综述:关于用于航空航天领域的多功能混合纤维增强聚合物(HFRP)复合材料的综述

《Advanced Composites and Hybrid Materials》:A review of multifunctional hybrid fiber-reinforced polymer (HFRP) composites for aerospace applications

【字体: 时间:2026年02月20日 来源:Advanced Composites and Hybrid Materials 21.8

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  混合纤维增强聚合物复合材料通过整合不同纤维类型与基体材料,实现多功能集成,应用于航空隐身、电磁屏蔽、空气动力学变形等领域,并讨论设计制造挑战与未来方向。

  

摘要

混合纤维增强聚合物(HFRP)复合材料由两种或更多种不同的纤维类型嵌入到共同的基体中组成,与传统材料相比具有更强的设计灵活性。通过在纤维束、织物或层状结构层面整合不同的纤维,HFRP复合材料能够弥补单一纤维类型的局限性,并充分利用各自的优点。在许多情况下,混合化能够产生协同效应或产生单一成分无法实现的新性能,尽管这些效应可能很复杂且难以预测。由于HFRP复合材料具有独特且可调的特性,其在复合材料结构方面的最新进展受到了广泛关注。HFRP复合材料越来越被视为多功能材料系统的有希望的候选者,能够同时提供结构完整性和额外的功能。集成在结构部件中的非结构性属性在航空航天应用中尤为重要,例如城市空中交通、隐身飞机、太空栖息地、能量存储和智能表皮等领域。在这些应用中,雷达避让、电磁干扰(EMI)屏蔽、机翼变形、健康监测、热绝缘和环境适应性等性能至关重要。本文全面概述了连续纤维、非连续纤维、合成纤维和天然纤维的混合配置,重点介绍了该领域的最新进展和关键贡献,总结了当前关于多功能HFRP复合材料的研究现状,强调了其集成的功能,如电导率、热导率、传感、驱动、阻燃性、抗降解性、EMI屏蔽、抗辐射性、减震性、自修复能力和除冰能力。同时,本文还讨论了当前面临的挑战,并指出了提高HFRP复合材料在高性能航空航天系统中的设计、制造和应用前景的方向。

图形摘要

混合纤维增强聚合物(HFRP)复合材料由两种或更多种不同的纤维类型嵌入到共同的基体中组成,与传统材料相比具有更强的设计灵活性。通过在纤维束、织物或层状结构层面整合不同的纤维,HFRP复合材料能够弥补单一纤维类型的局限性,并充分利用各自的优点。在许多情况下,混合化能够产生协同效应或产生单一成分无法实现的新性能,尽管这些效应可能很复杂且难以预测。由于HFRP复合材料具有独特且可调的特性,其在复合材料结构方面的最新进展受到了广泛关注。HFRP复合材料越来越被视为多功能材料系统的有希望的候选者,能够同时提供结构完整性和额外的功能。集成在结构部件中的非结构性属性在航空航天应用中尤为重要,例如城市空中交通、隐身飞机、太空栖息地、能量存储和智能表皮等领域。在这些应用中,雷达避让、电磁干扰(EMI)屏蔽、机翼变形、健康监测、热绝缘和环境适应性等性能至关重要。本文全面概述了连续纤维、非连续纤维、合成纤维和天然纤维的混合配置,重点介绍了该领域的最新进展和关键贡献,总结了当前关于多功能HFRP复合材料的研究现状,强调了其集成的功能,如电导率、热导率、传感、驱动、阻燃性、抗降解性、EMI屏蔽、抗辐射性、减震性、自修复能力和除冰能力。同时,本文还讨论了当前面临的挑战,并指出了提高HFRP复合材料在高性能航空航天系统中的设计、制造和应用前景的方向。

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