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“神舟八号”飞船于今天凌晨与 “天宫一号”成功对接,使中国成为世界上第三个掌握空间飞行器交会对接能力的航天大国。听到这个好消息,负责其中关键部件材料研发任务的天津工业大学复合材料研究所的工作人员感到无比激动、幸福和自豪,因为此项重大工程也凝结着他们的努力和智慧。“神八”关键部件复合材料采用的是该研究所研制的高技术含量的三维纺织增强材料,代表了中国先进的机械制造技术和新材料的应用水平。

据天津工业大学复合材料研究所所长陈利教授介绍,为了适应严酷的飞行环境和减轻结构重量,“神舟八号”飞船的结构材料选用了高性能复合材料,天津工业大学研制的三维纺织增强材料成为复合材料关键部件的首选增强骨架材料,具有重量轻、强度高、抗烧蚀的优异的性能,同时减轻了结构重量,显著提高了飞船的性能。

三维纺织增强材料具有高维自由度的可设计性,通过改变纤维细观拓扑结构,可以在很宽的范围内“量体设计”材料的力学性能和物理性能以满足特殊环境下的使用要求。到目前为止,三维纺织增强材料被认为是提高复合材料的强度、抗烧蚀、抗热震和抗蠕变等性能的最为有效的方法,同时也是实现飞行器热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。

天津工业大学复合材料研究所成立于1989年,是国内最早开展多维纺织技术和先进纺织复合材料制造技术的研究单位。1990年成功研制出了我国第一台机械式三维编织机。1992年,研制成功了我国第一台由计算机控制的大型三维编织机,可挂纱线4万锭,目前为国内最大的编织设备,达到了国际先进水平。并先后发展了立体机织、多轴向针织、正交或斜交三向、Z向纤维增强等多种预成型织物制备技术,建成了国内唯一的集材料设计、多向编织、液体模塑成型、材料性能表征等为一体的先进纺织复合材料的研究开发平台,承担完成了多项国家重点工程配套研制任务,研究成果达到了国际先进水平,并已成功应用于我国探月卫星、宇宙飞船、运载火箭、远程导弹及新型战机等高技术领域。