在當(dāng)代材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史中，航空航天用材料一直飾演戰(zhàn)略重點(diǎn)的角色，材料的發(fā)展不但促進(jìn)四軸飛行器自身的高速發(fā)展，也推動了路面代步工具的發(fā)展，而汽車發(fā)動機(jī)材料的高速發(fā)展則推動著驅(qū)動力產(chǎn)業(yè)的破舊立新?？梢赃@么說，航空航天材料體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料發(fā)展趨勢的前沿，代表了一個國家結(jié)構(gòu)材料的最高水平。

復(fù)合材料是通過二種或兩種以上材料按照要求組成的一種具備成份中任意單一材料所不具備的特性的新材料。優(yōu)秀復(fù)合材料(Advanced Composite Materials)就是指適合于主承力結(jié)構(gòu)或次承力結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度剛度特性等同于或超過鋁合金的復(fù)合材料。

航空航天工業(yè)生產(chǎn)對復(fù)合材料的高速發(fā)展帶來了最初推動力，優(yōu)秀復(fù)合材料在航空公司、航空航天中的位置早已獲得認(rèn)可。尤其是對于軍用機(jī)，優(yōu)秀復(fù)合材料使用量的多少在一定程度上取決于該設(shè)備的創(chuàng)新性。

優(yōu)秀復(fù)合材料依照基材可以分為：樹脂基復(fù)合材料(Resin Matrix Composites，通稱RMC)：金屬基復(fù)合材料(Metal Matrix Composites，通稱MMC)：陶瓷基復(fù)合材料(Ceramic Matrix Composites，通稱CMC)。而依照復(fù)合材料中增強(qiáng)體的形態(tài)，優(yōu)秀復(fù)合材料可以分為：顆粒物提高復(fù)合材料(Particulate Reinforced Materials)；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Materials)；紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(Textile Structural Composites，通稱TSC)等。

在其中，紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料將紡織技術(shù)性和現(xiàn)代復(fù)合材料成型技術(shù)相結(jié)合，有效擺脫傳統(tǒng)式單邊和層合復(fù)合材料的面內(nèi)物理性能不勻、損傷容限劣等缺陷。

紡織復(fù)合材料(Textile Composites)的概念從運(yùn)用上來講應(yīng)該是由針織紗、針織品、編制、縫制等紡織技術(shù)性生產(chǎn)制造提高材料預(yù)成型體，再經(jīng)過樹脂傳遞模塑(RTM)等復(fù)合材料液態(tài)成型制造工藝的一類復(fù)合材料，而纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是傳統(tǒng)復(fù)合材料，一般沒有在紡織復(fù)合材料討論的范圍之內(nèi)。但以上定義迄今未有確切的界定與區(qū)劃，人們普遍認(rèn)為但凡復(fù)合材料的成分里面含有化學(xué)纖維、棉紗或紡織物，皆稱為紡織復(fù)合材料。如今關(guān)鍵所使用的復(fù)合材料一般是紡織復(fù)合材料。

航空航天工業(yè)生產(chǎn)對材料的需求

航空航天四軸飛行器的工作性質(zhì)十分復(fù)雜。就飛機(jī)場來講，軍用機(jī)規(guī)定提高其操控性、近距離混合格斗和全天作戰(zhàn)能力；民航客機(jī)則要求安全系數(shù)、穩(wěn)定性、舒適度和經(jīng)濟(jì)效益等，所以對航空公司材料的重要基本要求高比強(qiáng)、緩解疲勞、耐熱、抗腐蝕、壽命長、成本低。但對航天飛機(jī)包含火箭彈、回收利用式通訊衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛船和太空站而言，他們與飛機(jī)場的工作環(huán)境明顯不一樣，如高真空、熱冷交替變化、較高能輻射源、原子氧溶蝕等。優(yōu)秀復(fù)合材料本身所具備的強(qiáng)度、比剛度大、抗疲勞性好，可制定性好等優(yōu)點(diǎn)，正適用航空航天對材料的需求。

紡織復(fù)合材料在航空公司里的運(yùn)用

優(yōu)秀復(fù)合材料質(zhì)輕、緩解疲勞、抗腐蝕等特點(diǎn)已經(jīng)在航空公司結(jié)構(gòu)中發(fā)揮了重要作用。大家已意識到復(fù)合材料是讓飛機(jī)場結(jié)構(gòu)特性提高的最管用和容易完成的路徑，可是居高不下的成本費(fèi)使航空公司工業(yè)領(lǐng)域無法接受?！俺杀镜?，性能卓越”是當(dāng)前復(fù)合材料技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展前景，“經(jīng)濟(jì)適用”材料深受高度重視。

在已經(jīng)有關(guān)鍵材料管理體系前提下開發(fā)設(shè)計最先進(jìn)的成本低生產(chǎn)技術(shù)是當(dāng)今復(fù)合材料界的共識，如縫編．RTM 技術(shù)性、RFI技術(shù)性、離子束固化技術(shù)等。

目前航天工業(yè)所使用的紡織復(fù)合材料通常是樹脂基復(fù)合材料，包含熱固性塑料樹脂基復(fù)合材料和熱塑性樹脂基復(fù)合材料。熱固性塑料樹脂中常用是環(huán)氧樹脂樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂，常見提高材料為碳纖維材料、芳綸和玻璃鋼等。環(huán)氧樹脂樹脂綜合型可以好，粘附力比較大，可以從120℃下長期用，改性材料后環(huán)氧樹脂樹脂可以從更高一些溫度下應(yīng)用；雙馬來酰亞胺的耐高溫抗?jié)衲芡伙@，黏度低，工藝性能好。

