碳纤维复合材料在卫星空间站的应用优势

  高性能碳纤维复合材料是以高性能碳纤维为增强体,以树脂或陶瓷为基体的复合材料,是先进复合材料的代表。从功能用途角度划分,高性能碳纤维复合材料可划分为结构复合材料和功能复合材料两大类。

  随着卫星、飞船等航天器的快速发展,大型卫星公用平台技术、微小型卫星公用平台技术、新型航天器有效载荷技术等,对航天器结构材料在质量、力学性能、物理性能、空间环境等方面提出了越来越高的要求,主要包括:

  1.质量:轻质化,尽量降低航天器的结构质量比例, 提高有效载荷质量。

  2.力学性能:高强、高模、延展性好,提高结构的自然频率和稳定性。

  3.物理性能:在空间温度变化条件下要保持尺寸稳定,具有较小的线膨胀系数。

  4.耐空间环境:材料具有抗辐照、抗老化等良好的空间环境稳定性。

  PAN基碳纤维复合材料的比强度、比模量高,热膨胀率低,尺寸稳定性好,导热性好, 因此很早就应用于人造卫星上的承力结构、太阳能电池板、天线等部位而太空站和天地往返动输系统上的一些关键部件也往往采用碳纤维复合材料作为主要材料(。由于复合材料的使用,使得卫星结构质量仅占总质量的5%~6%。

  碳纤维复合材料技术在向着高性能化、多功能化、低成本化等方向发展的同时,要坚持独立自主与技术创新,以实现碳纤维复合材料技术的可持续发展。

 

       阅读延伸:《碳纤维复合材料在卫星天线结构中的铺层设计