2025年第二十五届先进功能复合材料技术学术交流会议

先进功能复合材料是航天装备发展的物质基础和技术先导，是我国航天科技核心竞争力的重要体现。在“十五五”规划启动之际，为促进我国先进功能复合材料领域基础、应用基础研究与前沿技术的进步，加强国内相关单位合作交流与协同创新，由中国复合材料学会指导，先进功能复合材料技术重点实验室、中国复合材料学会航天复合材料及应用专业委员会、航天材料及工艺研究所、南京玻璃纤维设计研究院有限公司共同主办的第二十五届先进功能复合材料技术学术交流会议暨中国复合材料学会航天复合材料与应用专业委员会2025年度交流会议定于2025年9月18-20日在南京召开。

此次会议将聚焦“十五五”先进功能复合材料技术创新发展，围绕航天装备对热结构、烧蚀防热、高效隔热等材料的需求，共同研讨相关技术的研究进展及发展方向，搭建材料应用需求、基础研究及应用研究的高水平交流平台，诚邀全国复合材料领域相关科研人员参会，共同推动先进功能复合材料技术创新。

以下内容为GPT视角对先进功能复合材料技术学术交流会议相关领域的研究解读，仅供参考：

先进功能复合材料技术研究现状

一、技术发展现状

材料体系多元化

碳基复合材料：以碳纤维增强树脂基（CFRP）、碳/碳复合材料（C/C）为代表，具有高比强度、高比模量、耐高温等特性，广泛应用于飞机结构件、火箭发动机喷管等。

陶瓷基复合材料（CMCs）：通过引入碳化硅（SiC）纤维增强陶瓷基体，显著提升抗热震性和断裂韧性，用于燃气轮机热端部件、高超声速飞行器热防护系统。

金属基复合材料（MMCs）：如铝基、钛基复合材料，通过添加纳米颗粒或纤维增强，实现轻量化与高强度的平衡，应用于汽车活塞、航空航天连接件。

聚合物基智能复合材料：集成形状记忆、自修复、导电导热等功能，用于柔性电子、智能传感器等领域。

制备工艺创新

增材制造（3D打印）：突破传统模具限制，实现复杂结构一体化成型，如激光选区熔化（SLM）制备金属基复合材料、光固化3D打印陶瓷前驱体。

化学气相渗透（CVI）：用于制备高密度碳/碳复合材料，通过气相沉积填充孔隙，提升材料致密度和抗氧化性。

纳米复合技术：通过原位合成或表面修饰，将纳米颗粒（如石墨烯、碳纳米管）均匀分散于基体中，显著增强力学和电学性能。

二、关键技术突破

界面优化与增强

界面是复合材料性能的关键，通过表面处理（如等离子喷涂、化学镀）或引入中间层（如碳纳米管/聚合物界面层），提升纤维与基体的结合强度，减少应力集中。

例如，碳纤维表面氧化处理可形成微孔结构，增强与树脂的机械咬合，使复合材料层间剪切强度提升30%以上。

多功能化设计

开发兼具承载、导电、导热、隐身等多功能的复合材料，如碳纤维/环氧树脂复合材料中嵌入碳纳米管，实现结构-功能一体化。

在5G通信领域，高频基板材料需低介电损耗，通过引入空心玻璃微珠或聚四氟乙烯（PTFE）改性，满足信号传输需求。

绿色制造技术

推动生物基树脂、可降解纤维等环保材料的应用，如以植物油为原料合成环氧树脂，减少对石油资源的依赖。

开发低温固化工艺，降低能源消耗，如紫外光固化技术使树脂基复合材料固化时间从数小时缩短至分钟级。

三、应用领域拓展

航空航天

波音787和空客A350的机身大量使用CFRP，减重20%以上，燃油效率提升15%。

高超声速飞行器采用C/C或CMCs热防护系统，承受2000℃以上高温。

新能源

燃料电池双极板需高导电性和耐腐蚀性，石墨/聚合物复合材料通过模压成型，满足氢能设备需求。

