碳纖維復(fù)合材料
在復(fù)合材料大家族中,，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來(lái)，碳纖維,、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功,，性能不斷得到改進(jìn)，使復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī),。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料,。
碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異,，一般在90%以上,。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫,、耐磨擦,、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,，但與一般碳素材料不同的是,，其外形有顯著的各向異性、柔軟,、可加工成各種織物,，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,，因此有很高的比強(qiáng)度,。
碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過(guò)程中不熔融的人造化學(xué)纖維,，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理,、碳化處理及石墨化等工藝制成的。
碳纖維的主要用途是與樹脂,、金屬,、陶瓷等基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料,。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo),，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的,。在密度、剛度,、重量,、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫,、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合,，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì),。
碳纖維是50年代初應(yīng)火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)技術(shù)的需要而產(chǎn)生的,，現(xiàn)在還廣泛應(yīng)用于體育器械,、紡織、化工機(jī)械及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,。隨著尖端技術(shù)對(duì)新材料技術(shù)性能的要求日益苛刻,，促使科技工作者不斷努力提高。80年代初期,，高性能及超高性能的碳纖維相繼出現(xiàn),，這在技術(shù)上是又一次飛躍，同時(shí)也標(biāo)志著碳纖維的研究和生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)高級(jí)階段,。
由碳纖維和環(huán)氧樹脂結(jié)合而成的復(fù)合材料,，由于其比重小、剛性好和強(qiáng)度高而成為一種先進(jìn)的航空航天材料,。因?yàn)楹教祜w行器的重量每減少1公斤,，就可使運(yùn)載火箭減輕500公斤。所以,，在航空航天工業(yè)中爭(zhēng)相采用先進(jìn)復(fù)合材料。有一種垂直起落戰(zhàn)斗機(jī),，它所用的碳纖維復(fù)合材料已占全機(jī)重量的1/4,，占機(jī)翼重量的1/3。據(jù)報(bào)道,，美國(guó)航天飛機(jī)上3只火箭推進(jìn)器的關(guān)鍵部件以及先進(jìn)的MX導(dǎo)彈發(fā)射管等,，都是用先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料制成的。
