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文／黃毅華（中國科學院上海矽酸鹽研究所）

目前大陸載重40噸以上的大飛機只有14架，在1998年抗洪救災時，70％的救災物資是靠這14架飛機運輸的。2005年，大陸與俄羅斯簽訂協定計畫再購買38架運輸大飛機，但最近聽說該協議的執行遇到了困難。基於各方考慮，2006年7月，大陸政府終於做出了大型客機與運輸機一起上的決定。

發展大飛機，材料先行

2008年5月11日，中國商用大飛機公司在上海正式掛牌。正如著名的材料界前輩師昌緒院士說：「發展大飛機，材料要先行。」70年代，飛機空重比全重大約在50％～60％左右，到了90年代，空重占全重大約在40％左右，這說明飛機上留出了很大的比例用來裝人、載物，如果沒有新材料、新技術的話不可能有這樣大的進步。

要製造大飛機發展新型的複合材料是關鍵。複合材料是由兩種或兩種以上不同的材料，通過某種方法結合而成的新材料。其中各組分材料一般仍保持其原有特性，但它們彼此「取長補短」、「大力協同」，使新材料的性能比各單獨組分材料更優異。通常人們將複合材料中構成連續相的組分稱為基體，非連續相的組分稱為增強材料。

輕質、高強度和高模量的複合材料屬先進複合材料，它主要適於作結構材料。複合材料具有各向異性和性能可設計性特點，設計者可以根據工程結構的使用條件，選用適當的組分材料和調整增強材料的方向，使設計的結構重量輕、安全可靠和經濟合理。先進複合材料分為樹脂基複合材料、金屬基複合材料、陶瓷基複合材料和碳─碳複合材料以及它們相互混合構成的複合材料。

複合材料在機身上的應用

2000年以前，在民航機中複合材料只占到結構重量的10％左右，A380也只有20％左右，在當時波音787的設計方案中，複合材料用量達到了整個結構重量的40％ 以上，現在則接近50％ 。但在軍機方面，英國、德國合作生產的歐洲戰鬥機複合材料用量已接近80％。

複合材料的優點在於它不需要像金屬材料那樣的大鍛件、大鑄件，需要許多大型鍛造、鑄造等加工設備。複合材料有很好的整體性，不僅改變了材料種類，還改變了製造方法，大大增加了設計空間，給大陸的製造業帶來了新的機遇，也帶來了挑戰。

由於複合材料的運用，很多部件都可以埋在一層一層的片子裡面了，如無線電的高頻電纜就變成了複合材料一層裡面的一個部分，為了做健康診斷，還可把感應片埋進去，進一步也可把天線也埋到複合材料裡面去，同時要儘量用大件，不用小零件拼，這樣就會使飛機的結構重量大大減輕。

複合材料在飛機發動機渦輪上的應用

非金屬基複合材料由於密度小，用於飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。纖維增強材料的一個特點是各向異性，因此可按製件不同部位的強度要求設計纖維的排列；以碳纖維和碳化矽纖維增強的鋁基複合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量；碳化矽纖維與鈦複合，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損，可用作發動機風扇葉片；碳化矽纖維與陶瓷複合，使用溫度可達1500℃，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多。

碳－碳複合材料在飛機刹車片上的應用

2005年由中南大學黃伯雲院士等研製成功的碳－碳複合材料飛機刹車片，結束了國家技術發明一等獎���續六年空缺的歷史。該項發明是由碳纖維增強劑與碳基體組成的複合材料。碳－碳複合材料具有比強度高、抗熱震性好、耐燒蝕性強、性能可設計等一系列優點。

碳－碳複合材料的發展是和航空航太技術所提出的苛刻要求緊密相關。80年代以來，碳－碳複合材料的研究進入了提高性能和擴大應用的階段。在軍事工業中，碳－碳複合材料最引人注目的應用是太空梭的抗氧化碳－碳鼻錐帽和機翼前緣，用量最大的碳－碳產品是超音速飛機的刹車片。碳－碳複合材料在宇航方面主要用作燒蝕材料和熱結構材料，具體而言，它是用作洲際導彈彈頭的鼻錐帽、固體火箭噴管和太空梭的機翼前緣。近期研製的遠端洲際導彈端頭帽幾乎都採用了碳－碳複合材料。

