中國儲能網(wǎng)訊: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。
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。
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構研究中心、緬因大學先進復合材料和結構實驗室等。
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。
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?!?
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構性研究的。
其中,Anthony Waas教授為密歇根大學復合材料結構實驗室的主任。據(jù)了解,Anthony Waas教授主要研究領域是輕量級飛機結構構件的力學響應、復合材料和復合機構力學、復合材料結構的鏈接、結構穩(wěn)定性和納米復合材料力學等。
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。
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。
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。
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構研究中心、粘結科學研究中心和海軍復合材料實驗室等。



