(二)轨道交通用复合材料
随着高速铁路建设和城市轨道交通的快速发展,我国复合材料在轨道交通领域得到广泛应用。从车辆部件中的车箱板、地板、座椅、卫生间到轨道材料中的枕木 、第三轨保护罩、疏散平台等,展示了复合材料巨大的优势及其在轨道交通领域广泛的应用前景。当前我国正处于轨道交通建设的繁荣时期,已经成为世界上最大的城市轨道交通市场。对于复合材料产业而言,这是一个崭新的、大有可为的应用领域。
(三)电力复合材料
碳纤维复合芯导线是一种全新结构的架空输电导线,具有重量轻、抗拉强度大、耐热性能好、热膨胀系数小等一系列优点,是一种“环境友好型输电线路用导线”,其推广运用可提高线路的单位输送容量,节省输电走廊资源,减少土地占用面积、杆塔和基础的材料用量,降低成本,有利于保护环境、节能减排、改善人类生存环境。
碳纤维复合芯导线已在我国深圳、无锡、常州、厦门、南平、盘锦、抚顺等地挂网运行,到目前未发生过如通用导线已发生的驰度明显下降、导线发热、断股、断线等任何异常现象,其耐张线夹和接续管也运行正常。然而,碳纤维复合芯导线在国内的进一步发展,还需集中解决型线模具的设计、软铝线的时效及绞制工艺等关键技术问题。
复合材料杆塔具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性、可设计性、防撞和抗冲击性能及特殊地区可以有效防止人为外力破坏等特点,为施工、检修提供了极大的便利,其研究成果已在国内多个省市线路中得到应用,在材料选型、结构设计、电气及防雷设计、压缩输电线路走廊等方面取得了一定进展,已建示范工程9项,在建4项。由于复合材料杆塔主要采用拉挤、缠绕、压注工艺,对基材的要求较大,面临降低材料成本、开发低成本化复合材料杆塔制备技术、攻克复合材料构件的连接,降低桡度,提高运行的安全性,开展老化与安全寿命评估、无损检测和线路在线检测等关键技术问题,其进一步的推广应用,需全行业共同努力。
(四)生物医用复合材料
生物医用复合材料优异的可设计性使其可采用结构仿生而获得结构和性质类似于人体组织的人工替代材料,为生物医用材料的研究和发展开拓了一条广阔的途径,是生物医用材料研究和发展中的活跃领域,已成功研发出碳纤维增强HDPE复合材料、碳纤维增强聚砜复合材料及由四氟乙烯纤维与碳纤维复合制备出的多孔复合材料,可用作骨水泥、人工关节、接骨板、颅骨缺损修复,牙槽骨、下颌骨、关节软骨的修复等。此外,碳/碳复合材料的骨盘、骨夹板和骨针已有临床应用,用碳/碳制成的人工心脏瓣膜、中耳修复材料也有研究报道。生物医用复合材料有非常好的经济效益。普通复合材料制品每公斤几十元,而医用复合材料有的产品价值可达每公斤十五万元左右,可见医用复合材料的附加值是相当可观的。
(五)航空航天用复合材料
新型航空航天器的先进性标志之一是结构先进性,而先进复合材料是实现结构先进性的重要基础和先导技术。目前飞机上的复合材料由小到大,由少到多,由弱到强,由结构到功能,其需求量越来越大。飞机结构也一步一步地走向材料复合化。复合材料正由次承力结构材料发展到主承力结构材料。波音787所用复合材料达到飞机结构总重量的50%,并已用于飞机的主要受力件。伴随着神五、神六的成功发射,大运、商飞等项目推进,我国先进复合材料在航天航空领域取得了重大进步。然而,技术装备严重不足和国外技术的封锁仍是主要问题。要实现航空航天复合材料研制和应用的可持续发展,必须坚持自主创新,解决原材料问题和成本技术难题。
(六)高性能复合材料战略性新兴产业发展迅速
高性能复合材料作为战略性新兴产业,近年来发展较快,投资力度加大,品种、产量有所增加,装备水平有所提升,关键技术有所突破。目前我国T300级碳纤维已成功实现产业化;T700碳纤维实现了工程化生产;“高强中模碳纤维(T800)项目”研究取得了一定突破;T1000、M55J级处于攻关阶段。预浸料、自动铺带、纤维铺放、多轴缠绕等成型工艺和装备技术水平不断提高。碳纤维体育休闲用品、建筑加固、压力容器等领域的应用持续增长,在新兴的航空航天、新能源等领域的应用正逐步打开,市场前景广阔。