美國復(fù)合材料研究機(jī)構(gòu)的簡介

涉足復(fù)合材料研究的國家實(shí)驗(yàn)室主要有美國航空航天局NASA、聚合物和復(fù)合工程中心、復(fù)合材料制造技術(shù)中心和國家復(fù)合中心，NASA側(cè)重研發(fā)認(rèn)證，國家復(fù)合中心重在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化

　　理財周報材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員 謝達(dá)斐、魏湘婷/撰述 123456

　　高校實(shí)驗(yàn)室：MIT帶來4D熱浪

　　早在60年代，美國的一些高校就相繼開設(shè)了復(fù)合材料相關(guān)的課程，并且同時展開相關(guān)的研究工作。相較金屬材料和無機(jī)非金屬材料，從復(fù)合材料在美國的高校專業(yè)和研究中心的設(shè)置來看，其重要性更加不言而喻。 本文來自123

　　據(jù)理財周報記者統(tǒng)計，目前全美有近百所高等院校開設(shè)了復(fù)合材料課程，其中對復(fù)合材料領(lǐng)域開展和科研較為系統(tǒng)的高等學(xué)校有71家，綜合性大學(xué)主要包括斯坦福大學(xué)、密歇根州立大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、華盛頓大學(xué)、西北大學(xué)、特拉華大學(xué)等，另外理工科學(xué)院也在復(fù)合材料領(lǐng)域形成了一個強(qiáng)勢的集體，麻省理工學(xué)院、加州理工大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、伊利諾伊理工學(xué)院、紐約理工學(xué)院、倫斯勒理工學(xué)院在復(fù)合材料研究方面的實(shí)力不可小覷。

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　　美國大學(xué)專門設(shè)立的研究所和研究中心也是復(fù)合材料研究的主力軍。據(jù)理財周報記者不完全統(tǒng)計，美國至少有17個高校擁有專門的復(fù)合材料研究實(shí)驗(yàn)室，比較知名的主要包括麻省理工學(xué)院高級材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，普林斯頓大學(xué)復(fù)合材料理論組，伯克利大學(xué)伯克利復(fù)合材料試驗(yàn)室，密歇根州立大學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)中心，特拉華大學(xué)復(fù)合材料中心、西北大學(xué)復(fù)合材料智能加工中心、賓夕法尼亞大學(xué)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室、斯坦福大學(xué)結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室、休斯頓大學(xué)復(fù)合材料工程與應(yīng)用中心、弗吉尼亞理工大學(xué)復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)研究中心、緬因大學(xué)先進(jìn)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室等。 內(nèi)容來自123456

　　在材料工程專業(yè)領(lǐng)先的麻省理工學(xué)院擁有一個專門研究復(fù)合材料的高級材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，其前稱是高級復(fù)合材料技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。為適應(yīng)形式的變化，該實(shí)驗(yàn)室將以前研究復(fù)合材料的屬性、合成、結(jié)構(gòu)以及運(yùn)用的小范圍逐漸擴(kuò)大到研究復(fù)合材料在航天工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括多尺度建模、仿真力學(xué)、變形對微結(jié)構(gòu)特征的影響、固體力學(xué)的計算機(jī)建模以及設(shè)計、制造和測試微機(jī)電系統(tǒng)等。

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　　在利用技術(shù)改變復(fù)合材料的性能上，麻省理工大學(xué)也快人一步。在3D打印熱潮才掀起沒多久，麻省理工學(xué)院自組裝實(shí)驗(yàn)室馬上帶來了4D的熱浪。這項(xiàng)技術(shù)是在自組裝實(shí)驗(yàn)室主任斯凱勒·蒂比斯的領(lǐng)導(dǎo)下研發(fā)出來的。根據(jù)蒂比斯的介紹：“4D打印本質(zhì)上其實(shí)就是利用復(fù)合材料進(jìn)行的3D打印，通過這種方式增加了一項(xiàng)功能，那就是變形。”

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　　另外，據(jù)記者從美國密歇根大學(xué)航空工程專業(yè)的一位校內(nèi)人士處了解到，該航空工程學(xué)院的Anthony Waas教授、Veera Sundararaghavan教授以及Nakhiah Goulbourne教授是專攻復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性研究的。 123456

　　其中，Anthony Waas教授為密歇根大學(xué)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的主任。據(jù)了解，Anthony Waas教授主要研究領(lǐng)域是輕量級飛機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)響應(yīng)、復(fù)合材料和復(fù)合機(jī)構(gòu)力學(xué)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的鏈接、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和納米復(fù)合材料力學(xué)等。 123456

