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《碳纖維增強復合材料概述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、word資料下載可編輯碳纖維增強復合材料概述摘要：本文對碳纖維增強復合材料進行了介紹，詳細介紹了其優(yōu)點和應用。并對碳纖維復合材料存在的問題提出建議。關鍵字：碳纖維，復合材料，應用Abstract:Inthispaper,thecarbonfiberreinforcedcompositematerialsareintroduced,itsadvantagesandapplicationwasintroducedindetail.AndputsforwardSuggestionsontheproblemsexistinginthecarbon
2、fibercompositematerials.Keywords:carbonfiber,compositematerials,applications1.碳纖維增強復合材料介紹復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)復合材料和功能復合材料，到目前為止，主要的發(fā)展方向是結(jié)構(gòu)復合材料，但現(xiàn)在也正在發(fā)展集結(jié)構(gòu)和功能一體化的復合材料。通常將組成復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)復合材料
3、而言，組分材料包括基體和增強體，基體是復合材料中的連續(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word資料下載可編
4、輯、瀝青原絲通過專門而又復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合而成的先進樹脂基復合材料是目前用得最多，也是最重要的一種結(jié)構(gòu)復合材料。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合材料也在快速發(fā)展。碳纖維增強復合材料(CFRP)是目前
5、最先進的復合材料之一。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,是其它纖維增強復合材料所無法比擬的。碳纖維復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)動機方面應用較多,如美國的戰(zhàn)略導彈侏儒三級發(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中得
6、到了相當廣泛的應用，除軍用外,開發(fā)纖維復合材料的其它應用也大有作為,如飛機及高速列車剎車系統(tǒng)、民用飛機及汽車復合材料結(jié)構(gòu)件、高性能碳纖維軸承、風力發(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)應用已成為一項涉及多項學科領域的系統(tǒng)工程,而CFRP的發(fā)展狀況則成為一個國家材料科學乃至整個科學技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。2.碳纖維復合材料的優(yōu)
7、點[2]碳纖維復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word資料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)領域特別是在航空航天領域得到廣泛的應用。業(yè)內(nèi)專家指出，飛機自重每減少1kg，相當于五百萬美元的累積經(jīng)濟效益，由此可以看出復合材料在航空航天領域內(nèi)的重要地位。
8、不僅如此，其他如汽車、海運、交通等與運行速度要求有關的部門都會因采用復合材料而大為受益。2）材料性能的可剪裁性（tailorability）大多數(shù)CFRP可通過設計增強纖維的取向及用量來對結(jié)構(gòu)