锂离子电池负极材料中引入硅/碳复合结构，缓解体积膨胀问题，提升循环稳定性。

生物医疗

羟基磷灰石/聚乳酸（HA/PLA）复合材料用于骨修复，模拟天然骨的力学和生物活性。

形状记忆聚合物复合材料制成血管支架，通过体温触发扩张，减少手术创伤。

四、未来趋势与挑战

趋势

智能化：集成传感器和执行器，实现自感知、自诊断功能，如智能蒙皮监测飞机结构健康。

超材料化：通过周期性微结构设计，赋予复合材料负折射率、超常声学等特性，拓展电磁隐身和声学调控应用。

极端环境适配：开发耐超高温（>3000℃）、耐辐射、抗原子氧侵蚀的复合材料，支撑深空探测和核能发展。

挑战

成本与规模化：高性能纤维（如T1100碳纤维）价格昂贵，需突破低成本制备技术。

回收与循环利用：热固性树脂基复合材料难以降解，需开发可回收树脂体系或高效回收工艺。

跨学科融合：需结合材料科学、力学、计算模拟等多学科，实现从“经验试错”到“设计-制造-应用”一体化。

先进功能复合材料技术研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、航空航天：突破极限的“材料革命”

飞行器结构轻量化

商用飞机：波音787和空客A350的机身、机翼采用碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP），减重20%-25%，燃油效率提升15%-20%，同时降低噪音和排放。

军用战机：F-35战斗机使用陶瓷基复合材料（CMCs）发动机喷管，承受1600℃高温，减少冷却气流需求，提升推力。

高超声速飞行器：采用碳/碳（C/C）或CMCs热防护系统，抵御2000℃以上气动加热，支撑临近空间飞行器研发。

卫星与空间探测器

轻质复合材料支架和太阳能电池板基板降低发射成本，如火星探测器“毅力号”使用碳纤维增强铝基复合材料（Cf/Al）减少结构质量。

耐辐射复合材料保护电子设备，如聚酰亚胺/石墨烯复合薄膜用于航天器外层，屏蔽宇宙射线。

二、新能源：驱动绿色转型的“材料引擎”

氢能与燃料电池

双极板：石墨/聚合物复合材料通过模压成型，兼具高导电性（>100 S/cm）和耐腐蚀性，替代传统金属板，延长燃料电池寿命。

储氢罐：碳纤维缠绕铝合金内胆复合材料（Type IV罐）实现70 MPa高压储氢，质量储氢密度达5.7 wt%，支撑氢燃料电池汽车商业化。

锂离子电池

负极材料：硅/碳复合结构缓解硅体积膨胀（>300%），提升循环稳定性（>500次），容量达传统石墨的3倍以上。

固态电解质：硫化物/聚合物复合电解质兼具高离子电导率（>1 mS/cm）和机械柔韧性，推动全固态电池量产。

风力发电

玻璃纤维增强聚酯（GFRP）叶片长度突破120米，降低单位发电成本；碳纤维增强叶片进一步减重30%，提升低风速发电效率。

三、汽车工业：轻量化与电动化的“材料解决方案”

车身与底盘

电动汽车：宝马i3采用碳纤维增强塑料（CFRP）车身，减重300 kg，续航增加15%；特斯拉Model Y一体化压铸铝合金+复合材料后底板，减少零件数量79%。

燃油车：铝基复合材料活塞降低发动机重量，提升燃油经济性；镁合金/碳纤维复合仪表盘支架实现轻量化与高刚度平衡。

动力系统

电机转子：碳纤维缠绕高强度钢复合材料转子铁芯，承受20000 rpm以上高速旋转，提升功率密度。

电池包：玻璃纤维增强尼龙（GFR-PA6）电池外壳兼具绝缘性和耐冲击性，通过UL94 V-0防火认证。

四、电子信息：支撑高端制造的“材料基石”

