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航空航天领域对碳纤维复合材料的迫切市场需求

发布时间:2020-10-14 浏览:122

目前粘胶基碳纤维、沥青基基碳纤维、聚丙烯腈(PAN)基碳纤维用途单一,产量有限。聚丙烯腈基碳纤维以其生产工艺简单、力学性能和高温性能优异、结构和功能性能好、发展迅速等优点,已成为高性能碳纤维开发和应用中最重要、最占绝对优势的品种。是当前的主流碳纤维,其产量约占90%。碳纤维性能优异,强度是钢材的20倍,拉伸模量是钢材的2至3倍,比重仅为1×4,抗拉强度是钢材的7.9倍;碳纤维的杨氏模量约为传统玻璃纤维的3倍,是凯夫拉纤维(KF-49)的2倍;同时,碳纤维在有机溶剂、酸碱中不溶性和膨胀性,耐腐蚀性突出。

除上述优点外,碳纤维材料还具有优良的承载能力,比钢材高出数倍。这是其他材料无法企及的。而众所周知,飞机起飞时需要较大的初速,才能满足飞机克服重力顺利起飞的需要。只有当初始速度达到一定速度时,飞机才能顺利起飞。在驾驶期间,由于超高速与空气之间的对流,飞机还会承受空气与机身摩擦产生的大量热量,因此飞机外材耐高温的弹性非常高。[n]碳纤维复合材料应用于航空航天领域[n]以高性能碳(石墨)纤维复合材料为代表的先进复合材料被用作结构、功能或结构/功能一体化构件材料。它在导弹、运载火箭和卫星飞机上也发挥着不可替代的作用。它的应用水平和规模关系到武器装备的跨越式发展,关系到型号研制的成败。

顾超英。碳纤维复合材料在航空航天领域的发展与应用

航空航天用碳纤维复合材料

碳纤维复合材料需求

林德春。碳纤维复合材料在航空航天中的应用

碳纤维复合材料主要用于导弹弹头、弹体、发动机壳体的结构件和卫星的主要结构承重件。碳/碳、碳/酚醛是弹头端部、发动机喷管喉衬、耐烧蚀部件等重要的耐热材料,已成熟应用于美国侏儒、民兵、三叉戟等战略导弹。美日法三国固体发动机壳体主要采用碳纤维复合材料,如美国三叉戟-2导弹、战斧巡航导弹、大力神-4火箭、法国阿丽安-2火箭改装、日本M-5火箭等发动机壳体,其中使用最广泛的是美国大力士生产的抗拉强度5.3 GPa的IM-7碳纤维。性能最高的是东丽T-800纤维,抗拉强度5.65 Gpa,杨氏模量300 GPa。

碳纤维是由有机母纤维(粘胶长丝、聚丙烯腈或沥青等)制成的。在1000℃~3000℃的惰性气体中高温分解。它具有高强度、高模量、低密度、低线膨胀系数的特点。它是一种力学性能优异的材料。其主要用途是与树脂、金属、陶瓷、水泥等基材复合而成的结构材料。