封嚴(yán)蓋、蓋板等結(jié)構(gòu)中碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料都有著不同程度的應(yīng)用。

碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料

雙馬來(lái)酰亞胺樹脂具有較好的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性，但模量高、強(qiáng)度較低，用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合后不僅能保留雙馬來(lái)酰亞胺的優(yōu)異性能，且強(qiáng)度明顯提高。雙馬復(fù)合材料長(zhǎng)期工作溫度在150～230℃范圍內(nèi)。隋曉東等[18]研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料在150℃溫度下加熱1000h，力學(xué)性能沒(méi)有出現(xiàn)下降趨勢(shì)，具有很好的耐熱性能。王汝敏等[19-20]經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出5405雙馬來(lái)酰亞胺樹脂澆注體吸濕率很低，T300/5405復(fù)合材料在130℃環(huán)境下，濕態(tài)保持率大多在50%以上，復(fù)合材料具有很好的濕熱性能。Hexcel F650樹脂可在204.4℃下長(zhǎng)期工作，研究發(fā)現(xiàn)，Hexcel F650樹脂基復(fù)合材料具有良好的耐高溫性能，應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上將對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生直接影響[21]。殼體相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言是最大的部件，殼體的重量直接關(guān)系到航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體的重量，且發(fā)動(dòng)機(jī)殼體材料的選擇直接影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本，碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的應(yīng)用展示出了良好的前景。

第21屆中國(guó)國(guó)際復(fù)合材料工業(yè)技術(shù)展覽會(huì)上，由陜西天策新材料科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的低軟化點(diǎn)耐高溫雙馬來(lái)酰亞胺樹脂展示出了很多優(yōu)異的性能[22]。普通雙馬來(lái)酰亞胺樹脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg小于180℃，而此種樹脂Tg大于330℃，力學(xué)性能優(yōu)良，并且大幅度提高了加工工藝性能，用其制備的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料同樣具有這些優(yōu)良特性，有望在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上得到具體的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，國(guó)內(nèi)外研究人員將碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料放置于不同環(huán)境下，測(cè)試其各項(xiàng)力學(xué)性能。高禹等[23]對(duì)T700/雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料進(jìn)行空氣熱循環(huán)處理，給出了經(jīng)空氣熱循環(huán)處理后試樣低速?zèng)_擊損傷的演化規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果表明，同樣的沖擊能量，空氣熱循環(huán)處理后的試樣損傷面積明顯大于原始試樣。Lü等[24]將碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料放置于溫濕、熱氧化、低溫多種老化環(huán)境下，研究其各項(xiàng)力學(xué)性能，試驗(yàn)結(jié)果表明濕度和微裂紋在材料內(nèi)的擴(kuò)展會(huì)對(duì)其界面產(chǎn)生不利后果，且經(jīng)過(guò)多種環(huán)境處理后，試樣的層間剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度皆出現(xiàn)下降趨勢(shì)，力學(xué)性能變差。值得注意的是，一般情況下纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料中增強(qiáng)纖維與樹脂基體的熱膨脹系數(shù)差異很大，這將導(dǎo)致復(fù)合材料在制備過(guò)程中必然要產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力。特別是對(duì)于制備工藝性較差的雙馬樹脂基復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，固化時(shí)產(chǎn)生的殘余熱應(yīng)力更容易使材料內(nèi)部產(chǎn)生缺陷。Kobayashia等[25]研究表明，碳/雙馬復(fù)合材料在制備時(shí)就容易在材料（特別是多向鋪層材料）內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋。這樣在發(fā)動(dòng)機(jī)工作載荷和高溫環(huán)境作用下制備時(shí)產(chǎn)生的微裂紋就會(huì)成為裂紋源，進(jìn)而導(dǎo)致材料受到損傷。因此，環(huán)境損傷效應(yīng)是影響材料力學(xué)性能的重要因素之一，研究碳/雙馬樹脂復(fù)合材料在不同環(huán)境因素作用下的力學(xué)性能變化規(guī)律對(duì)其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用有重要意義。

碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂（PMR）基復(fù)合材料

環(huán)氧樹脂和雙馬來(lái)酰亞胺樹脂雖然在復(fù)合材料當(dāng)中占據(jù)重要地位，但碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料和碳纖維增強(qiáng)雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的極限耐熱溫度和長(zhǎng)期使用耐熱溫度均不超過(guò)280℃，長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)會(huì)使復(fù)合材料各項(xiàng)力學(xué)性能下降，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中多用來(lái)制備使用溫度較低的零部件。為了研制出更加耐高溫的材料，碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂（PMR）基復(fù)合材料進(jìn)入人們的視野。

