三维立体纺织增强材料yd20725


入选理由：神舟十一号载人飞船关键部件复合材料采用了天津工业大学复合材料研究所研制的高技术含量的三维立体纺织增强材料，代表了中国先进复台材料的应用水平。该材料具有重量轻、强度高、抗烧蚀的优异性能。减轻了结构重量，显著提高了飞船性能，并可满足在特殊环境下的使用要求。
2016年10月 17日．我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号FYⅡ运载火箭成功将神舟十一号载人飞船送入太空。随着神舟十一号飞船的成功飞天，天津工业大学复合材料研究所研发的三维立体纺织增强材料走进了大众的视野。三维立体纺织增强材料是高性能复合材料的结构骨架材料，是通过创新发展新的三维纺织工艺和技术，将碳纤维等高性能纤维按照一定的空间交织规律制成具有一定厚度和形状的立体预制体(织物)。三维立体纺织增强材料被认为是提高复合材料强度、抗烧蚀、抗热震和抗蠕变等性能最有效的材料，也是实现飞行器结构一体化设计制造的技术关键，因而成为新一代飞行器研制的核心技术和重点发展领域。
打破技术封锁先进纺织复合材料具有质轻，高强、抗冲击、结构整体等特点，是航空航天、国防建设的重要战略材料，也是国家重点基础产，战略性新兴产业等发展的重要基础材料，得到了世界各国政府的高度重视。 1985年，美国航空航天局（NASA）主持实施了先进复合材料技术(ACT)发展计划，目的是突破纺织复合材料制造和应用的关键技术，提高复合材料的整体性能和低成本。ACT计划重点发展和全面评价了立体编、三维机织，多轴向织和缝合等纺织技术在制造飞机零部件用复合材料的可行性，开发了一大批不同结构的先进纺织复合材料构件，充分显示了三维立体纺织增强材料在高性能复合材料制造方面的应用潜力。同时，俄罗斯、英国、法国、德国、日本、澳大利亚等在先进纺织复合材料领域也开展了大量的基础和应用研究。为了满足国家重大战略需要，打破技术封锁，1989年天津工业大学复合材料研究所在国内率先开展了三维纺织技术研究。1990年自主研制出我国第一台三维编织机，编织了国内第一件立体织物。1996年，成功研制了国内最大的全自动三维编织机，由计算机控制编织纱线运动，可挂编织纱线4万根。在此基础上，复合材料研究所先后发展了多种三维立体织物织造技术。2002年，自主开发了双罗纹全幅衬纬技术和连续衬经技术，成功研制出国内第一台纬编双轴向针织设备。2014年，发展了电子提花控制多层开口技术和恒张力积极式连续多层送经技术，成功研制出国内第一台三维立体机织设备。
通过二十多年的不懈努力，复合材料研究所已建成了国内唯一的集材料设计、多向编织、树脂复合、性能表征等为一体的先进纺织复合材料研发平台，为我国航空航天的重点型号配套研制了多种复合材料关键部件。目前，天津工业大学复合材料研究所拥有“先进纺织复合材料教育部重点实验室”，“先进纺织复合材料教育部工程研究中心”两个研发平台，通过了国防武器装备科研生产许可认证，成为我国军用特种纺织结构材料和复合材料科研生产配套单位。为我国航天航空武器专用结构材料、防热材料、透波材料等配套研制开发了多种纺织增强材料和复合材料。其研究成果获国家科技进步二等奖2项，并已成功应用于我国嫦娥卫星、神舟飞船、运载火箭、远程导弹及新型战机等高技术领域。此次，神舟十一号飞船的关键部位选用三维立体纺织增强材料作为高性能复合材料关键部件的首选增强骨架材料，这就委任了天津工业大学复合材料研究所一项重要的任务。研发团队怀着对国防建设的一腔赤诚，带着对技术的忠实钻研和传承，在研发过程中不断进取，突破了一个个技术研发瓶颈。例如，在项目研制过程中，由于发动机舱盖织物侧面倾斜角度变化且带方形法兰翻边，需要局步增加或减去纱线。如何在保证外形尺寸精确和织物密度均匀的情况下，设计合理的增减纱控制点位置以最大程度的保持纤维束连续，课题组就试验了多种方式。而且军工产品时间紧、任务重，节点不能推，所有试验都是加班加点甚至熬夜完成的。把一切平凡的事情做好就是不平凡。研发是一项从无到有，循序渐进的过程，失败99次是为了最后l次的成功。研发团队在经历过无数次试验以及失败后，最终顺利完成了研制任务。其研发成果使得高性能复合材料具有重量轻、强度高，抗烧蚀的优异性能，同时减轻了结构重量，提高了飞船的性能，代表了中国先进复合材料的应用水平。