隨著現代航空技術的發展，飛機裝載品質不斷增加，飛行著陸速度不斷提高，對飛機的緊急制動提出了更高的要求。碳－碳複合材料品質輕、耐高溫、吸收能量大、摩擦性能好，用它製作刹車片廣泛用於高速軍用飛機中。

不久的將來，當大陸自行研製的大飛機起飛的時候，相信新材料領域將隨著大飛機一同翱翔藍天。

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有一天，小明跑去台東民宿玩，一路上看到許多酒吧，便走了進去，見到許多清潔公司人員正拿著儀器在喝酒，他不解地問清潔公司裡面的人說，你們要去那裡做清潔呢?你們不是台北清潔公司嗎?怎麼在這裡?那清潔人員就回他說台北清潔人員屬於台北清潔公司，而台北清潔公司卻又跟台中搬家人員合作，導致台中搬家公司不在是單純的搬家公司了，不但要搬家還得修理熱水器呢，你看看有瓦斯熱水器、電熱水器、熱水器、熱泵熱水器、太陽能熱水器和電能熱水器等。那小明又開玩笑地問，油漆粉刷有沒有阿?台北清潔公司本身是沒有，但是做台北清潔這行倒是很多人會包辦，那人說到。突然間電視新聞開始播報小琉球民宿最近多夯，多受歡迎之類的。旁邊一個沉默的老頭突然喃喃自語地說，這跟seo有什麼兩樣?懂不懂網站排名阿?如果連網頁設計都不會，就一定不會知道關鍵字排名這種東西啦，還在用傳統電視傳媒，蠢!小名傻眼，連忙問seo是什麼阿?網站排名是不是比賽阿?網頁設計是不是只要漂亮就好啊?那老人不屑的回答道：網站排名就是透過網頁製作，尤其是那些台北網頁設計公司做出來的成品，非常容易使其在搜尋引擎上的關鍵字排名提升到前面，而這種作法英文簡稱就叫做seo，這樣懂嗎?那你知道為什麼要去做網站排名嗎?網站排名跟關鍵字排名有什麼不一樣?簡單講好了，網路就樣像是傳統黃頁，那種電話簿有沒有?像你如果要找個看護或是外勞是不是通常都要翻黃頁打電話給專門負責介紹看護的人力仲介公司?又或是買太陽能熱水器、請人來做壁癌處理、尋找綠島民宿等這些問題，以前都要慢慢打電話，現在，連你的地板想要特別裝潢成實木地板而不是用紙棧板或紙箱墊者都可以透過網路搜尋到正確公司，要求其服務，這就是網站排名的功用。而那些用到的關鍵字，就成了關鍵字排名的定義。小明又問，那像我家的油漆工程公司、油漆粉刷包辦也可以做成網站，去衝排名囉?那人豪氣地說，那當然，我之前要去溪頭住宿，想要查溪頭森林遊樂區，還不是要透過網路查，到最後也是選了第一名去參加他們的行程阿，就好像你剛剛看到那批清潔公司人員也是網路上搜尋像是電熱水器、電能熱水器、熱泵熱水器、瓦斯熱水器等熱水器，還有太陽能熱水器這些關鍵字才找到他們的阿，不要小看這新技術，連看護中心、居家看護這些傳統要面對面談的產業現在也都是靠網路活的呢。對阿，突然左邊那個戴著牛仔帽的人也靠過來說道，像我前幾天搜尋馬術、馬場這兩個關鍵字，結果跑出宜蘭美食、宜蘭創意料理、宜蘭餐廳、宜蘭民宿和宜蘭住宿這些相關網頁，才知道原來現在網站排名真的很厲害，會這個技術就是會置入性行銷了。小明猛點頭，突然決定要幫阿姨的澎湖民宿、大伯的和成衛浴、和成、TOTO衛浴和TOTO這些關鍵字去找尋排名的辦法，才能夠幫他們賺大錢!