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复合材料所无法比拟的。碳纤维复合材料因其较高的比强度、比模量在国外先进战略、战术固体火箭发动机方面应用较多如美国的战略导弹侏儒三级发动机壳体三叉戟一、二、三级发动机壳体的复合材料裙民兵系列发动机的喷管扩张段部分固体发动机及高速战术导弹美国的THAAD、ERINT等。目前CFRC在人造卫星及高性能飞机等航空航天材料中得到了相当广泛的应用,除军用外开发纤维复合材料的其它应用也大有作为如飞机及高速列车刹车系统、民用飞机及汽车复合材料结构件、高性能碳纤维轴承、风力发电机大型叶片、体育运动器材如滑雪板、球拍、渔杆等。随着碳纤维生产规模的扩大和生产成本的逐步下降在增强混凝土、新型取暖装置、新型电极材料乃至日常生活用品中的应用也必将迅速扩大。我国为配合北京奥运会拟大力开发新型CFRP建材及CFRP的研究和开发应用已成为一项涉及多项学科领域的系统工程而CFRP的发展状况则成为一个国家材料科学乃至整个科学技术发展水平的重要标志之一。
2碳纤维复合材料的优点2
碳纤维复合材料与金属材料或其他工程材料相比,具有以下许多优良的性能:1)比强度和比模量高
高强度碳纤维环氧基复合材料(单向)的比强度是钢SAE1010(冷轧)的
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f近20倍,是铝6061T6的近10倍;其比模量则超过这些钢和铝材的3倍。这些特性使CFRP材料的利用效率大为提高,实际证明用CFRP代替钢或铝可减轻重量达20~40,因而在许多工业领域特别是在航空航天领域得到广泛的应用。业内专家指出,飞机自重每减少1kg,相当于五百万美元的累积经济效益,由此可以看出复合材料在航空航天领域内的重要地位。不仅如此,其他如汽车、海运、交通等与运行速度要求有关的部门都会因采用复合材料而大为受益。2)材料性能的可剪裁性(tailorability)
大多数CFRP可通过设计增强纤维的取向及用量来对结构材料的性能实行剪裁,达到性能最佳化。例如,可把复合材料设计成在主受力方向上有足够的纤维取向来承受载荷,其他方向有适当的纤维来承受剪切载荷或其他载荷,而这种多纤维取向结构的成型又可通过不同的成型技术来完成。复合材料的这种性能可剪裁性,不仅可提高材料的使用效率,而且有助于从材料到结构的设计和制造实行一体化,既简化了制造程序,又降低了制造成本。3)成型工艺的多选择性
复合材料技术经过几十年的发展,到现在有数十种不同的成型工艺可供选择,如热压罐、模压、纤维缠绕、树脂传递模塑(RTM)、拉挤、注射、喷塑、r
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