聚酰亞胺復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、比模量以及優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性，使其成為可在230℃以上替代金屬材料使用的樹(shù)脂基復(fù)合材料。
聚酰亞胺復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用可明顯地減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。如聚酰亞胺復(fù)合材料在航
空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上具有較大的應(yīng)用。采用聚酰亞胺復(fù)合材料制備的發(fā)動(dòng)機(jī)零件，主要包括F404外涵道、CF6芯帽、F100外魚(yú)鱗片，YF-120風(fēng)扇靜止葉片、PLT-210壓氣機(jī)機(jī)匣、F110AFt整流片等。這些發(fā)動(dòng)機(jī)零件采用的聚酰亞胺樹(shù)脂體系有PMR-15、V-CAP-75。有的已經(jīng)通過(guò)各種試驗(yàn)并裝機(jī)應(yīng)用。
F404外涵道是**個(gè)使用PMR一15／T300織物強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料制造的發(fā)動(dòng)機(jī)零件。它是一個(gè)直徑約為76 em。
長(zhǎng)度102 cm稍帶錐度的圓柱形筒體。復(fù)合材料部分重約13 kg。
F404復(fù)合材料外涵道成形模具采用模具鋼。模具采用框架結(jié)構(gòu)形式并安裝在支架上。模具可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)以方便鋪疊。F404復(fù)合材料外涵道采用熱壓罐固化工藝技術(shù)制備，其固化工藝參數(shù)如下：
1)抽真空至13 kPa。
2)以23．5℃，min升溫至204℃。
3)204℃保溫12 min后，抽全真空。
4)以2～3℃／min升溫至238℃，加壓1．277 MPa。
5)在30min內(nèi)升溫至252℃，壓力1．277 blPa，真空。
6)在252℃保溫30 min，壓力1．277 MPa，真空。
7)以1℃／min，升溫至307℃，壓力1．277 MPa，真空。
8)在3070C保溫180 rain，壓力1．277 MPa，真空。
9)緩慢冷卻至80℃以下，卸壓，停真空。
脫模后F404復(fù)合材料外涵道采用超聲掃描檢測(cè)，明顯分層，孔隙含量低于3％。經(jīng)過(guò)靜力試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)試驗(yàn)后，正式裝機(jī)應(yīng)用。F404復(fù)合材料外涵道和鈦合金外涵道相比，重量減輕15％～20％，制造成本下降30％一50％。
雖然聚酰亞胺復(fù)合材料的應(yīng)用可給航空發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)明顯的減重效果，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。但由于種種原因，到目前為止，聚酰亞胺復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上仍處于小規(guī)模的試用階段。首先，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛行的動(dòng)力裝置，極高的可靠性要求使其需考慮采用非常成熟的材料。復(fù)合材料作為一種新型材料，特別是耐高溫聚酰亞胺復(fù)合材料，使用經(jīng)驗(yàn)和性能數(shù)據(jù)積累尚不充分。此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜尺寸較小的復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)零件，可靠的無(wú)損檢測(cè)方法目前仍然缺乏。其次，航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的使用溫度范圍一般高于飛機(jī)部件，即使是耐高溫聚酰亞胺復(fù)合材料，其使用范圍也局限于發(fā)動(dòng)機(jī)部分冷端和外圍部件。最后，市場(chǎng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求有限以及發(fā)動(dòng)機(jī)零件結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜和體積較小，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合材料零件的制措成本掩高。
聚酰亞胺復(fù)合材料除在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用外，在飛機(jī)上也得到了一定的應(yīng)用，如B747熱防冰氣壓管道系統(tǒng)和F—15襟翼等。
考慮使用溫度和使用期，一般的樹(shù)脂基復(fù)合材料很難滿足要求，因而采用碳纖維增強(qiáng)PMR一15聚酰亞胺復(fù)合材料。采用復(fù)合材料管道替代鈦合金管道后，全機(jī)防冰氣壓管道系統(tǒng)重量下降約125 kg，減重效率達(dá)35％以上。