第十八屆國(guó)際復(fù)合材料大會(huì)（18th ICCM）于2011年8月21~26日在韓國(guó)濟(jì)州島（Jeju， Korea）的國(guó)際會(huì)議中心（ICC）舉行。
本次大會(huì)由國(guó)際復(fù)合材料學(xué)會(huì)（International Committee on Composite Materials）主辦，韓國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)（The Korean Society for Composite Materials）承辦，共吸引了來(lái)自47個(gè)國(guó)家、1600多名從事復(fù)合材料相關(guān)行業(yè)的科研工作者、研究生參加，刷新了歷屆參會(huì)人數(shù)的記錄。中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)（Chinese Society for Composite Materials）理事長(zhǎng)、本屆大會(huì)的副主席杜善義院士率領(lǐng)100多名來(lái)自中國(guó)各大高校、研究所專(zhuān)家學(xué)者及企業(yè)界代表參加了本次大會(huì)，這充分說(shuō)明我國(guó)在復(fù)合材料領(lǐng)域已經(jīng)逐步迎頭趕上并已成為國(guó)際復(fù)合材料行業(yè)非常重要的一部分。 123456
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第十八屆國(guó)際復(fù)合材料大會(huì)
復(fù)合材料及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。根據(jù)JEC首席執(zhí)行官 F. Mutel 女士提供的數(shù)據(jù)，全世界復(fù)合材料相關(guān)行業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到850億美元。市場(chǎng)分析數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2007~2009年經(jīng)濟(jì)危機(jī)以后，世界經(jīng)濟(jì)將以5%~6%的速度逐步恢復(fù)，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)已成為許多國(guó)家的發(fā)展重點(diǎn)，將對(duì)世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步復(fù)蘇產(chǎn)生重要的影響。因此，本次國(guó)際復(fù)合材料大會(huì)不僅吸引了大量大學(xué)及研究所研究人員參加，也吸引了許多工業(yè)界人士。
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Thomas Hahn教授獲得大會(huì)Scala獎(jiǎng)
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在為期5天的會(huì)議中，安排了1個(gè)大會(huì)Scala報(bào)告（以著名復(fù)合材料專(zhuān)家Scala命名的報(bào)告）、18個(gè)主題報(bào)告、900多個(gè)口頭報(bào)告、300多個(gè)墻報(bào)。報(bào)告內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料以及碳/ 碳材料等，同時(shí)還包括一些新型復(fù)合材料，如納米復(fù)合材料、生物復(fù)合材料等，其應(yīng)用方向?yàn)楹娇蘸教臁⑵?chē)、建筑以及風(fēng)能等領(lǐng)域。本次大會(huì)為全世界從事不同研究方向的復(fù)合材料研究工作者提供了一個(gè)相互交流與探討的平臺(tái)。很多高水平的報(bào)告不僅介紹了現(xiàn)在復(fù)合材料的新技術(shù)、新發(fā)展，還對(duì)復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)。 本文來(lái)自123
新趨勢(shì)——結(jié)構(gòu)材料的功能化
復(fù)合材料一直被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)材料，但研究人員對(duì)其功能的開(kāi)發(fā)越來(lái)越重視。參會(huì)的報(bào)告很多都與復(fù)合材料的功能有關(guān)。賦予復(fù)合材料更多的功能已經(jīng)成為國(guó)際上復(fù)合材料基礎(chǔ)研究的一個(gè)新熱點(diǎn)。來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校的Thomas Hahn教授做了題目為“復(fù)合材料：從結(jié)構(gòu)材料到多功能材料（Composite Materials ：From Structural to Multifunctional）”的大會(huì)Scala報(bào)告。Hahn教授介紹，過(guò)去30年中，復(fù)合材料主要經(jīng)歷了材料研制—低成本化—實(shí)際應(yīng)用的研究過(guò)程。隨著復(fù)合材料在航空、風(fēng)能、汽車(chē)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們已經(jīng)不再滿(mǎn)足復(fù)合材料僅作為結(jié)構(gòu)材料，逐漸開(kāi)發(fā)其多種功能。 copyright 123456