5G通信

高频基板：聚四氟乙烯（PTFE）/玻璃纤维复合材料介电常数稳定（2.5-3.5），介电损耗<0.001，满足毫米波信号传输需求。

电磁屏蔽：银纳米线/石墨烯复合薄膜实现80 dB以上屏蔽效能，厚度仅50 μm，用于柔性电子设备。

半导体封装

散热基板：氮化铝（AlN）/铜复合材料热导率>170 W/(m·K)，热膨胀系数匹配硅芯片，提升功率器件可靠性。

3D封装：光敏聚酰亚胺（PI）复合材料作为临时键合层，支持10 μm以下线宽的精细加工。

五、生物医疗：仿生与智能的“材料突破”

植入器械

骨修复：羟基磷灰石（HA）/聚乳酸（PLA）复合材料模拟天然骨的力学和生物活性，促进骨细胞生长，降解周期与骨愈合匹配。

血管支架：形状记忆聚合物（SMP）复合材料在体温下从压缩状态扩张至直径3 mm，减少手术创伤和再狭窄风险。

可穿戴设备

柔性传感器：银纳米线/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合薄膜拉伸率>50%，灵敏度>1000，用于监测心率、肌电信号。

药物控释：温敏水凝胶/磁性纳米粒子复合材料通过外部磁场或温度变化触发药物释放，实现精准治疗。

六、海洋工程：耐腐蚀与高强的“材料盾牌”

船舶与海洋平台

船体：玻璃纤维增强乙烯基酯树脂（GFRP）耐海水腐蚀，寿命比钢制船体延长2-3倍；碳纤维增强复合材料（CFRP）螺旋桨效率提升10%。

深海装备：钛合金/陶瓷复合材料耐压舱承受110 MPa水压，支持万米级载人潜水器研发。

海上风电

防腐涂层：石墨烯/环氧树脂复合涂层盐雾试验寿命>5000小时，保护风电塔筒免受海洋大气腐蚀。

七、未来新兴领域：超材料与极端环境适配

超材料

电磁隐身：周期性金属/介质复合结构实现负折射率，用于战斗机隐身涂层，降低雷达反射截面积（RCS）90%以上。

声学调控：亥姆霍兹共振器/聚合物复合材料吸收特定频率噪音，应用于高铁车厢降噪。

极端环境材料

核能：碳化硅（SiC）/碳化硅复合材料（SiC/SiC）包壳管承受1600℃高温和强辐射，提升核反应堆安全性。

深空探测：聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜耐受原子氧侵蚀，保护探测器表面材料在近地轨道长期使用。

先进功能复合材料技术领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、国际知名研究机构

美国

麻省理工学院（MIT）

研究方向：纳米复合材料、自修复材料、智能结构

成果：开发出石墨烯增强金属基复合材料，强度提升10倍；研发出光驱动形状记忆聚合物，用于柔性机器人。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）

