第十八屆國際復(fù)合材料大會（18th ICCM）于2011年8月21~26日在韓國濟州島（Jeju， Korea）的國際會議中心（ICC）舉行。
本次大會由國際復(fù)合材料學(xué)會（International Committee on Composite Materials）主辦，韓國復(fù)合材料學(xué)會（The Korean Society for Composite Materials）承辦，共吸引了來自47個國家、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，刷新了歷屆參會人數(shù)的記錄。中國復(fù)合材料學(xué)會（Chinese Society for Composite Materials）理事長、本屆大會的副主席杜善義院士率領(lǐng)100多名來自中國各大高校、研究所專家學(xué)者及企業(yè)界代表參加了本次大會，這充分說明我國在復(fù)合材料領(lǐng)域已經(jīng)逐步迎頭趕上并已成為國際復(fù)合材料行業(yè)非常重要的一部分。 123456
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第十八屆國際復(fù)合材料大會
復(fù)合材料及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是世界經(jīng)濟產(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)市場已經(jīng)達(dá)到850億美元。市場分析數(shù)據(jù)預(yù)測，2007~2009年經(jīng)濟危機以后，世界經(jīng)濟將以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)已成為許多國家的發(fā)展重點，將對世界經(jīng)濟進一步復(fù)蘇產(chǎn)生重要的影響。因此，本次國際復(fù)合材料大會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Scala獎
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在為期5天的會議中，安排了1個大會Scala報告（以著名復(fù)合材料專家Scala命名的報告）、18個主題報告、900多個口頭報告、300多個墻報。報告內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)的樹脂基復(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)用方向為航空航天、汽車、建筑以及風(fēng)能等領(lǐng)域。本次大會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相互交流與探討的平臺。很多高水平的報告不僅介紹了現(xiàn)在復(fù)合材料的新技術(shù)、新發(fā)展，還對復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展進行了預(yù)測。 本文來自123

新趨勢——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，但研究人員對其功能的開發(fā)越來越重視。參會的報告很多都與復(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)成為國際上復(fù)合材料基礎(chǔ)研究的一個新熱點。來自美國加州大學(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Scala報告。Hahn教授介紹，過去30年中，復(fù)合材料主要經(jīng)歷了材料研制—低成本化—實際應(yīng)用的研究過程。隨著復(fù)合材料在航空、風(fēng)能、汽車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們已經(jīng)不再滿足復(fù)合材料僅作為結(jié)構(gòu)材料，逐漸開發(fā)其多種功能。
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Tsai教授在Chomarat公司展臺與參會者研討
Hahn教授本次主要宣講了通過添加納米顆?；蜷_發(fā)具有新功能樹脂等方法實現(xiàn)復(fù)合材料的功能化。改進后的復(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，將來可以應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康檢測、自愈合、能量儲存以及電磁等領(lǐng)域。 內(nèi)容來自123456
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會議期間企業(yè)展臺

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)劑進行修飾，偶聯(lián)劑可以進一步與乙烯基脂樹脂單體聚合，采用此方法改性后的樹脂強度和模量均有提升，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)計方案
非均衡、非對稱鋪層的實現(xiàn)可以大大減少鋪層設(shè)計的難度、降低結(jié)構(gòu)重量，從而減少成本，但是非均衡、非對稱鋪層很少被采用。這是因為在固化過程中，非均衡、非對稱的鋪層存在較大的內(nèi)應(yīng)力而容易產(chǎn)生變形。來自斯坦福大學(xué)的Stephen Tsai教授主要介紹了一種非均衡、非對稱鋪層方法，可以達(dá)到降低結(jié)構(gòu)重量和節(jié)省成本的目的。
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筆者與參會廠商交流
一般鋪層設(shè)計中，常用鋪層有0，±45°，90°這4個不同角度。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，而每一個雙鋪層的厚度僅為常用鋪層厚度的1/2。通過彎曲- 扭轉(zhuǎn)耦合矩陣的計算，[0/25] 雙鋪層結(jié)構(gòu)可以有效減少內(nèi)應(yīng)力，從而實現(xiàn)非均衡、非對稱鋪層設(shè)計。Tsai教授同時開發(fā)了非皺紋織物（Non Crimp Fabric），可以實現(xiàn)[0/25]雙鋪層結(jié)構(gòu)。與Tsai教授合作的Chomarat公司在會場開設(shè)了展臺，進行產(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集團是世界上最重要的碳纖維生產(chǎn)廠商。Toray集團的Y. Suga介紹了現(xiàn)階段東麗公司關(guān)于碳纖維增強聚合物（CFRP）5個研究重點： 本文來自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，即高強度、高模量的碳纖維，要實現(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，如他們已經(jīng)開發(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社會的貢獻(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)計是目前的一個難點。
（5）在汽車行業(yè)，保時捷CARRERA GT、豐田L(fēng)F-A 等車型已采用CFRP整體外殼設(shè)計，但東麗認(rèn)為成本問題以及碰撞試驗的結(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)計經(jīng)驗現(xiàn)在很缺乏。

