碳纖維在航空領域的應用(畢業(yè)論文)

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1、姓名專業(yè)班級論文名稱碳纖維在航空領域的應用指導教師實習單位日期2015.5.301515畢業(yè)設計（論文）任務書2012屆：2015專業(yè)（班）：姓名:課題名稱、主要內(nèi)容和基本要求課題名稱：碳纖維在航空領域的應用主要內(nèi)容：在的畢業(yè)實習過程中，注意了解公司基本情況特別是自己工作所涉及的內(nèi)容。對自己的工作性質和工作意義有了初步認識，具備一定的產(chǎn)品制備、檢測、數(shù)據(jù)分析等能力?；疽螅?.了解所接觸的一些基本知識，能查找相關資料2.掌握工作所涉及產(chǎn)品的制作工藝以及相關的檢測項目、檢測方法3.按要求撰寫論文。進度安排周次工作內(nèi)容執(zhí)行情況1-4到實習單位報到，參加公司、

2、部門和班組三級培訓；熟悉工作內(nèi)容。完成5-10實習，學習所涉及技術基礎知識和生產(chǎn)流程；記錄頂崗實習日記，并確定論文題目，收集相關資料。完成11-14掌握復相關的工藝知識；撰寫畢業(yè)論文初稿完成15-16撰寫和修改畢業(yè)論文；制作答辯PPT。完成17論文答辯。完成1515指導教師評語:。指導教師簽名：評閱教師評語。評閱教師簽名：畢業(yè)設計（論文）成績：答辯小組組長簽名：年月日1515碳纖維在航空領域的應用摘要:本文介紹了碳纖維的分類和力學性能，并著重介紹了碳纖維復合材料的特性及成型工藝，最后闡述了碳纖維復合材料在國內(nèi)外航空領域應用情況。關鍵詞：碳纖維；碳纖維復合材

3、料；航空領域1515目錄1碳纖維1.1碳纖維的概念11.2組成結構11.3碳纖維的物理性能11.4五種碳纖維的分類方式21.5碳纖維的制備31.6制備技術要點42碳纖維增強復合材料42.1碳纖維增強復合材料種類52.1.1碳纖維增陶瓷基復合材料52.1.2碳/碳復合材料52.1.3碳纖維增強金屬基復合材料52.1.4碳纖維增強樹脂復合材料62.2碳纖維復合材料的特性62.2.1強度62.2.2抗拉強度72.2.3彎曲強度72.2.4抗壓強度72.2.5斷裂韌性72.2.6耐磨性82.2.7靈敏性82.2.8電阻特性82.2.9溫敏性92.2.10界面結合強

4、度92.2.11吸波性102.3碳纖維增強復合材料的成型102.3.1熱縮工藝102.3.2預吸膠工藝112.3.3真空袋壓工藝成型113.碳纖維與碳纖維復合材料在航空航天領域的應用124.結束語145.參考文獻14致謝151515?1.1碳纖維的概念碳纖維（carbonfiber，簡稱CF），是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。[1]碳纖維“外柔內(nèi)剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是

5、重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。1.2組成結構碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的微觀結

6、構類似人造石墨是亂層石墨結構各平行層面間的各個碳原子，排列不如石墨那樣規(guī)整，層與層之間借范德華力連接在一起[1]。其結構如圖(1)所示:1.3碳纖維的物理性能（1）力學性能優(yōu)異：碳纖維拉伸強度約為2到7GPa，拉伸模量約為200到700GPa。密度約為1.5到2.0克1515每立方厘米；這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點[2]。（2）外形有顯著的各向異性柔軟：可加工成各種織物，又由于比重小，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度，碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材

7、料，其比強度、比模量綜合指標，在現(xiàn)有結構材料中是最高的。碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500兆帕以上，是鋼的7到9倍，與傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量（指表征在彈性限度內(nèi)物質材料抗拉或抗壓的物理量）是玻璃纖維的3倍多。（3）碳纖維還具有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長纖維的克數(shù)）拉力高達300kg每微米。（4）耐高溫：在不接觸空氣和氧化劑時，碳纖維能夠耐受3000度以上的高溫，具有突出的耐熱性能，與其他材料相比，碳纖維要溫度高于1500℃時強度才開始下降，而且溫度越高，纖維強度越大。（5）另外碳纖維還具有良好的耐低溫性能，如在液氮溫度下也不脆

8、化。1.4碳纖維的分類碳纖維的五種分類方法[3]如表(1-1)所示