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Tsai教授在Chomarat公司展臺(tái)與參會(huì)者研討
Hahn教授本次主要宣講了通過(guò)添加納米顆粒或開(kāi)發(fā)具有新功能樹(shù)脂等方法實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的功能化。改進(jìn)后的復(fù)合材料在電、熱、磁、化學(xué)、生物、光學(xué)等方面具有特殊的性能，將來(lái)可以應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、自愈合、能量?jī)?chǔ)存以及電磁等領(lǐng)域。 內(nèi)容來(lái)自123456
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會(huì)議期間企業(yè)展臺(tái)
本文來(lái)自123
例如，Hahn教授小組利用納米顆粒表面存在的鋁羥基，在氧化鋁納米顆粒表面用雙功能偶聯(lián)劑進(jìn)行修飾，偶聯(lián)劑可以進(jìn)一步與乙烯基脂樹(shù)脂單體聚合，采用此方法改性后的樹(shù)脂強(qiáng)度和模量均有提升，而且提升幅度與納米顆粒含量有關(guān)。
新思路——新的鋪層設(shè)計(jì)方案
非均衡、非對(duì)稱(chēng)鋪層的實(shí)現(xiàn)可以大大減少鋪層設(shè)計(jì)的難度、降低結(jié)構(gòu)重量，從而減少成本，但是非均衡、非對(duì)稱(chēng)鋪層很少被采用。這是因?yàn)樵诠袒^(guò)程中，非均衡、非對(duì)稱(chēng)的鋪層存在較大的內(nèi)應(yīng)力而容易產(chǎn)生變形。來(lái)自斯坦福大學(xué)的Stephen Tsai教授主要介紹了一種非均衡、非對(duì)稱(chēng)鋪層方法，可以達(dá)到降低結(jié)構(gòu)重量和節(jié)省成本的目的。 本文來(lái)自123
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筆者與參會(huì)廠(chǎng)商交流
一般鋪層設(shè)計(jì)中，常用鋪層有0，±45°，90°這4個(gè)不同角度。Tsai教授則建議使用[0/25] 雙鋪層結(jié)構(gòu)代替以上常用鋪層，而每一個(gè)雙鋪層的厚度僅為常用鋪層厚度的1/2。通過(guò)彎曲- 扭轉(zhuǎn)耦合矩陣的計(jì)算，[0/25] 雙鋪層結(jié)構(gòu)可以有效減少內(nèi)應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)非均衡、非對(duì)稱(chēng)鋪層設(shè)計(jì)。Tsai教授同時(shí)開(kāi)發(fā)了非皺紋織物（Non Crimp Fabric），可以實(shí)現(xiàn)[0/25]雙鋪層結(jié)構(gòu)。與Tsai教授合作的Chomarat公司在會(huì)場(chǎng)開(kāi)設(shè)了展臺(tái)，進(jìn)行產(chǎn)品展示。 copyright 123456
新革命——納米技術(shù)
碳纖維是復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)中最重要的原材料之一。日本的Toray集團(tuán)是世界上最重要的碳纖維生產(chǎn)廠(chǎng)商。Toray集團(tuán)的Y. Suga介紹了現(xiàn)階段東麗公司關(guān)于碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）5個(gè)研究重點(diǎn)： 本文來(lái)自123
（1）在纖維研究方面，Toray公司仍舊致力于研究性能更優(yōu)的碳纖維，即高強(qiáng)度、高模量的碳纖維，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可能需要納米技術(shù)。研究表明碳纖維的強(qiáng)度與其表面缺陷的尺寸有關(guān)，如果能將碳纖維表面缺陷控制在納米范圍內(nèi)，可以大幅提升碳纖維的強(qiáng)度，而纖維的模量則與纖維內(nèi)部石墨納米晶體的尺寸和方向有關(guān)，如果能在控制石墨納米晶體的尺寸與方向，可以很好地改善碳纖維的模量。此外，納米纖維也是Toray公司研發(fā)的重點(diǎn)，如他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了20~150nm的尼龍、滌綸和聚苯硫醚的纖維。采用這種纖維制成的織物由于其表面積大，在吸水、保濕等方面有廣泛的用途。 內(nèi)容來(lái)自123456