　　 而該實(shí)驗(yàn)室主要的目的是利用不同的材料組合創(chuàng)造出多種多樣的材料結(jié)構(gòu)。目前，該實(shí)驗(yàn)室開展的復(fù)合材料相關(guān)的項(xiàng)目包括紡織復(fù)合材料、3D復(fù)合材料、碳/硅碳復(fù)合材料等，項(xiàng)目資助來自美國國家航空航天局、美國能源部、美國空軍研究室和通用電氣公司等。 123,123

　　此外，密歇根大學(xué)還有個高級材料系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,下面也設(shè)有專門的復(fù)合材料研究組，該項(xiàng)目研究資金主要來自國家科學(xué)基金會、通用電氣公司以及美國海軍司令部。

本文來自123

　　在眾多研究復(fù)合材料的美國高校中，特拉華大學(xué)是開展復(fù)合材料研究和教學(xué)較早的大學(xué)，由于受到美國國家科技基金會、美國軍事研究實(shí)驗(yàn)室、陸軍研究處、海軍研究處及杜邦、福特、帝國化學(xué)工業(yè)、波音等大工業(yè)集團(tuán)的資助，其發(fā)展非常迅速。

　　 該校的復(fù)合材料專業(yè)設(shè)立在機(jī)械工程系，此外，還擁有一個國際知名的復(fù)合材料中心。

　　特拉華大學(xué)的復(fù)合材料中心成立于1974年，現(xiàn)在已是全美最大的復(fù)合材料研究中心之一。 本文來自123

　　 該中心目前有十個研究室、21位全職研究教授和51位兼職研究教授，每年500名研究生加入到該中心的項(xiàng)目研究隊伍當(dāng)中。

　　該復(fù)合材料研究中心的十個研究室分成六個技術(shù)領(lǐng)域研究和四個卓越研究項(xiàng)目。六個技術(shù)領(lǐng)域分別包括對材料和合成、力學(xué)和設(shè)計、加工科學(xué)、傳感和控制、性能以及多功能材料的研究，而四個卓越研究中心則包括輕質(zhì)多功能裝甲材料的陸軍研究項(xiàng)目、復(fù)合材料應(yīng)用研究和技術(shù)協(xié)作項(xiàng)目、TACOM復(fù)合結(jié)構(gòu)計劃、VARTM處理項(xiàng)目和航空運(yùn)輸?shù)南冗M(jìn)材料研究項(xiàng)目。其中，該實(shí)驗(yàn)中心2012年六個技術(shù)領(lǐng)域的研究室在復(fù)合材料領(lǐng)域的研究突破和貢獻(xiàn)共達(dá)到27項(xiàng)。

　　除了特拉華大學(xué)外，弗吉尼亞理工大學(xué)的復(fù)合材料項(xiàng)目也受到了美國海軍以及大工業(yè)集團(tuán)的大力支持，因此在這個領(lǐng)域發(fā)展得也非常迅速。目前，該校已成立了復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)研究中心、粘結(jié)科學(xué)研究中心和海軍復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室等。

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　　國家實(shí)驗(yàn)室：NASA獨(dú)秀一枝

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　　據(jù)理財周報記者統(tǒng)計，涉足復(fù)合材料研究的國家實(shí)驗(yàn)室主要有美國航空航天局NASA、進(jìn)聚合物和復(fù)合工程中心（CAPCE）、復(fù)合材料制造技術(shù)中心(CMTC)和國家復(fù)合中心。

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　　其中，先進(jìn)聚合物和復(fù)合中心工程——國家科學(xué)基金會行業(yè)/大學(xué)合作研究中（CAPCE）通過密切與俄亥俄州立大學(xué)合作促進(jìn)聚合物和復(fù)合制造和設(shè)計技術(shù)進(jìn)步。 本文來自123

　　先進(jìn)聚合物和復(fù)合工程中心（CAPCE）的目標(biāo)是建立一個基礎(chǔ)的研究，將通過應(yīng)用先進(jìn)的聚合物和復(fù)合制造技術(shù)大大影響工業(yè)實(shí)踐和生產(chǎn)力。其科研團(tuán)隊主要有L James Lee、Kurt W.Koelling、Jose M Castro、Anthony F Luscher和David Tomasko五位主任。 123,123

　　而國家復(fù)合中心主要負(fù)責(zé)復(fù)合材料和加工技術(shù)的宣傳、開發(fā)、演示和支持商業(yè)化，通過與商業(yè)化產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)界和政府的伙伴關(guān)系提供顯著的成本競爭優(yōu)勢。其重點(diǎn)在于積極推進(jìn)復(fù)合材料的商業(yè)化。 123,123

　　事實(shí)上，德爾福汽車系統(tǒng)早就將其先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)和相關(guān)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給國家復(fù)合中心，其合作伙伴伯明翰阿拉巴馬大學(xué)(UAB)推進(jìn)長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料技術(shù)商業(yè)化項(xiàng)目獲得聯(lián)邦運(yùn)輸管理局(FTA)和陸軍研究實(shí)驗(yàn)室支持。國家復(fù)合中心和合作伙伴代頓大學(xué)的研究所通過中心的多功能聚合物納米材料和設(shè)備(CMPND)幫助納米復(fù)合材料商業(yè)化。

