高性能纤维及复合材料表界面的基础科学问题是什么?

What are Basic scientific problems of surface and interface of high performance fiber and composite materials?

问题年度:2023 问题类型:前沿科学问题 学科领域:先进材料 学科细分归类:材料物理,材料化学

推荐机构:中国科学学与科技政策研究会

纤维 复合材料 表界面 科学

问题描述

高性能纤维及复合材料以其高性能、轻量化等优点,国际上已经在航空航天等高端领域大量应用,并正加速向汽车、轮船、轨道交通等领域,以及自行车、球拍等应用领域扩散。高性能纤维及复合材料的表面界面,对材料的制备工艺、产品性能以及应用等具有重大影响。我国在高性能纤维及复合材料的表面界面的基本科学问题方面的研究滞后于应用研究,由于缺乏理论指导材料性能的提升与功能化进展缓慢,阻滞了进一步应用发展。在高端领域关键材料尚不能实现国产化替代,仍存在“卡脖子”技术。美国、日本、西欧等在尖端产品领域对我国实施产品禁运与技术封锁,严重影响了我国在这些领域的技术进步与产业发展。

我国在高性能纤维及复合材料的基础科学问题研究突破不足、积累不够,生产装备及工艺落后于发达国家,高性能纤维及复合材料的综合性能相对不高且成本较高,导致其严重依赖进口。

问题背景

我国大飞机等战略项目亟需高性能纤维及复合材料提供支撑。

最新进展(截止问题发布年度)

我国在碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯等高性能纤维及复合材料的制备技术方面取得突破,但长期积累不够,在大飞机等高端应用方面还存在缺陷与不足。

重要意义

促进我国高性能纤维及复合材料制备技术发展,实现关键材料、核心装备技术的自主可控。