（2）在CFRP制備工藝方面，考慮到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的要求，東麗主要關(guān)注的成型工藝主要是FW（纖維纏繞）、RTM以及預(yù)浸料的模具加壓成型等工藝。
（3）除了技術(shù)上亟待取得突破以外，作為全球知名企業(yè)，他們對(duì)全生命周期管理（LCM）也格外重視，東麗主要從全生命周期分析（LCA）和全生命周期成本（LCC）兩方面考慮，研究CFRP在CO2減排以及成本兩方面對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)。 123456
（4）在航空領(lǐng)域，東麗認(rèn)為連接技術(shù)，特別厚壁結(jié)構(gòu)處連接方法的設(shè)計(jì)是目前的一個(gè)難點(diǎn)。
（5）在汽車(chē)行業(yè)，保時(shí)捷CARRERA GT、豐田L(fēng)F-A 等車(chē)型已采用CFRP整體外殼設(shè)計(jì)，但東麗認(rèn)為成本問(wèn)題以及碰撞試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)模擬是限制CFRP在此領(lǐng)域應(yīng)用的主要障礙。此外，碳纖維增強(qiáng)熱塑性材料由于其制造工藝較短引起了人們的注意，但在這方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)在很缺乏。 123456
新理念——將復(fù)合材料
作為系統(tǒng)融入飛行器設(shè)計(jì)復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用從20世紀(jì)70年代開(kāi)始。在過(guò)去的幾十年中，復(fù)合材料部件的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，制造工藝也從最早期的手工鋪層發(fā)展到近幾年的熱壓垂簾成型(Hot Drape Forming)、自動(dòng)纖維鋪放（Automatic fiber Placement)、非熱壓罐（Out-of Autoclave) 等新工藝。 123,123
波音787已經(jīng)成為復(fù)合材料在飛行器中應(yīng)用的一個(gè)典范。波音公司G.K. Young主要總結(jié)了波音在復(fù)合材料設(shè)計(jì)方面的一些經(jīng)驗(yàn)、面臨的主要問(wèn)題以及對(duì)未來(lái)飛行器設(shè)計(jì)的設(shè)想。
波音認(rèn)為，在復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計(jì)中，第一代的復(fù)合材料往往被作為準(zhǔn)各向同性材料來(lái)處理，業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)之為“黑色的鋁”，因此，第一代的復(fù)合材料設(shè)計(jì)主要采用經(jīng)驗(yàn)以及少量的設(shè)計(jì)，復(fù)合材料則應(yīng)被視為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)處理。這就要求人們?cè)诟鞣N尺度范圍內(nèi)詳細(xì)研究樹(shù)脂、纖維、樹(shù)脂與纖維界面、最終飛行器與環(huán)境的相互作用等。同時(shí)，計(jì)算機(jī)處理速度提升、軟件的發(fā)展可以幫助人們更好地理解新一代復(fù)合材料的性能以及使用極限。隨著實(shí)驗(yàn)室研究手段的不斷豐富，人們可以摒棄傳統(tǒng)的根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行復(fù)合材料設(shè)計(jì)的理念，將新型復(fù)合材料的研發(fā)變成復(fù)合材料設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。 本文來(lái)自123
新機(jī)遇——節(jié)能減排的新型汽車(chē)需要復(fù)合材料
世界各國(guó)對(duì)CO2排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日趨嚴(yán)格。歐洲要求截至2012年，汽車(chē)的排放量要從130g/km減少到90g/km，美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家要求截止到2020年，減少40%的CO2排放。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要對(duì)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)需要減輕結(jié)構(gòu)重量?，F(xiàn)代- 起亞（Hyundai-Kia）公司的目標(biāo)是到2015年，將汽車(chē)重量減少10%。據(jù)現(xiàn)代- 起亞公司的J.D. Kim先生介紹，他們準(zhǔn)備使用復(fù)合材料代替部分金屬部件，如玻璃纖維的復(fù)合材料可以應(yīng)用于汽車(chē)前端零件、汽油蓋、進(jìn)氣歧管等，含有滑石或黏土的復(fù)合材料可以用于改善結(jié)構(gòu)的空間穩(wěn)定性，碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可以使用在結(jié)構(gòu)組件、傳動(dòng)桿等部位。 123456