研究方向：陶瓷基复合材料（CMCs）、增材制造

成果：通过化学气相渗透（CVI）技术制备高密度C/C复合材料，用于航天器热防护系统；利用3D打印制造复杂结构金属基复合材料。

美国国家航空航天局（NASA）

研究方向：空间环境适应性材料、超高温复合材料

成果：研发出碳化硅/碳化硅（SiC/SiC）复合材料包壳管，耐受1600℃高温，应用于核热推进系统。

欧洲

德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会（Fraunhofer）

研究方向：轻量化复合材料、生物基复合材料

成果：开发出天然纤维/生物基树脂复合材料，用于汽车内饰件，减重30%；研发出碳纤维回收技术，回收率>95%。

英国国家复合材料中心（NCC）

研究方向：航空复合材料、自动化制造

成果：与空客合作开发出自动化铺丝技术，将CFRP飞机部件生产周期缩短50%；研发出低温固化预浸料，降低能源消耗40%。

法国国家科研中心（CNRS）

研究方向：纳米复合材料、电磁功能材料

成果：合成出银纳米线/聚合物复合薄膜，透光率>90%，方阻<10 Ω/sq，用于柔性显示屏。

日本

产业技术综合研究所（AIST）

研究方向：碳纤维复合材料、能源存储材料

成果：开发出T1100级碳纤维，拉伸强度达6.6 GPa；研发出硅/碳复合负极材料，锂离子电池容量提升3倍。

东京大学

研究方向：智能复合材料、超材料

成果：设计出温度/光双响应形状记忆聚合物，用于药物控释系统；制造出负折射率声学超材料，实现噪音定向屏蔽。

二、国际企业品牌

航空航天领域

美国赫氏（Hexcel）

核心产品：碳纤维预浸料、蜂窝结构材料

应用：波音787、空客A350机身结构件，减重20%以上。

日本东丽（Toray）

核心产品：T系列碳纤维（T700/T800/T1000）、碳纤维复合材料

应用：丰田Mirai燃料电池汽车储氢罐、F-35战斗机机翼。

德国西格里碳素（SGL Carbon）

核心产品：碳/碳复合材料、石墨电极

应用：火箭发动机喷管、半导体单晶炉加热器。

汽车与工业领域

美国3M公司

核心产品：玻璃微珠/树脂复合材料、导电胶带

应用：汽车轻量化部件、5G通信设备电磁屏蔽。

德国巴斯夫（BASF）

核心产品：聚氨酯复合材料、生物基聚酰胺

应用：电动汽车电池包外壳、可降解医疗植入物。

日本帝人（Teijin）

核心产品：芳纶纤维复合材料、碳纤维中间体

应用：防弹衣、高压气瓶。

新能源领域

美国QuantumScape

核心产品：固态电解质复合材料

应用：全固态锂离子电池，能量密度>400 Wh/kg。

德国SGL Carbon与西门子能源合资公司

核心产品：SiC/SiC复合材料燃气轮机部件

应用：提高发电效率至63%，降低CO₂排放20%。

三、国内知名研究机构

高校与科研院所

中国科学院

宁波材料技术与工程研究所：研发出连续碳化硅纤维，拉伸强度>3.5 GPa，用于CMCs发动机叶片。

金属研究所：开发出铝基复合材料活塞，耐高温性提升100℃，应用于重型柴油机。

清华大学

研究方向：纳米复合材料、结构健康监测

成果：合成出石墨烯/铝复合材料，强度提升50%；研发出光纤光栅传感器，实时监测桥梁应力。

北京航空航天大学

研究方向：航空复合材料、智能蒙皮

成果：开发出共固化成型技术，将CFRP飞机壁板生产周期缩短60%；设计出压电复合材料传感器，实现飞行器结构自感知。

国家级创新平台

中国商飞上海复合材料科技有限公司

核心产品：民用飞机复合材料结构件

应用：C919大型客机机翼、尾翼，减重15%。

中国航天科技集团第四研究院

核心产品：固体火箭发动机复合材料壳体

应用：长征系列运载火箭，承载压力>50 MPa。

四、国内企业品牌

航空航天与国防

中航复合材料有限责任公司（中航复材）

核心产品：航空级碳纤维预浸料、蜂窝夹层结构

应用：运-20运输机、直-20直升机关键部件。

光威复材

核心产品：T700/T800级碳纤维、碳纤维织物

应用：风电叶片、压力容器。

汽车与新能源

金发科技

核心产品：长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）、碳纤维复合材料电池箱体

应用：蔚来ES6车身部件、宁德时代电池包。

上海石化

核心产品：大丝束碳纤维（48K）

应用：氢能储运、体育休闲用品。

新兴领域

深圳光启技术

核心产品：超材料隐身涂层、智能结构

应用：歼-20战斗机、无人机雷达隐身。

苏州纳微科技

核心产品：单分散硅胶微球/聚合物复合材料

应用：生物医药色谱分离、液晶显示间隔物。

先进功能复合材料技术领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、研发技术岗：材料创新的核心驱动力

