碳纤维复合材料
在复(fu)(fu)合(he)材料(liao)(liao)大家族中，纤(xian)维(wei)增强材料(liao)(liao)一直是人们(men)关(guan)注的焦点。自玻璃(li)纤(xian)维(wei)与有机树脂复(fu)(fu)合(he)的玻璃(li)钢问(wen)世以来，碳(tan)纤(xian)维(wei)、陶瓷纤(xian)维(wei)以及硼纤(xian)维(wei)增强的复(fu)(fu)合(he)材料(liao)(liao)相继(ji)研(yan)制成功，性能不断得到改进，使(shi)复(fu)(fu)合(he)材料(liao)(liao)领域呈(cheng)现出一派(pai)勃勃生机。下面让我们(men)来了解(jie)一下别具特(te)色(se)的碳(tan)纤(xian)维(wei)复(fu)(fu)合(he)材料(liao)(liao)。
碳(tan)(tan)纤(xian)(xian)维主要是(shi)由碳(tan)(tan)元素组成(cheng)的一种特(te)(te)种纤(xian)(xian)维，其含碳(tan)(tan)量(liang)随种类(lei)不(bu)同(tong)而异，一般(ban)在90%以上。碳(tan)(tan)纤(xian)(xian)维具有(you)一般(ban)碳(tan)(tan)素材料的特(te)(te)性，如(ru)耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与(yu)一般(ban)碳(tan)(tan)素材料不(bu)同(tong)的是(shi)，其外(wai)形有(you)显著的各向(xiang)异性、柔软(ruan)、可加工成(cheng)各种织物，沿纤(xian)(xian)维轴方向(xiang)表现(xian)出(chu)很高的强度(du)。碳(tan)(tan)纤(xian)(xian)维比(bi)重(zhong)小，因(yin)此(ci)有(you)很高的比(bi)强度(du)。
碳(tan)(tan)纤维(wei)是由含碳(tan)(tan)量较高，在热(re)处(chu)(chu)理(li)过程中不熔融的人造化学纤维(wei)，经热(re)稳(wen)定氧(yang)化处(chu)(chu)理(li)、碳(tan)(tan)化处(chu)(chu)理(li)及石墨化等工(gong)艺(yi)制成(cheng)的。
碳纤(xian)维(wei)的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体(ti)复(fu)合(he)，制成结构材料(liao)(liao)。碳纤(xian)维(wei)增强环氧树脂复(fu)合(he)材料(liao)(liao)，其比(bi)强度、比(bi)模量综合(he)指标(biao)，在(zai)现有结构材料(liao)(liao)中(zhong)是最高(gao)(gao)的。在(zai)密度、刚度、重(zhong)量、疲劳特性等有严格要求的领(ling)域，在(zai)要求高(gao)(gao)温、化学稳(wen)定(ding)性高(gao)(gao)的场合(he)，碳纤(xian)维(wei)复(fu)合(he)材料(liao)(liao)都(dou)颇具优势(shi)。
碳纤(xian)(xian)维(wei)是50年代(dai)初应火箭、宇航(hang)及(ji)(ji)航(hang)空等(deng)尖(jian)端(duan)(duan)科学技术(shu)的需要(yao)而产(chan)生的，现(xian)在还(hai)广泛(fan)应用于体(ti)育器械(xie)(xie)、纺织、化工机械(xie)(xie)及(ji)(ji)医(yi)学领域。随着尖(jian)端(duan)(duan)技术(shu)对(dui)新材(cai)料技术(shu)性(xing)能(neng)的要(yao)求(qiu)日益苛刻，促使(shi)科技工作者不断(duan)努力提(ti)高。80年代(dai)初期，高性(xing)能(neng)及(ji)(ji)超高性(xing)能(neng)的碳纤(xian)(xian)维(wei)相继出现(xian)，这在技术(shu)上(shang)是又一次飞跃，同时也标志着碳纤(xian)(xian)维(wei)的研究和生产(chan)已进入(ru)一个高级(ji)阶段。
由碳纤维(wei)(wei)和环氧树脂结(jie)合(he)(he)而(er)(er)成的(de)(de)复(fu)合(he)(he)材(cai)料，由于(yu)其(qi)比重小、刚性好(hao)和强(qiang)度(du)高而(er)(er)成为一(yi)种(zhong)先进(jin)的(de)(de)航(hang)空(kong)航(hang)天材(cai)料。因为航(hang)天飞行(xing)器(qi)的(de)(de)重量(liang)每减少1公(gong)(gong)斤，就可使(shi)运载火(huo)箭减轻500公(gong)(gong)斤。所以，在(zai)航(hang)空(kong)航(hang)天工业(ye)中争相采(cai)用(yong)(yong)先进(jin)复(fu)合(he)(he)材(cai)料。有(you)一(yi)种(zhong)垂直起(qi)落战(zhan)斗机(ji)(ji)，它所用(yong)(yong)的(de)(de)碳纤维(wei)(wei)复(fu)合(he)(he)材(cai)料已占(zhan)全机(ji)(ji)重量(liang)的(de)(de)1/4，占(zhan)机(ji)(ji)翼重量(liang)的(de)(de)1/3。据报道，美国航(hang)天飞机(ji)(ji)上3只火(huo)箭推(tui)进(jin)器(qi)的(de)(de)关(guan)键部件以及先进(jin)的(de)(de)MX导弹发(fa)射管等，都(dou)是用(yong)(yong)先进(jin)的(de)(de)碳纤维(wei)(wei)复(fu)合(he)(he)材(cai)料制(zhi)成的(de)(de)。
