“可以說，C919是目前采用先進(jìn)金屬材料最多的一種機(jī)型，所采用的全部是世界上最好的鋁合金。”11月2日，得知C919正式下線，曾兩度擔(dān)任高性能鋁合金材料國家973項目首席科學(xué)家的中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授張新明告訴科技日報記者。

    “一代材料，一代飛機(jī)。”張新明教授的助理，國家973項目“航空高性能鋁合金材料的基礎(chǔ)研究”重要成員、同為中南大學(xué)材料學(xué)院教授的鄧運來進(jìn)一步解釋，“作為我國首次自主生產(chǎn)的大型客機(jī)，材料的選擇直接決定了其很多特點。”

    據(jù)新華社報道，這次C919的“機(jī)殼”全部由我國自主設(shè)計、制造。

    “機(jī)殼在專業(yè)上叫做機(jī)體，其中鋁合金材料約占材料總重量的70%。”鄧運來介紹，“為了減輕自重、降低油耗，飛機(jī)的重量會精確到克，C919實現(xiàn)比B737、A320等同類機(jī)型輕5%—10%的戰(zhàn)略目標(biāo)，主要得益于鋁合金中鋰元素的加入。鋰元素雖然只占鋁合金重量的2%左右，但在同等承載的條件下，卻可以比常規(guī)鋁合金減輕重量5%以上。”

    在傳統(tǒng)上，很多國外的大飛機(jī)機(jī)型大量采用了常規(guī)的高性能鋁合金材料，比如7X49、7055、7085、2X24等。“這種材料同樣符合航空機(jī)體材料高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、耐損傷、耐腐蝕等特點，但是自重就會比C919要重一些。”鄧運來說。

    公開的報道顯示，復(fù)合材料的使用量約占C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的12%，“復(fù)合材料”究竟是什么？

    “飛機(jī)上使用的復(fù)合材料主要是碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，它們具有高耐腐蝕、質(zhì)量輕等特點，在這些性能上的確要超過一般的金屬材料。”鄧運來說。

    但是，天下沒有白吃的午餐。

    鄧運來笑著說：“通常，復(fù)合材料的價格大約是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍，即便是我們看起來已經(jīng)很金貴的鋁鋰合金材料，其價格也比復(fù)合材料低得多。所以，我們的C919僅為波音737價格的1/2左右。”

    “鋁合金材料既要高強(qiáng)度，又要高韌性，還要抗疲勞、耐損傷、耐腐蝕，這是一個非常復(fù)雜的矛盾統(tǒng)一，”張新明說，目前，國內(nèi)圍繞大飛機(jī)金屬材料的研究已經(jīng)獲得了大約200多項專利，其中一半左右歸中南大學(xué)所有。“比如強(qiáng)度和韌性、耐腐蝕常常是矛盾的，我們要同時達(dá)到，并且讓它們保持穩(wěn)定，就要不斷研究，這就是金屬材料的魅力所在。”

    針對很多關(guān)于大飛機(jī)材料“自主性”的非議，張新明說：“大飛機(jī)，尤其是民用大飛機(jī)運載特點決定其對材料的性能要求非常高，并且要非常穩(wěn)定，在這方面有一整套非常嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)來保證。這些年來國家非常重視大飛機(jī)的研究，在金屬材料領(lǐng)域獲得了很多重要進(jìn)展，但是畢竟我們真正大規(guī)模的由國家來組織針對大飛機(jī)鋁合金材料基礎(chǔ)研究還只有十年的時間，同國外一些發(fā)展早的國家相比，在基礎(chǔ)、工程化研究和工業(yè)化批產(chǎn)技術(shù)積累上面還有不小的差距，需要加大鋁合金材料的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。”

     20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼）。60年代，為滿足航空航天等尖端技術(shù)所用材料的需要，先后研制和生產(chǎn)了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等）為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料，其比強(qiáng)度大于4×106厘米（cm），比模量大于4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料相區(qū)別，將這種復(fù)合材料稱為先進(jìn)復(fù)合材料。按基體材料不同，先進(jìn)復(fù)合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復(fù)合材料。其使用溫度分別達(dá)250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進(jìn)復(fù)合材料除作為結(jié)構(gòu)材料外，還可用作功能材料，如梯度復(fù)    第五代戰(zhàn)機(jī)復(fù)合材料合材料（材料的化學(xué)和結(jié)晶學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、空隙等在空間連續(xù)梯變的功能復(fù)合材料）、機(jī)敏復(fù)合材料（具有感覺、處理和執(zhí)行功能，能適應(yīng)環(huán)境變化的功能復(fù)合材料）、仿生復(fù)合材料、隱身復(fù)合材料等。

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