又輕又結實,既耐高溫又耐腐蝕,抗沖擊性強、可塑性高,具備這些特點的材料應用于飛機制造,可以取代部分金屬材料,減輕機身重量,減少燃油使用,降低碳排放。可以說,材料是未來飛機的核心。由單毫、洪成、賈凱慧等華理學子組成的上海華航碳纖維復合材料有限公司,便著眼于此,他們開發了連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料(CF/PEEK復合材料)。這種復合材料的強度比金屬高5倍,重量比金屬輕60%,性能比同類產品提升了10%以上,不僅耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊,還具備自潤滑、耐磨損、X光可透過、耐輻射等特性,除能廣泛應用于航空航天領域外,還能在武器裝備、能源工業、交通運輸、醫療器械等領域大顯身手。
如今,華航團隊擁有3項發明專利,相關產品今年9月在國產大飛機的潛在供應商進行試用時獲得認可;與此同時,團隊榮獲中國第四屆“互聯網”創新創業大賽上海市金獎、全國銀獎,2018年“創青春”全國大學生創業大賽上海市金獎、全國銀獎。
華航復材團隊的調研顯示,受限于技術壁壘較高,全球能生產CF/PEEK復合材料的企業屈指可數。如今,高性能纖維及其復合材料相關產業在全球范圍內發展迅速,市場對輕量化、可回收、環境友好型材料的需求也在日益增長。若在制造業中大規模應用相關材料,可大大提升制造業輕量化科技水平。自“十二五”以來,我國高度重視高性能纖維復合材料的研發和應用,并制定了相應的戰略規劃。
“或許我們還有一些不足,產品也還有提升空間,但我看好CF/PEEK復合材料的發展前景。”華航復材團隊的靈魂人物、華理化工學院研三學生單毫表示。
課題難度大,文獻資料匱乏,實驗條件艱苦……400°C的高溫加工條件下,大家頂著炎熱持續奮戰,屢戰屢敗之余,認真分析,仔細思考。此后,他們決定打破傳統,大膽嘗試新方法。經過不懈努力與反復嘗試,最終,隊員們克服了PEEK樹脂加工溫度高,熔融黏度大,很難充分浸漬纖維這一難題,改善了生產工藝與生產設備,大大提升了CF/PEEK復合材料的性能,并申請了發明專利。
“我們的技術和產品應該去市場上接受檢驗!”單毫和隊員們再邁進一步,放眼實驗室外的廣闊天地。他們開始廣泛調研,收集各方信息。團隊陸續吸納了多位優秀研究生,從技術團隊擴充至創業團隊。“我們的創業項目能夠為國內市場注入一些信心,這給了我無可言喻的成就感。”單毫表示,不論未來如何,今后仍將繼續服務于相關領域。