研究碳纤(xian)维复合材料元素
80年代中期(qi)以(yi)来(lai)，碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)开(kai)发(fa)(fa)迅猛发(fa)(fa)展,性能(neng)水(shui)平大幅度(du)提(ti)高,抗拉(la)强(qiang)度(du)由初(chu)期(qi)的(de)(de)2.5GPa提(ti)高到(dao)目前的(de)(de)7.0GPa,并且(qie)有(you)了优良的(de)(de)表(biao)面处(chu)理(li)剂(ji)和树脂(zhi)基体的(de)(de)配合，强(qiang)度(du)转化(hua)率提(ti)高到(dao)85～95,碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)的(de)(de)应用(yong)使壳体强(qiang)度(du)和刚度(du)大为改观,而大规模生产又使碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)价格有(you)了较大幅度(du)的(de)(de)下(xia)降，因(yin)此(ci)(ci)当前先进(jin)固体发(fa)(fa)动机均优先选用(yong)碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)复合材料(liao)壳体。固体发(fa)(fa)动机壳体使用(yong)的(de)(de)大都是(shi)高强(qiang)中模碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)。根据键能(neng)和键密(mi)度(du)计算得出的(de)(de)单(dan)晶石墨理(li)论强(qiang)度(du)高达15OGPa,因(yin)此(ci)(ci)碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)进(jin)一步开(kai)发(fa)(fa)的(de)(de)潜力是(shi)巨大的(de)(de),它将是(shi)下(xia)世纪初(chu)固体发(fa)(fa)动机壳体的(de)(de)主(zhu)要材料(liao)。
碳(tan)(tan)(tan)纤维(wei)主要是(shi)(shi)由碳(tan)(tan)(tan)元素组成(cheng)的(de)(de)一(yi)种(zhong)(zhong)特种(zhong)(zhong)纤维(wei)，其(qi)含碳(tan)(tan)(tan)量随种(zhong)(zhong)类不同(tong)(tong)而异，一(yi)般在(zai)90％以上。碳(tan)(tan)(tan)纤维(wei)具有(you)一(yi)般碳(tan)(tan)(tan)素材料的(de)(de)特性，如(ru)耐(nai)高(gao)(gao)温(wen)、耐(nai)磨擦、导电、导热及耐(nai)腐(fu)蚀等(deng)，但(dan)与(yu)一(yi)般碳(tan)(tan)(tan)素材料不同(tong)(tong)的(de)(de)是(shi)(shi)，其(qi)外形有(you)显著的(de)(de)各向(xiang)异性、柔(rou)软、可(ke)加工成(cheng)各种(zhong)(zhong)织(zhi)物，沿(yan)纤维(wei)轴方(fang)向(xiang)表(biao)现出很高(gao)(gao)的(de)(de)强(qiang)度(du)。碳(tan)(tan)(tan)纤维(wei)比(bi)重小，因此有(you)很高(gao)(gao)的(de)(de)比(bi)强(qiang)度(du)。
碳纤(xian)维是由含(han)碳量较高(gao)，在热处(chu)理(li)过程中(zhong)不熔融(rong)的人(ren)造化(hua)学纤(xian)维，经(jing)热稳定氧化(hua)处(chu)理(li)、碳化(hua)处(chu)理(li)及石墨化(hua)等工艺制成的。
碳纤(xian)维(wei)(wei)的(de)主要(yao)用(yong)途是与(yu)树脂、金属、陶(tao)瓷等基体复(fu)合，做成(cheng)结构(gou)(gou)材料。碳纤(xian)维(wei)(wei)增强环氧(yang)树脂复(fu)合材料，其比强度、比模(mo)量综(zong)合指标，在现(xian)有(you)结构(gou)(gou)材料中是最高(gao)(gao)的(de)（见图6?/FONT>1）。在强度、刚度、重量、疲(pi)劳特性等有(you)严格要(yao)求的(de)领(ling)域，在要(yao)求高(gao)(gao)温、化学稳定性高(gao)(gao)的(de)场合，碳纤(xian)维(wei)(wei)复(fu)合材料都颇具优(you)势。