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新理念——將復(fù)合材料
作為系統(tǒng)融入飛行器設(shè)計復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用從20世紀(jì)70年代開始。在過去的幾十年中，復(fù)合材料部件的結(jié)構(gòu)越來越復(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)、自動纖維鋪放（Automatic fiber Placement)、非熱壓罐（Out-of Autoclave) 等新工藝。
波音787已經(jīng)成為復(fù)合材料在飛行器中應(yīng)用的一個典范。波音公司G.K. Young主要總結(jié)了波音在復(fù)合材料設(shè)計方面的一些經(jīng)驗、面臨的主要問題以及對未來飛行器設(shè)計的設(shè)想。
波音認(rèn)為，在復(fù)合材料構(gòu)件設(shè)計中，第一代的復(fù)合材料往往被作為準(zhǔn)各向同性材料來處理，業(yè)內(nèi)人士稱之為“黑色的鋁”，因此，第一代的復(fù)合材料設(shè)計主要采用經(jīng)驗以及少量的設(shè)計，復(fù)合材料則應(yīng)被視為一個系統(tǒng)來處理。這就要求人們在各種尺度范圍內(nèi)詳細(xì)研究樹脂、纖維、樹脂與纖維界面、最終飛行器與環(huán)境的相互作用等。同時，計算機處理速度提升、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。隨著實驗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)驗來進行復(fù)合材料設(shè)計的理念，將新型復(fù)合材料的研發(fā)變成復(fù)合材料設(shè)計過程中的重要環(huán)節(jié)。

本文來自123

新機遇——節(jié)能減排的新型汽車需要復(fù)合材料
世界各國對CO2排放標(biāo)準(zhǔn)的要求日趨嚴(yán)格。歐洲要求截至2012年，汽車的排放量要從130g/km減少到90g/km，美國、日本、韓國等國家要求截止到2020年，減少40%的CO2排放。實現(xiàn)這一目標(biāo)需要對汽車動力系統(tǒng)進行改進，同時需要減輕結(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)用于汽車前端零件、汽油蓋、進氣歧管等，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，碳纖維增強的復(fù)合材料可以使用在結(jié)構(gòu)組件、傳動桿等部位。

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碳纖維復(fù)合材料要實現(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)中批生產(chǎn)仍需解決2個難題：
（1）降低成本。碳纖維的高價格是阻礙復(fù)合材料在汽車工業(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，汽車用復(fù)合材料不可能經(jīng)常檢修，因此對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長風(fēng)扇葉片中的應(yīng)用
復(fù)合材料風(fēng)機葉片是本次大會的一個熱點話題，很多復(fù)合材料的研究單位和企業(yè)都設(shè)置了展臺，展示他們在復(fù)合材料風(fēng)機葉片已取得的進展。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)機葉片的設(shè)計與制造方面有著非常豐富的經(jīng)驗?，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)機葉片發(fā)展方面仍存在以下難題：
（1）大尺寸風(fēng)機葉片的制造。由于市場需求不斷增加，風(fēng)機葉片尺寸也不斷增加，2011 年Vestas 公司研制的V164風(fēng)機葉片達(dá)到80m。
（2）疲勞機理研究。風(fēng)機葉片對材料疲勞性能要求很高，但風(fēng)機葉片在工作環(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理，對葉片設(shè)計進行優(yōu)化。 內(nèi)容來自123456
（3）材料的基礎(chǔ)研究，即開發(fā)具有較高的比強度、性價比的材料。解決材料的內(nèi)部減震、回收等問題。

結(jié)束語
本屆大會涉及的內(nèi)容十分廣泛，不僅邀請國際著名大學(xué)、研究所的學(xué)者做了學(xué)術(shù)報告，還邀請了很多著名企業(yè)界的研究人員參會，如波音、Toray、Hyundai-Kia、Vestas 等國際最有影響力的復(fù)合材料企業(yè)。這為企業(yè)與研究單位的互動提供了一個很好的平臺。 copyright 123456

大會討論的議題幾乎涵蓋所有復(fù)合材料專業(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、制造工藝技術(shù)、破損和斷裂等。研究對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)合材料的研究重點已由單一結(jié)構(gòu)材料向功能化材料轉(zhuǎn)移，這對多學(xué)科間的交叉要求越來越高。
此外，很多中外企業(yè)在大會會址設(shè)置了展臺，其中韓國企業(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，使人們對韓國復(fù)合材料行業(yè)有了初步的了解。(航空制造網(wǎng))