		广阔的应用前景天津工业大学复合材料研究所主要从事三维立体纺织增强材料和先进纺织复合材料的研发，重点开展织物结构设计、立体仿形编织、轻质高强复合材科制备等方面研究，特别是在复杂异形结构仿形纺织方面具有明显的特色和优势，处于国内领先，达到了国际先进水平。
《中国制造2025》和《“十三五”国家科技创新规划》将高性能复合材料列入新材料领域重点发展的关键战略材料。先进纺织复合材料是现代纺织技术和复合材料技术的集成与创新，是航空航天、国家防御等战略领域的关键材料，广泛应用于交通运输、海洋勘探、能源环保、装备制造等高技术领域。同时，在现代的应用中，它被提升到了一个新高度。对于不同载荷和湿/热环境下的复合杰，除了常规力学性能外，还要求具有较高的强度和刚度保持率，材料成型性好，机械加工性好，易于维护、修理。对于特殊要求的部件还应满足如阻燃、透波性、吸波性、电磁融性等要求。先进纺织复合材料的高要求就为多功能性三维立体纺织增强材料的研发提出更高的要求。作为先进纺织复合材料研制的重要基础材料、三维立体纺织增强材料的关键技术亟待进一步提高，以保证其有更广阔的应用前景。三维立体纺织增强材料除了广泛应用于航空航天以及兵器工业等高技术领域，还应用于文体用品、工程防护、医疗器械、生物工程、建筑材料、交通运输等诸多领域。在交通运输方面，轻量化、节能化、电动化和环保化成为未来发展趋势，纺织复合材料完全满足轻量化、补强性、耐热性、隔热性、吸音性、隔音性、难燃性、柔软性、弹性回复性等各种性能要求。随着三维立体纺织增强材料制备技术的自动化程度不断增加，成本进一步降低，它将更多的运用在公路、铁路、港口、水利等基础设施建设，以满足高强度、轻量化、多功能化，智能化的发展需要，特别是在生态保护、岛屿开发、海洋石油开采等高技术领域的应用，前景十分广阔。
原载：纺织科学研究2017


入选理由：神舟十一号载人飞船关键部件复合材料采用了天津工业大学复合材料研究所研制的高技术含量的三维立体纺织增强材料，代表了中国先进复台材料的应用水平。该材料具有重量轻、强度高、抗烧蚀的优异性能。减轻了结构重量，显著提高了飞船性能，并可满足在特殊环境下的使用要求。
2016年10月 17日．我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号FYⅡ运载火箭成功将神舟十一号载人飞船送入太空。随着神舟十一号飞船的成功飞天，天津工业大学复合材料研究所研发的三维立体纺织增强材料走进了大众的视野。三维立体纺织增强材料是高性能复合材料的结构骨架材料，是通过创新发展新的三维纺织工艺和技术，将碳纤维等高性能纤维按照一定的空间交织规律制成具有一定厚度和形状的立体预制体(织物)。三维立体纺织增强材料被认为是提高复合材料强度、抗烧蚀、抗热震和抗蠕变等性能最有效的材料，也是实现飞行器结构一体化设计制造的技术关键，因而成为新一代飞行器研制的核心技术和重点发展领域。
打破技术封锁先进纺织复合材料具有质轻，高强、抗冲击、结构整体等特点，是航空航天、国防建设的重要战略材料，也是国家重点基础产，战略性新兴产业等发展的重要基础材料，得到了世界各国政府的高度重视。 1985年，美国航空航天局（NASA）主持实施了先进复合材料技术(ACT)发展计划，目的是突破纺织复合材料制造和应用的关键技术，提高复合材料的整体性能和低成本。ACT计划重点发展和全面评价了立体编、三维机织，多轴向织和缝合等纺织技术在制造飞机零部件用复合材料的可行性，开发了一大批不同结构的先进纺织复合材料构件，充分显示了三维立体纺织增强材料在高性能复合材料制造方面的应用潜力。同时，俄罗斯、英国、法国、德国、日本、澳大利亚等在先进纺织复合材料领域也开展了大量的基础和应用研究。为了满足国家重大战略需要，打破技术封锁，1989年天津工业大学复合材料研究所在国内率先开展了三维纺织技术研究。1990年自主研制出我国第一台三维编织机，编织了国内第一件立体织物。1996年，成功研制了国内最大的全自动三维编织机，由计算机控制编织纱线运动，可挂编织纱线4万根。在此基础上，复合材料研究所先后发展了多种三维立体织物织造技术。2002年，自主开发了双罗纹全幅衬纬技术和连续衬经技术，成功研制出国内第一台纬编双轴向针织设备。2014年，发展了电子提花控制多层开口技术和恒张力积极式连续多层送经技术，成功研制出国内第一台三维立体机织设备。
