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《碳纖維增強復(fù)合材料概述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、WORD文檔下載可編輯碳纖維增強復(fù)合材料概述摘要：本文對碳纖維增強復(fù)合材料進行了介紹，詳細介紹了其優(yōu)點和應(yīng)用。并對碳纖維復(fù)合材料存在的問題提出建議。關(guān)鍵字：碳纖維，復(fù)合材料，應(yīng)用Abstract:Inthispaper,thecarbonfiberreinforcedcompositematerialsareintroduced,itsadvantagesandapplicationwasintroducedindetail.AndputsforwardSuggestionsontheproblemsexistinginthecarbon
2、fibercompositematerials.Keywords:carbonfiber,compositematerials,applications1.碳纖維增強復(fù)合材料介紹復(fù)合材料是將兩種或兩種以上不同品質(zhì)的材料通過專門的成型工藝和制造方法復(fù)合而成的一種高性能新材料，按使用要求可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料，到目前為止，主要的發(fā)展方向是結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，但現(xiàn)在也正在發(fā)展集結(jié)構(gòu)和功能一體化的復(fù)合材料。通常將組成復(fù)合材料的材料或原材料稱之為組分材料（constituentmaterials），它們可以是金屬陶瓷或高聚物材料。對結(jié)構(gòu)復(fù)合材料
3、而言，組分材料包括基體和增強體，基體是復(fù)合材料中的連續(xù)相，其作用是將增強體固結(jié)在一起并在增強體之間傳遞載荷；增強體是復(fù)合材料中承載的主體，包括纖維、顆粒、晶須或片狀物等的增強體，其中纖維可分為連續(xù)纖維、長纖維和短切纖維，按纖維材料又可分為金屬纖維、陶瓷纖維和聚合物纖維，而目前用得最多的和最重要的是碳纖維[1]。碳纖維是一種直徑極細的連續(xù)細絲材料，直徑范圍在6～8μm內(nèi)，是近幾十年發(fā)展起來的一種新型材料。目前用在復(fù)合材料中的碳纖維主要有兩大類：聚丙烯腈基碳纖維和瀝青基碳纖維，分別用聚丙烯腈原絲（稱之為前驅(qū)體）專業(yè)技術(shù)資料分享WORD文檔下載
4、可編輯、瀝青原絲通過專門而又復(fù)雜的碳化工藝制備而得。通過碳化工藝，使纖維中的氫、氧等元素得以排出，成為一種接近純碳的材料，含碳量一般都在90%以上，而本身質(zhì)量卻大為減輕；由于碳化過程中對纖維進行了沿軸向的預(yù)拉伸處理，使得分子沿軸向進行取向排列，因而碳纖維軸向拉伸強度大大提高，成為一種輕質(zhì)、高強度、高模量、化學(xué)性能穩(wěn)定的高性能纖維材料。用碳纖維和高性能的樹脂基體復(fù)合而成的先進樹脂基復(fù)合材料是目前用得最多，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。此外，用天然纖維、玻璃纖維和玄武巖纖維作增強體的樹脂基復(fù)合材料也在快速發(fā)展。碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)是
5、目前最先進的復(fù)合材料之一。它可以兼顧碳纖維和基體的性能而成為綜合性能更為優(yōu)異的工程結(jié)構(gòu)材料和具有特殊性能的功能材料。它以其輕質(zhì)高強、耐高溫、抗腐蝕、熱力學(xué)性能優(yōu)良等特點廣泛用作結(jié)構(gòu)材料及耐高溫抗燒蝕材料,是其它纖維增強復(fù)合材料所無法比擬的。碳纖維復(fù)合材料因其較高的比強度、比模量在國外先進戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)固體火箭發(fā)動機方面應(yīng)用較多,如美國的戰(zhàn)略導(dǎo)彈侏儒三級發(fā)動機殼體,三叉戟一、二、三級發(fā)動機殼體的復(fù)合材料裙,民兵系列發(fā)動機的噴管擴張段,部分固體發(fā)動機及高速戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈美國的THAAD、ERINT等。目前,CFRC在人造衛(wèi)星及高性能飛機等航空航天材料
6、中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，除軍用外,開發(fā)纖維復(fù)合材料的其它應(yīng)用也大有作為,如飛機及高速列車剎車系統(tǒng)、民用飛機及汽車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件、高性能碳纖維軸承、風(fēng)力發(fā)電機大型葉片、體育運動器材(如滑雪板、球拍、漁桿)等。隨著碳纖維生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)成本的逐步下降,在增強混凝土、新型取暖裝置、新型電極材料乃至日常生活用品中的應(yīng)用也必將迅速擴大。我國為配合北京奧運會,擬大力開發(fā)新型CFRP建材及CFRP的研究和開發(fā)應(yīng)用已成為一項涉及多項學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)工程,而CFRP的發(fā)展狀況則成為一個國家材料科學(xué)乃至整個科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。2.碳纖維復(fù)合材料
7、的優(yōu)點[2]碳纖維復(fù)合材料與金屬材料或其他工程材料相比，具有以下許多優(yōu)良的性能：1）比強度和比模量高高強度碳纖維-環(huán)氧基復(fù)合材料（單向）的比強度是鋼SAE1010（冷軋）的近20倍，是鋁6061-T6的近10倍；其比模量則超過這些鋼和鋁材的3倍。專業(yè)技術(shù)資料分享WORD文檔下載可編輯這些特性使CFRP材料的利用效率大為提高，實際證明用CFRP代替鋼或鋁可減輕重量達20%～40%，因而在許多工業(yè)領(lǐng)域特別是在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。業(yè)內(nèi)專家指出，飛機自重每減少1kg，相當(dāng)于五百萬美元的累積經(jīng)濟效益，由此可以看出復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的重
8、要地位。不僅如此，其他如汽車、海運、交通等與運行速度要求有關(guān)的部門都會因采用復(fù)合材料而大為受益。2）材料性能的可剪裁性（tailorability）大多數(shù)CFRP可通過設(shè)計增強纖維的取向及用量