早在20世紀(jì)70年代，美國(guó)NASA研制出可在288～316℃下連續(xù)使用 1000～10000h的 PMR-15聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料，PMR-15聚酰亞胺樹脂成為了第一個(gè)高溫宇航復(fù)合材料樹脂[26-29]。經(jīng)過(guò)一系列對(duì)其性能及安全性研究試驗(yàn)，70年代末應(yīng)用在F100發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板、油箱墊片等部件，有效實(shí)現(xiàn)減輕重量和降低費(fèi)用，且材料力學(xué)性能良好。后來(lái)由美國(guó)P&W和GE公司生產(chǎn)的第4代軍用戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)F119的風(fēng)扇機(jī)匣，由GEAE公司生產(chǎn)的YF120發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇靜子和靜子葉片均選用了PMR-15基復(fù)合材料。第5代軍用戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片、支板、進(jìn)氣機(jī)匣等部位應(yīng)用PMR-15聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的用量比第4代明顯增多，性能更優(yōu)越。PMR-15復(fù)合材料各項(xiàng)性能見表1[30]。

表1 PMR-15復(fù)合材料的性能

20世紀(jì)70年代中期，中國(guó)中科院研制出可在316℃長(zhǎng)期使用的KH-304聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料。與PMR-15相比，具有更好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、出色的高溫性能和介電透波性能。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所將此材料成功應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道，但是在制備過(guò)程中使用有致癌作用的MDA（4，4’-二氨基二苯甲烷）樹脂流動(dòng)性差、成型壓力要求較高等缺點(diǎn)限制了KH-304樹脂的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，KH-304/碳纖維層壓復(fù)合材料在高溫狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，為改善這一問(wèn)題，后續(xù)又成功研發(fā)出增韌型KH-308樹脂，它保持了KH-304樹脂的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了耐高溫性能，碳纖維/KH-308工作溫度可達(dá)350℃左右。

美國(guó)NASA公司最早研制出了耐371℃高溫環(huán)境的聚酰亞胺樹脂PMR-Ⅱ，短期使用溫度可達(dá)400～450℃[31]。碳纖維 /PMR- Ⅱ與碳纖維/PMR-15復(fù)合材料力學(xué)性能相當(dāng)。后來(lái)相繼研發(fā)出來(lái)的聚酰亞胺樹脂包括PMR-Ⅱ-50、AFR-700B、V-CAP-75等[32-35]。碳纖維/PMR-Ⅱ-50應(yīng)用在渦輪葉片涂層，碳纖維/ AFR-700B應(yīng)用在渦輪壓氣機(jī)進(jìn)氣道及靜子結(jié)構(gòu)等，與碳纖維/PMR-Ⅱ-50相比，具有更高的熱穩(wěn)定性和工藝性，碳纖維/V-CAP-75應(yīng)用在PLT-210壓氣機(jī)機(jī)匣，各項(xiàng)應(yīng)用均取得了理想的效果。

隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的研究在不斷深入，Miller等[36]研究了石墨片層對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料熱氧穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，石墨片層提供了一層隔離氧氣的有效障礙，使材料的熱氧穩(wěn)定性能提升，是一種有效提高材料耐高溫性能的方法。Tandon等[37]研究了PMR-15及其復(fù)合材料在高溫條件下的熱氧老化現(xiàn)象，主要考慮溫度、氧濃度和質(zhì)量損失3個(gè)參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果表明，一定溫度條件下，試驗(yàn)時(shí)間小于1000h時(shí)，純樹脂PMR比PMR-15基復(fù)合材料的熱氧老化層更厚，PMR-15基復(fù)合材料較純PMR具有更好的熱氧穩(wěn)定性。Lü等[38]模擬空間輻照環(huán)境對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的摩擦和磨損性能進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，材料在輻射環(huán)境和啟停摩擦條件下顯示出優(yōu)良的耐摩擦性能，有望成為一種在飛行器上應(yīng)用的耐摩擦材料。高藝航等[39]研究了碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料MT300/KH420不同鋪層方式在高溫條件下的力學(xué)性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，[0°]7鋪層方式的單向?qū)雍习逶?00℃條件下具有優(yōu)異的高溫拉伸性能，[0°]14鋪層方式的單向?qū)雍习逶?20℃條件下表現(xiàn)出明顯的粘彈效應(yīng)，[±45°/0°/90°/+45°/0°2]s鋪層方式的多向?qū)雍习逶诟邷貤l件下力學(xué)性能較為穩(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是各類飛機(jī)的核心部件，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能直接影響飛機(jī)的整體性能。先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，所占的比重越來(lái)越多。未來(lái)，先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的研究將致力于耐高溫性能的探索和減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量?jī)蓚€(gè)方向。在耐高溫性能方面應(yīng)著重研發(fā)更高溫環(huán)境下能長(zhǎng)期使用，且各項(xiàng)性能均保持穩(wěn)定的先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料。在減重方面將選用低密度原材料，改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，制造更輕薄、性能更強(qiáng)的零部件，達(dá)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體減重的目的，最終實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的目的。

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