美國復合材料研究機構的簡介

涉足復合材料研究的國家實驗室主要有美國航空航天局NASA、聚合物和復合工程中心、復合材料制造技術中心和國家復合中心，NASA側(cè)重研發(fā)認證，國家復合中心重在實現(xiàn)商業(yè)化

　　理財周報材料科學實驗室研究員 謝達斐、魏湘婷/撰述 123456

　　高校實驗室：MIT帶來4D熱浪

　　早在60年代，美國的一些高校就相繼開設了復合材料相關的課程，并且同時展開相關的研究工作。相較金屬材料和無機非金屬材料，從復合材料在美國的高校專業(yè)和研究中心的設置來看，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了復合材料課程，其中對復合材料領域開展和科研較為系統(tǒng)的高等學校有71家，綜合性大學主要包括斯坦福大學、密歇根州立大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞州立大學、加州大學伯克利分校、加州大學洛杉磯分校、華盛頓大學、西北大學、特拉華大學等，另外理工科學院也在復合材料領域形成了一個強勢的集體，麻省理工學院、加州理工大學、佐治亞理工學院、伊利諾伊理工學院、紐約理工學院、倫斯勒理工學院在復合材料研究方面的實力不可小覷。

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　　美國大學專門設立的研究所和研究中心也是復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合材料研究實驗室，比較知名的主要包括麻省理工學院高級材料和結(jié)構技術實驗室，普林斯頓大學復合材料理論組，伯克利大學伯克利復合材料試驗室，密歇根州立大學復合材料與結(jié)構中心，特拉華大學復合材料中心、西北大學復合材料智能加工中心、賓夕法尼亞大學應用研究實驗室、斯坦福大學結(jié)構和復合材料實驗室、休斯頓大學復合材料工程與應用中心、弗吉尼亞理工大學復合材料及其結(jié)構研究中心、緬因大學先進復合材料和結(jié)構實驗室等。 內(nèi)容來自123456

　　在材料工程專業(yè)領先的麻省理工學院擁有一個專門研究復合材料的高級材料和結(jié)構技術實驗室，其前稱是高級復合材料技術實驗室。為適應形式的變化，該實驗室將以前研究復合材料的屬性、合成、結(jié)構以及運用的小范圍逐漸擴大到研究復合材料在航天工業(yè)領域的應用，主要包括多尺度建模、仿真力學、變形對微結(jié)構特征的影響、固體力學的計算機建模以及設計、制造和測試微機電系統(tǒng)等。

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　　在利用技術改變復合材料的性能上，麻省理工大學也快人一步。在3D打印熱潮才掀起沒多久，麻省理工學院自組裝實驗室馬上帶來了4D的熱浪。這項技術是在自組裝實驗室主任斯凱勒·蒂比斯的領導下研發(fā)出來的。根據(jù)蒂比斯的介紹：“4D打印本質(zhì)上其實就是利用復合材料進行的3D打印，通過這種方式增加了一項功能，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，該航空工程學院的Anthony Waas教授、Veera Sundararaghavan教授以及Nakhiah Goulbourne教授是專攻復合材料結(jié)構性研究的。 123456

　　其中，Anthony Waas教授為密歇根大學復合材料結(jié)構實驗室的主任。據(jù)了解，Anthony Waas教授主要研究領域是輕量級飛機結(jié)構構件的力學響應、復合材料和復合機構力學、復合材料結(jié)構的鏈接、結(jié)構穩(wěn)定性和納米復合材料力學等。 123456

　　 而該實驗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。目前，該實驗室開展的復合材料相關的項目包括紡織復合材料、3D復合材料、碳/硅碳復合材料等，項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，密歇根大學還有個高級材料系統(tǒng)實驗室,下面也設有專門的復合材料研究組，該項目研究資金主要來自國家科學基金會、通用電氣公司以及美國海軍司令部。

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

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

　　特拉華大學的復合材料中心成立于1974年，現(xiàn)在已是全美最大的復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目研究隊伍當中。

