细数那些碳纤维复合材料的用途

  碳纤维是由含碳量高、热处理不熔融的人造纤维,经过热稳定氧化处理、碳化处理以及石墨化等工艺制成的特种纤维。其力学性能优异,与一般碳素材料不同的是,碳纤维具有很强的各向异性,在沿纤维轴的方向有着很高的强度。

  碳纤维一般不作为材料单独使用,会与树脂、金属、陶瓷等基质复合,制成碳纤维增强复合材料。考虑到成本控制和工艺问题,目前应用较多的是碳纤维增强树脂基复合材料,能够满足对密度、刚度、重量、疲劳特性等要求严格的领域需求。碳纤维复合材料一开始在航空航天等高端领域应用,随着技术工艺的不断成熟,目前在机械、汽车、纺织、体育等领域也有着广泛应用。

  1.航空领域

  航天飞行器每减少1kg的重量,运载火箭可以减少500kg,碳纤维复合材料比重小、刚性好、强度高,所以在航天飞行器中很受欢迎。某垂直起落战斗机,碳纤维复合材料的使用量占全机重量的1/4,占机翼重量的1/3。据悉,美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等,都是用碳纤维复合材料制成的。

  2.汽车领域

  碳纤维复合材料用于汽车领城多数是代替钢材,可减质量40%以上,从而节省燃油降低使用成本。据知汽车结构每减质量10%,可节省燃油7%。F1(世界一级方程锦标赛)赛车,车身大部分结构都用碳纤维材料。家用汽车应用复合材料目前也逐渐形成一种趋势,在当前能源紧张、燃油涨价的形势下,尤其是随着电动汽车的风行,必将形成复合材料潜在的应用大户。

  3.风力发电领域

  风力是清洁环保可再生的能源,当前风力发电是能源领域增长最快的,世界上大约以25%的年速率递增。由于单机发电容量越来越大,桨叶叶片越来越长,质量越来越大,强度和刚度的要求越来越高,于是研究人员开始将目光投向碳纤维复合材料。目前的桨叶多用混杂复合材料,以碳纤与玻纤混杂为主,既使受力合理又节省碳纤维用量,从而实现成本控制。

  4.医疗领域

  碳纤维复合材料有着高达98%以上的透光性,可以作为X光机、CT机、乳腺机等放射医疗器械的部件材料。随着假肢技术的不断发展,碳纤维复合材料还可用于假脚、踝关节、膝关节、接受控等部位的制作,能够让使用者更舒适、更省力。

  除上述的几个领域,碳纤维复合材料还应用于电子、高速列车、工程建筑、家具、油气田等领域,可以毫不夸张的说,碳纤维复合材料几乎是“无所不能”了。江苏博实碳纤维科技有限公司主要为客户提供碳纤维轻量化的整体解决方案,拥有多条完整的生产线和成熟的生产工艺,欢迎各位莅临指导。

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