　　國家實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，資金人力物力方面綜合實(shí)力最為頂尖莫過于美國航空航天局NASA。

　　今年9月，NASA選擇了來自美國5個州的六家公司參與政府-行業(yè)合作，以推進(jìn)復(fù)合材料的研究和認(rèn)證，該項(xiàng)目是NASA航空研究任務(wù)理事會的集成系統(tǒng)研究計劃的一部分。

　　這六家公司分別是：貝爾直升機(jī)德事隆公司，位于德克薩斯州沃思堡市；通用航空公司，位于辛辛那提；洛克希德·馬丁航空公司，位于加州帕姆代爾市；諾思羅普·格魯曼航空公司，位于加州雷東多海灘；波音研究與技術(shù)公司，位于圣路易斯市；聯(lián)合技術(shù)公司及其子公司普拉特·惠特尼公司，位于康涅狄格州哈特福特。

　　據(jù)悉，世界發(fā)達(dá)國家均將發(fā)展輕量化復(fù)合材料壓力容器技術(shù)列為太空探索的關(guān)鍵技術(shù)之一，如美國NASA提出的新航空研究計劃（New Aeronautics Research Program）、2030年前的太空探索規(guī)劃（3rd Space Exploration Conference & Exhibit）、歐洲木星探索計劃等。 123456

　　NASA研究中心的研究人員把先進(jìn)格柵增強(qiáng)結(jié)構(gòu)技術(shù)列入未來航天結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的六大方向之一的低成本結(jié)構(gòu)技術(shù)之內(nèi)；美國空間實(shí)驗(yàn)室把AGS技術(shù)列為迎接未來空間系統(tǒng)技術(shù)挑戰(zhàn)的四大結(jié)構(gòu)技術(shù)之一,并且指出了這項(xiàng)技術(shù)未來在航天器燃料儲箱、機(jī)身等大型復(fù)雜部件應(yīng)用的廣闊前景。

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　　公司實(shí)驗(yàn)室：開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)者波音公司

　　據(jù)報道，今年10月，美國經(jīng)濟(jì)聯(lián)合委員會在美國馬薩諸塞州波士頓召開創(chuàng)新復(fù)合材料峰會，研討在材料、市場和加工方面的發(fā)展趨勢。

　　美國MPACT公司，Johns Manville公司，Agilent科技公司，MSC軟件和復(fù)合材料創(chuàng)新中心，以及北美的跨國公司，如Chomarat、西門子,沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司（SABIC）,Daimler AG和Carbo Tech也出席了會議。

　　據(jù)理財周報記者了解到，除了上述的大型企業(yè)，還有美國ICE工程公司、美國精密制造集團(tuán)有限公司、美國西美斯工業(yè)公司、美國米德復(fù)合材料集團(tuán)公司等9家公司涉足復(fù)合材料研究，但波音公司是復(fù)合材料研究領(lǐng)域的元老級企業(yè)。 123456

　　早在2009年，蘭博基尼汽車公司在華盛頓大學(xué)正式揭幕了“蘭博基尼先進(jìn)復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室”（ACSL）。該實(shí)驗(yàn)室的啟動標(biāo)志著蘭博基尼與航空航天和復(fù)合材料開發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者——華盛頓大學(xué)和波音公司，在碳纖維技術(shù)領(lǐng)域的探索與合作正式展開，華盛頓大學(xué)和波音公司是有著長久關(guān)系基礎(chǔ)也是歷史緊密相關(guān)的西北太平洋機(jī)構(gòu)。 copyright 123456

　　據(jù)悉，蘭博基尼先進(jìn)復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)室從開發(fā)先進(jìn)的無人空中汽車新技術(shù)和推進(jìn)非常規(guī)空間空氣動力系統(tǒng)概念到航空航天部門的教師和學(xué)生都是使用最前沿的技術(shù)。 123456

　　該實(shí)驗(yàn)室主要的研究人員是保羅Feraboli，他是蘭博基尼汽車先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室(ACSL)的主任。Ferabol博士已經(jīng)接受了來自波音公司、聯(lián)邦航空管理局(FAA)、美國空軍科學(xué)研究辦公室(AFOSR)、卡拉威高爾夫、赫氏公司等零部件生產(chǎn)商、美國的東麗復(fù)合材料、蘭博基尼汽車公司的研究經(jīng)費(fèi)，用以各種研究項(xiàng)目發(fā)展的相關(guān)分析和復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)。他特別感興趣的是復(fù)合材料飛機(jī)的安全性和認(rèn)證,包括影響傷害抵抗和耐受,雷擊損壞,和防撞性。 copyright 123456