　　該復合材料研究中心的十個研究室分成六個技術領域研究和四個卓越研究項目。六個技術領域分別包括對材料和合成、力學和設計、加工科學、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目、復合材料應用研究和技術協(xié)作項目、TACOM復合結(jié)構計劃、VARTM處理項目和航空運輸?shù)南冗M材料研究項目。其中，該實驗中心2012年六個技術領域的研究室在復合材料領域的研究突破和貢獻共達到27項。

　　除了特拉華大學外，弗吉尼亞理工大學的復合材料項目也受到了美國海軍以及大工業(yè)集團的大力支持，因此在這個領域發(fā)展得也非常迅速。目前，該校已成立了復合材料及其結(jié)構研究中心、粘結(jié)科學研究中心和海軍復合材料實驗室等。

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　　國家實驗室：NASA獨秀一枝

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

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　　其中，先進聚合物和復合中心工程——國家科學基金會行業(yè)/大學合作研究中（CAPCE）通過密切與俄亥俄州立大學合作促進聚合物和復合制造和設計技術進步。 本文來自123

　　先進聚合物和復合工程中心（CAPCE）的目標是建立一個基礎的研究，將通過應用先進的聚合物和復合制造技術大大影響工業(yè)實踐和生產(chǎn)力。其科研團隊主要有L James Lee、Kurt W.Koelling、Jose M Castro、Anthony F Luscher和David Tomasko五位主任。 123,123

　　而國家復合中心主要負責復合材料和加工技術的宣傳、開發(fā)、演示和支持商業(yè)化，通過與商業(yè)化產(chǎn)業(yè)、學術界和政府的伙伴關系提供顯著的成本競爭優(yōu)勢。其重點在于積極推進復合材料的商業(yè)化。 123,123

　　事實上，德爾福汽車系統(tǒng)早就將其先進復合材料技術和相關業(yè)務轉(zhuǎn)讓給國家復合中心，其合作伙伴伯明翰阿拉巴馬大學(UAB)推進長纖維增強熱塑性塑料技術商業(yè)化項目獲得聯(lián)邦運輸管理局(FTA)和陸軍研究實驗室支持。國家復合中心和合作伙伴代頓大學的研究所通過中心的多功能聚合物納米材料和設備(CMPND)幫助納米復合材料商業(yè)化。

　　國家實驗室當中，資金人力物力方面綜合實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，以推進復合材料的研究和認證，該項目是NASA航空研究任務理事會的集成系統(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；波音研究與技術公司，位于圣路易斯市；聯(lián)合技術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)達國家均將發(fā)展輕量化復合材料壓力容器技術列為太空探索的關鍵技術之一，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格柵增強結(jié)構技術列入未來航天結(jié)構技術發(fā)展的六大方向之一的低成本結(jié)構技術之內(nèi)；美國空間實驗室把AGS技術列為迎接未來空間系統(tǒng)技術挑戰(zhàn)的四大結(jié)構技術之一,并且指出了這項技術未來在航天器燃料儲箱、機身等大型復雜部件應用的廣闊前景。

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　　公司實驗室：開發(fā)領導者波音公司

　　據(jù)報道，今年10月，美國經(jīng)濟聯(lián)合委員會在美國馬薩諸塞州波士頓召開創(chuàng)新復合材料峰會，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、美國精密制造集團有限公司、美國西美斯工業(yè)公司、美國米德復合材料集團公司等9家公司涉足復合材料研究，但波音公司是復合材料研究領域的元老級企業(yè)。 123456

　　早在2009年，蘭博基尼汽車公司在華盛頓大學正式揭幕了“蘭博基尼先進復合材料實驗室”（ACSL）。該實驗室的啟動標志著蘭博基尼與航空航天和復合材料開發(fā)領域的領導者——華盛頓大學和波音公司，在碳纖維技術領域的探索與合作正式展開，華盛頓大學和波音公司是有著長久關系基礎也是歷史緊密相關的西北太平洋機構。 copyright 123456

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

　　該實驗室主要的研究人員是保羅Feraboli，他是蘭博基尼汽車先進復合材料結(jié)構實驗室(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、美國的東麗復合材料、蘭博基尼汽車公司的研究經(jīng)費，用以各種研究項目發(fā)展的相關分析和復合材料實驗技術。他特別感興趣的是復合材料飛機的安全性和認證,包括影響傷害抵抗和耐受,雷擊損壞,和防撞性。 copyright 123456