我國(guó)著名的戰(zhàn)略科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院資深兩院院士師昌緒先生生前曾說:“復(fù)合材料幾乎是一個(gè)無所不為的材料?!毙〉礁郀柗蚯驐U、吉他外殼、自行車,再到汽車、帆船、艦艇,進(jìn)而延伸到無人機(jī)、各種軍用飛機(jī)、民用大型客機(jī)、深海裝備、國(guó)際空間站等,先進(jìn)復(fù)合材料無不在其中顯示出了其獨(dú)一無二的不可替代性。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2023年中國(guó)復(fù)合材料制品產(chǎn)量將超過550萬(wàn)t左右,行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額將達(dá)到92.5億元。隨著我國(guó)新能源汽車、高端制造、航空航天等行業(yè)的快速發(fā)展,我國(guó)制造業(yè)越來越注重復(fù)合材料發(fā)展。隨著我國(guó)“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”目標(biāo)的提出,復(fù)合材料發(fā)展的優(yōu)先級(jí)將會(huì)越來越靠前。
從整體看,我國(guó)復(fù)合材料無論從技術(shù)還是到產(chǎn)業(yè),已經(jīng)取得了不俗的成績(jī),如高性能碳纖維、電致變色復(fù)材等正在逐步縮小和拉近與國(guó)外同類產(chǎn)品的代際差距。國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C—919,長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭,深海潛航器“蛟龍一號(hào)”和“海斗一號(hào)”,國(guó)產(chǎn)J—20和J—31戰(zhàn)斗機(jī),大型軍用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)—20,以及我國(guó)即將完成建設(shè)的國(guó)際空間站和在未來計(jì)劃進(jìn)行的火星取樣、木星探測(cè)、土星探測(cè)等重大工程,均采用了或?qū)⒉捎猛耆珖?guó)產(chǎn)的先進(jìn)復(fù)合材料。
但是,我國(guó)復(fù)合材料的發(fā)展也暴露出了一些問題。復(fù)合材料領(lǐng)域的前輩——北京中科院化學(xué)所原副所長(zhǎng)吳仁杰先生曾說,“我們就像一個(gè)剛剛醒來的人,打哈欠,伸懶腰,總也起不來床?!边@種“沒睡醒”的感覺,到現(xiàn)在依然存在。
歸結(jié)起來,我國(guó)復(fù)合材料發(fā)展存在的關(guān)鍵問題就是基礎(chǔ)研究的薄弱,這也是長(zhǎng)期困擾我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要矛盾。這個(gè)問題主要體現(xiàn)在:設(shè)計(jì)應(yīng)用能力較弱,材料的許用值和設(shè)計(jì)值往往與實(shí)際應(yīng)用存在偏差;應(yīng)對(duì)環(huán)境服役變化的能力不強(qiáng),研究者對(duì)復(fù)合材料使用的環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景的前瞻設(shè)計(jì)缺乏預(yù)判;復(fù)合材料的多功能化也是影響其使用場(chǎng)景和環(huán)境關(guān)鍵技術(shù),但在這方面我國(guó)的材料設(shè)計(jì)和研發(fā)人員還缺乏基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn);力學(xué)是一切裝備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),而復(fù)合材料性能首先要解決的就是力學(xué)問題,我國(guó)復(fù)合材料人才尚對(duì)基礎(chǔ)力學(xué)的理論知識(shí)儲(chǔ)備和認(rèn)識(shí)不足。
材料不強(qiáng),我國(guó)的制造強(qiáng)國(guó)夢(mèng)則無法實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和基礎(chǔ)人才的培養(yǎng)仍將是未來我國(guó)實(shí)現(xiàn)“材料強(qiáng)國(guó)”的主要抓手。我國(guó)要做強(qiáng)復(fù)合材料,就要永遠(yuǎn)行走在基礎(chǔ)研究的探索之路上。
10.19599/j.issn.1008-892x.2022.01.001