通过二十多年的不懈努力，复合材料研究所已建成了国内唯一的集材料设计、多向编织、树脂复合、性能表征等为一体的先进纺织复合材料研发平台，为我国航空航天的重点型号配套研制了多种复合材料关键部件。目前，天津工业大学复合材料研究所拥有“先进纺织复合材料教育部重点实验室”，“先进纺织复合材料教育部工程研究中心”两个研发平台，通过了国防武器装备科研生产许可认证，成为我国军用特种纺织结构材料和复合材料科研生产配套单位。为我国航天航空武器专用结构材料、防热材料、透波材料等配套研制开发了多种纺织增强材料和复合材料。其研究成果获国家科技进步二等奖2项，并已成功应用于我国嫦娥卫星、神舟飞船、运载火箭、远程导弹及新型战机等高技术领域。此次，神舟十一号飞船的关键部位选用三维立体纺织增强材料作为高性能复合材料关键部件的首选增强骨架材料，这就委任了天津工业大学复合材料研究所一项重要的任务。研发团队怀着对国防建设的一腔赤诚，带着对技术的忠实钻研和传承，在研发过程中不断进取，突破了一个个技术研发瓶颈。例如，在项目研制过程中，由于发动机舱盖织物侧面倾斜角度变化且带方形法兰翻边，需要局步增加或减去纱线。如何在保证外形尺寸精确和织物密度均匀的情况下，设计合理的增减纱控制点位置以最大程度的保持纤维束连续，课题组就试验了多种方式。而且军工产品时间紧、任务重，节点不能推，所有试验都是加班加点甚至熬夜完成的。把一切平凡的事情做好就是不平凡。研发是一项从无到有，循序渐进的过程，失败99次是为了最后l次的成功。研发团队在经历过无数次试验以及失败后，最终顺利完成了研制任务。其研发成果使得高性能复合材料具有重量轻、强度高，抗烧蚀的优异性能，同时减轻了结构重量，提高了飞船的性能，代表了中国先进复合材料的应用水平。
		广阔的应用前景天津工业大学复合材料研究所主要从事三维立体纺织增强材料和先进纺织复合材料的研发，重点开展织物结构设计、立体仿形编织、轻质高强复合材科制备等方面研究，特别是在复杂异形结构仿形纺织方面具有明显的特色和优势，处于国内领先，达到了国际先进水平。
《中国制造2025》和《“十三五”国家科技创新规划》将高性能复合材料列入新材料领域重点发展的关键战略材料。先进纺织复合材料是现代纺织技术和复合材料技术的集成与创新，是航空航天、国家防御等战略领域的关键材料，广泛应用于交通运输、海洋勘探、能源环保、装备制造等高技术领域。同时，在现代的应用中，它被提升到了一个新高度。对于不同载荷和湿/热环境下的复合杰，除了常规力学性能外，还要求具有较高的强度和刚度保持率，材料成型性好，机械加工性好，易于维护、修理。对于特殊要求的部件还应满足如阻燃、透波性、吸波性、电磁融性等要求。先进纺织复合材料的高要求就为多功能性三维立体纺织增强材料的研发提出更高的要求。作为先进纺织复合材料研制的重要基础材料、三维立体纺织增强材料的关键技术亟待进一步提高，以保证其有更广阔的应用前景。三维立体纺织增强材料除了广泛应用于航空航天以及兵器工业等高技术领域，还应用于文体用品、工程防护、医疗器械、生物工程、建筑材料、交通运输等诸多领域。在交通运输方面，轻量化、节能化、电动化和环保化成为未来发展趋势，纺织复合材料完全满足轻量化、补强性、耐热性、隔热性、吸音性、隔音性、难燃性、柔软性、弹性回复性等各种性能要求。随着三维立体纺织增强材料制备技术的自动化程度不断增加，成本进一步降低，它将更多的运用在公路、铁路、港口、水利等基础设施建设，以满足高强度、轻量化、多功能化，智能化的发展需要，特别是在生态保护、岛屿开发、海洋石油开采等高技术领域的应用，前景十分广阔。
原载：纺织科学研究2017