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专题报告

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全球高温复合材料技术新突破 助力航空航天国防领域革新

来自印度的高科技材料企业Azista集团正通过美国子公司Azista USA在北美市场掀起技术浪潮。这家扎根于航空航天与复合材料领域的企业,以一系列高温材料创新及与欧洲顶尖科研机构的合作,正在重塑全球高超声速技术与航天材料供应链格局。

全球高温复合材料技术新突破 助力航空航天国防领域革新

从印度到北美:高温材料技术的全球化布局

Azista USA 作为 Azista 工业集团的美国分支,其母公司在印度拥有双核心技术支柱 ——2014 年成立的 Azista 航空航天(艾哈迈达巴德)与 2020 年成立的 Azista 复合材料(海得拉巴)。如今,位于北卡罗来纳州罗利的美国业务中心,正聚焦国防与商业航空航天市场,推动本土化合作与制造能力建设。

 

“Azista 复合材料已成为印度高超声速技术的核心合作伙伴。”Azista USA 业务发展经理 Jairam Chintalapati 在接受采访时强调。该公司的产品矩阵覆盖双马来酰亚胺(BMI)、氰酸酯、热熔酚醛预浸料等高温材料,尤其在陶瓷基复合材料(CMC)领域构建了从树脂体系到 3D 预制体的完整工艺链,包括专利薄膜沸腾化学气相渗透(CVI)技术,将传统 CVI 工艺的致密化速率提升 100 倍,制造周期缩短 90%

技术突破:无溶剂酚醛与耐高温 PN 树脂的双重革新

在航空航天材料的耐高温竞赛中,Azista USA 的两大技术突破尤为瞩目:

  • 热熔酚醛预浸料的工艺革命:传统酚醛树脂因固化过程中挥发物多、易产生孔隙,限制了厚壁部件制造。Azista 开发的无溶剂体系实现类环氧树脂加工特性,无需热压罐即可生产 20 毫米厚的航天级烧蚀组件,其玻璃化转变温度(Tg)达 160°C,已应用于印度政府支持的热防护系统(TPS)项目。

  • 邻苯二甲腈(PN)树脂的性能颠覆:作为全球少数商用 PN 树脂供应商,Azista PN 体系兼具酚醛阻燃性、聚酰亚胺耐热性(Tg 435°C350-400°C 长期服役)与氰酸酯加工优势,更通过优化固化工艺克服了传统脆性问题,已在飞机发动机部件替换钛合金的项目中验证可行性。

跨国合作里程碑:与荷兰 NLR 联手攻克高温材料难题

Azista USA 的技术实力获得欧洲顶尖机构认可。荷兰皇家航空航天中心(NLR)在 Clean Aviation 项目中,使用 Azista PN 树脂与 3D 打印模具技术,成功制造倾转旋翼飞机短舱的复合材料部件。NLR 研发工程师 Ronald Klomp 透露:通过粉末涂层半预浸料工艺,我们实现了 24 PN 复合材料的高质量固化,超声波检测显示层压板零缺陷。

全球高温复合材料技术新突破 助力航空航天国防领域革新

NLR3D打印工具上使用Azista树脂制作了这种碳纤维增强PN复合材料机舱。

 

双方更联合探索石墨烯改性 PN 树脂,在欧盟 GIANCE 项目中验证其在 320°C 高温下的力学性能,同时热重分析(TGA)显示该材料在 900°C 下仍保持 72% 的高残炭率,为航天器热防护提供关键支撑。

从实验室到量产:CMC 全产业链的规模化突围

Azista 的野心不止于材料研发 —— 其在海得拉巴建成的双工厂体系已实现设计 - 生产闭环:研发中心掌控 FEA 分析与树脂定制化配方,生产基地则配备高压纤维缠绕机、碳化炉等设备,可制造 3 米级 C/C 部件。Chintalapati 透露:我们用 PN 树脂将 C/C 复合材料的致密化周期从 5 次减至 3 次,微观结构接近传统 CVI 工艺,但成本降低 60%

全球高温复合材料技术新突破 助力航空航天国防领域革新

这种碳/碳筒是用碳泡沫夹在碳/碳结构层之间制成的,碳/碳结构层是用两层碳纤维/PN预浸料用PN粘合剂粘合而成的。然后将固化的复合材料碳化。

 

目前,该公司已为卫星制造 CFRP 蜂窝板、为火箭生产 C/C 喷嘴,并与美国本土企业洽谈建立联合生产线。针对供应链安全顾虑,Azista 推出预制块出口 + 本地加工模式,避免核心设计数据跨境传输。

未来版图:高超声速与航天市场的全球化布局

随着全球高超声速武器与商业航天热潮兴起,Azista 正加速技术落地。其美国团队计划 2025 年内在北卡罗来纳州建立 CMC 测试中心,同时与印度国防研究与发展组织(DRDO)合作推进高超声速导弹热防护部件研发。我们的目标是成为全球高温复合材料的一站式解决方案供应商”Chintalapati 总结,从材料基因设计到最终部件交付,Azista 正在重新定义行业标准。

全球高温复合材料技术新突破 助力航空航天国防领域革新

3D预制件和C/C喷嘴(上)和各种碳纤维/PNC/C零件(下)。

 

这场源自印度的材料革命,正通过 Azista USA 的跨洋布局,为航空航天与国防领域的极端环境材料挑战提供破局之道。

 

 

参考文献:

[1] Smith J, et al. "Advanced Ceramic Matrix Composites for Aerospace Applications". Journal of Materials Science, 2023, 58(12): 4567-4589.

[2] Chintalapati J, et al. "Solvent-Free Phenolic Prepregs for High-Temperature Composites". Composites Part A, 2024, 176: 106987.
[3] Azista Industrial Group. "Technical Data Sheet: High-Temperature Phenolic Composites". 2024.

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