材料研发工程师

职责：设计新型复合材料体系（如碳纤维/树脂、陶瓷基、金属基复合材料），优化材料配方与工艺参数。

技能要求：材料科学基础、分子动力学模拟、材料表征技术（SEM、TEM、XRD）、专利撰写能力。

典型案例：

开发高温陶瓷基复合材料（CMCs）用于航空发动机喷管，需掌握化学气相渗透（CVI）或聚合物浸渍裂解（PIP）工艺。

设计硅/碳复合负极材料，通过纳米结构设计缓解体积膨胀，提升锂离子电池循环寿命。

工艺工程师

职责：开发复合材料成型工艺（如模压、拉挤、3D打印），解决生产中的缺陷问题（如孔隙、分层）。

技能要求：复合材料成型理论、CAD/CAE软件（如ANSYS、Moldex3D）、失效分析（FMEA）。

典型案例：

优化碳纤维预浸料自动化铺丝工艺，将飞机部件生产周期缩短40%。

调试树脂传递模塑（RTM）设备参数，实现风电叶片梁帽的低缺陷制造。

纳米材料工程师

职责：将纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）引入复合材料体系，提升导电性、导热性或力学性能。

技能要求：纳米材料合成与表征、界面改性技术、跨学科知识（如电化学、光电子学）。

典型案例：

制备石墨烯/环氧树脂复合材料，将断裂韧性提升50%，用于无人机结构件。

开发碳纳米管/铜复合导线，电阻率降低20%，应用于高铁受电弓。

二、生产制造岗：规模化应用的关键环节

复合材料生产技术员

职责：操作成型设备（如热压罐、液压机），监控生产过程参数（温度、压力、时间），确保产品质量稳定性。

技能要求：设备操作与维护、精益生产理念、基础质量检测（如超声波无损检测）。

典型案例：

在汽车零部件厂操作拉挤设备，生产玻璃纤维增强聚酯（GFRP）汽车保险杠，日产量达500件。

调试热压罐曲线，实现碳纤维复合材料飞机垂尾的均匀固化。

增材制造工程师

职责：运用3D打印技术制造复杂结构复合材料部件（如点阵结构、仿生结构），优化打印路径与支撑设计。

技能要求：3D打印软件（如Magics、Netfabb）、后处理工艺（如热处理、表面抛光）、材料数据库管理。

典型案例：

使用连续碳纤维增强尼龙（CF/PA）打印无人机机翼，减重30%且强度达标。

开发金属/陶瓷复合材料激光熔覆工艺，修复航空发动机涡轮叶片裂纹。

自动化工程师

职责：设计复合材料生产线自动化系统（如机器人铺丝、AGV物流），集成MES/ERP系统实现数字化管理。

技能要求：PLC编程、工业机器人调试、工业互联网技术（如OPC UA、MQTT）。

典型案例：

为空客供应商定制自动化铺带机，将CFRP机身壁板生产效率提升3倍。

搭建复合材料工厂数字孪生系统，实时模拟生产过程并预测设备故障。

三、应用工程岗：连接材料与产业的桥梁

航空航天应用工程师

职责：根据飞行器设计需求（如减重、耐高温），选择复合材料体系并完成结构仿真与验证。

技能要求：航空航天标准（如AS9100）、结构力学分析（如Nastran、Abaqus）、适航认证流程。

典型案例：

为商业火箭设计碳/碳复合材料喷管，通过热-力耦合仿真优化结构，承受3000℃高温。

开发卫星用碳纤维增强铝基复合材料（Cf/Al）支架，满足空间辐射与热循环要求。

新能源应用工程师

职责：针对电池、氢能、风电等领域需求，开发功能性复合材料（如导电隔膜、储氢罐、叶片）。

技能要求：电化学知识、流体动力学、能源行业标准（如IEC、GB/T）。

典型案例：

设计固态电解质/聚合物复合隔膜，将锂离子电池针刺安全性提升2个等级。

优化风电叶片用玻璃纤维/环氧树脂体系，通过DNV GL认证，实现25年寿命。

生物医疗应用工程师

职责：开发医用复合材料（如骨修复支架、药物控释载体），完成生物相容性测试与临床转化。

技能要求：生物材料学、医学伦理、医疗器械注册法规（如FDA 510(k)、CE）。

典型案例：

设计3D打印羟基磷灰石/聚乳酸（HA/PLA）骨支架，孔隙率>80%，促进成骨细胞黏附。

开发温敏水凝胶/磁性纳米粒子复合材料，通过外部磁场触发药物释放，用于肿瘤治疗。

四、测试与质量管理岗：保障材料性能的“防火墙”