碳纖維復(fù)合材料要實(shí)現(xiàn)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中批生產(chǎn)仍需解決2個(gè)難題：
（1）降低成本。碳纖維的高價(jià)格是阻礙復(fù)合材料在汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用的最大障礙，縮短生產(chǎn)周期可以降低制造工藝成本。
（2）提高復(fù)合材料的可靠性和耐久性。與航空用復(fù)合材料不同，汽車(chē)用復(fù)合材料不可能經(jīng)常檢修，因此對(duì)材料的可靠性和耐久性要求很高。除此以外，現(xiàn)代- 起亞還嘗試使用金屬基復(fù)合材料，但是由于成本高及工藝復(fù)雜尚未形成批生產(chǎn)能力。 123456
新挑戰(zhàn)——復(fù)合材料在80m長(zhǎng)風(fēng)扇葉片中的應(yīng)用
復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片是本次大會(huì)的一個(gè)熱點(diǎn)話(huà)題，很多復(fù)合材料的研究單位和企業(yè)都設(shè)置了展臺(tái)，展示他們?cè)趶?fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片已取得的進(jìn)展。作為世界風(fēng)能行業(yè)的領(lǐng)跑者，Vestas 公司在復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)與制造方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)階段，風(fēng)扇葉片的尺寸基本達(dá)到40~60m。 123,123
Vestas公司的P.A. Hibbard先生認(rèn)為在風(fēng)機(jī)葉片發(fā)展方面仍存在以下難題：
（1）大尺寸風(fēng)機(jī)葉片的制造。由于市場(chǎng)需求不斷增加，風(fēng)機(jī)葉片尺寸也不斷增加，2011 年Vestas 公司研制的V164風(fēng)機(jī)葉片達(dá)到80m。
（2）疲勞機(jī)理研究。風(fēng)機(jī)葉片對(duì)材料疲勞性能要求很高，但風(fēng)機(jī)葉片在工作環(huán)境下所受載荷復(fù)雜，需要研究復(fù)合材料層壓板與連接處的疲勞機(jī)理，對(duì)葉片設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。 內(nèi)容來(lái)自123456
（3）材料的基礎(chǔ)研究，即開(kāi)發(fā)具有較高的比強(qiáng)度、性?xún)r(jià)比的材料。解決材料的內(nèi)部減震、回收等問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ)
本屆大會(huì)涉及的內(nèi)容十分廣泛，不僅邀請(qǐng)國(guó)際著名大學(xué)、研究所的學(xué)者做了學(xué)術(shù)報(bào)告，還邀請(qǐng)了很多著名企業(yè)界的研究人員參會(huì)，如波音、Toray、Hyundai-Kia、Vestas 等國(guó)際最有影響力的復(fù)合材料企業(yè)。這為企業(yè)與研究單位的互動(dòng)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。 copyright 123456
大會(huì)討論的議題幾乎涵蓋所有復(fù)合材料專(zhuān)業(yè)，包括納米復(fù)合材料、多功能復(fù)合材料、綠色復(fù)合材料、復(fù)合材料的應(yīng)用、高性能復(fù)合材料、復(fù)合材料的連接磨損行為、聚合物復(fù)合材料的記憶變形功能、納米復(fù)合材料與聚合物納米復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)、破損和斷裂等。研究對(duì)象從納米顆粒到幾十米的大尺寸構(gòu)件。值得注意的是當(dāng)今復(fù)合材料的研究重點(diǎn)已由單一結(jié)構(gòu)材料向功能化材料轉(zhuǎn)移，這對(duì)多學(xué)科間的交叉要求越來(lái)越高。 123456
此外，很多中外企業(yè)在大會(huì)會(huì)址設(shè)置了展臺(tái)，其中韓國(guó)企業(yè)所占比重最大，如Hannkuk Carbon、DACC、Hanwha L & C、Hyosung和Kukdo等。他們分別展示了其公司最新的碳纖維、樹(shù)脂、玻璃纖維復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳材料及相關(guān)產(chǎn)品，使人們對(duì)韓國(guó)復(fù)合材料行業(yè)有了初步的了解。(航空制造網(wǎng))
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