紡織復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用位置大概包含：機(jī)艙門、翼梁、減速板、汽車尾翼結(jié)構(gòu)、機(jī)油箱、副油箱、艙里墻板、木地板、直升機(jī)旋翼漿葉、飛機(jī)螺旋槳、高壓氣體器皿、通信天線、鼻錐、機(jī)輪門、整流板、發(fā)動機(jī)蓋(特別是在噴氣式發(fā)動機(jī)艙)、外涵道、坐位與安全通道板等。

紡織復(fù)合材料在航空航天里的運(yùn)用

正是由于室內(nèi)空間技術(shù)發(fā)展，紡織技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Ρ粡?fù)合材料界所運(yùn)用。為了能取得最好物理性能，一個新的紡織結(jié)構(gòu)，如針織紗、編制和針織品紡織物慢慢被選用。紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料可大大提高固層強(qiáng)度和損傷容限，同時提供繁雜結(jié)構(gòu)總體成形的概率，在復(fù)合材料界尤其是航空航天復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)中已占據(jù)很重要的位置。

航空航天規(guī)定質(zhì)輕、高剮多度結(jié)構(gòu)，防止曲屈產(chǎn)生，這些要求與航空公司結(jié)構(gòu)是一致的，但航空航天環(huán)境與航空公司自然環(huán)境具備非常大區(qū)別，最典型的如原子氧、較高能輻射源、熱冷交替變化，這種促使航空航天材料與航空公司材料存在一些區(qū)別。樹脂、金屬材料和陶瓷基復(fù)合材料在航空工業(yè)都有著廣泛應(yīng)用，增強(qiáng)纖維有碳纖維材料、芳綸纖維、硼纖維、氮化硅等。

針對樹脂基復(fù)合材料而言，特殊太空環(huán)境如原子氧和放射線會讓樹脂基復(fù)合材料產(chǎn)生毀壞，這些危害在低軌運(yùn)行中尤其比較嚴(yán)重，因此必須采用對應(yīng)的防原子氧溶蝕的舉措，如應(yīng)用維護(hù)鍍層(金屬涂料、全氟聚合物等)。

世界各國都是有報導(dǎo)，對現(xiàn)有樹脂開展改性材料或者使用一個新的樹脂來提升樹脂基復(fù)合材料抵御原子氧和放射線腐蝕能力。金屬基復(fù)合材料具備一般金屬材料難以實(shí)現(xiàn)高的強(qiáng)度、高比模量，還具備樹脂基復(fù)合材料不能達(dá)到的耐熱、不吸潮、不放空氣、不易燃等特點(diǎn)，特別是具備相對高度耐熱性和氣溫交替變化可靠性，是極最理想的航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料。

總的來看，航空航天用金屬基復(fù)合材料大部分已為紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，如針對相對穩(wěn)定的拋物面天線、外太空鏡光學(xué)元件平臺等，材料的尺寸穩(wěn)定性尤為重要，常選用金屬基復(fù)合材料，其常所使用的基材有鋁、鈦、金屬間化合物，通常采用紡織結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件型體復(fù)合型成型制造工藝，歸屬于紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料范圍。而陶瓷基復(fù)合材料具備耐熱、抗氧化性、耐溶劑浸蝕、線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，潛在的運(yùn)用主要在于持續(xù)高溫結(jié)構(gòu)材料，但是其致命的缺點(diǎn) — 延性、嚴(yán)重影響他在結(jié)構(gòu)里的運(yùn)用。

宇宙飛船是發(fā)展載人航天技術(shù)的主導(dǎo)專用工具，而返回艙是載人航天飛船的關(guān)鍵一部分，載客飛船返回艙再進(jìn)地球大氣層初始速度為7.7km/s上下，歷經(jīng)苛刻的氣動式加溫，表層將產(chǎn)生持續(xù)高溫，因而較好的熱防護(hù)是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)性。酚醛樹脂樹脂具有較好的結(jié)構(gòu)力學(xué)和耐濕熱特性，特別是耐瞬間持續(xù)高溫?zé)龘p特性出色，廣泛用于航空工業(yè)中便于燒損的復(fù)合材料基材，碳纖維材料/酚醛樹脂復(fù)合材料是重要的耐燒損材料。當(dāng)代火箭彈也大量使用復(fù)合材料，如應(yīng)用優(yōu)秀纖維纏繞生產(chǎn)制造復(fù)合材料外殼、火箭彈噴嘴和再進(jìn)維護(hù)外殼，常應(yīng)用碳纖維材料／酚醛樹脂材料開展熱防護(hù)，并已使用碳/碳復(fù)合材料，這類碳 復(fù)合材料一般是由碳布選用煅燒或有機(jī)化學(xué)汽相堆積法來制造。

航空公司材料的高速發(fā)展在航空航天工業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的部位，“一代材料，一代四軸飛行器”是航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生動真實(shí)寫照，都是航空航天材料推動相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展趨勢的真實(shí)敘述。伴隨著紡織機(jī)械設(shè)備與工藝的發(fā)展趨勢，紡織復(fù)合材料做為一類新興的優(yōu)秀材料，在航空航天工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用終將愈來愈普遍。