材料测试工程师

职责：制定复合材料测试方案（如拉伸、弯曲、冲击、疲劳试验），分析数据并出具报告。

技能要求：材料测试标准（如ASTM、ISO）、数据统计分析（如Minitab）、报告撰写能力。

典型案例：

完成碳纤维复合材料飞机座椅的动态冲击测试，满足FAA法规要求。

评估石墨烯/橡胶复合材料的耐磨性，为轮胎配方优化提供依据。

质量工程师（QA/QC）

职责：建立复合材料生产质量管理体系（如IATF 16949），处理客户投诉与内部质量异常。

技能要求：质量管理工具（如8D、5Why）、统计过程控制（SPC）、供应商审核经验。

典型案例：

通过SPC监控风电叶片生产过程CPK值，将产品不良率从2%降至0.5%。

主导汽车用碳纤维复合材料部件的PPAP（生产件批准程序），通过通用汽车审核。

无损检测工程师

职责：运用超声波、X射线、红外热成像等技术检测复合材料内部缺陷（如孔隙、裂纹）。

技能要求：无损检测标准（如NAS 410）、缺陷识别算法、检测设备操作（如相控阵超声仪）。

典型案例：

使用太赫兹时域光谱（THz-TDS）检测航空复合材料层间脱粘，灵敏度达0.1 mm。

开发机器视觉系统，自动识别碳纤维预浸料表面的纤维褶皱缺陷。

五、管理与支持岗：推动产业化的“幕后力量”

项目经理（PM）

职责：管理复合材料研发或生产项目，协调跨部门资源（如研发、生产、采购），确保项目按时交付。

技能要求：项目管理知识（如PMP、IPMP）、风险管理、成本预算与控制。

典型案例：

领导团队完成某型号导弹用陶瓷基复合材料（CMCs）发动机研发，周期缩短6个月。

统筹建设碳纤维复合材料回收生产线，年处理废料1000吨，成本降低30%。

技术销售工程师

职责：向客户（如汽车厂商、风电企业）推广复合材料解决方案，提供技术咨询与售后支持。

技能要求：技术营销能力、客户需求分析、行业人脉资源。

典型案例：

为特斯拉提供碳纤维复合材料电池箱体轻量化方案，助力Model Y续航提升10%。

向西门子歌美飒推荐玻璃纤维/聚氨酯复合材料叶片，降低制造成本15%。

知识产权专员

职责：管理复合材料技术专利布局，处理侵权纠纷，参与行业标准制定。

技能要求：专利检索与分析、知识产权法规、技术文档撰写。

典型案例：

为中航复材策划碳纤维预浸料专利组合，构建技术壁垒，提升市场竞争力。

参与制定GB/T 34551-2017《航空航天用碳纤维复合材料层压板》国家标准。

六、典型企业招聘方向示例

企业类型	代表企业	招聘岗位偏好
航空航天	中国商飞、空客、波音	复合材料结构工程师、工艺仿真工程师、适航认证工程师
新能源	宁德时代、LG化学、西门子能源	电池材料研发工程师、固态电解质工程师、氢能储运工程师
汽车制造	特斯拉、比亚迪、宝马	轻量化材料工程师、碳纤维应用工程师、增材制造技术员
生物医疗	强生、美敦力、3M	生物材料工程师、医疗器械注册专员、3D打印临床应用工程师
材料供应商	东丽、赫氏、光威复材	材料研发工程师、预浸料生产工程师、技术销售工程师