碳纖維復(fù)合材料發(fā)揮出了突出的優(yōu)勢(shì),碳纖維是由化纖和石油經(jīng)特殊工藝制成的纖維,除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性外,它強(qiáng)度更高,質(zhì)量輕,更耐腐蝕。它的密度不到鋼的1/4,但抗拉強(qiáng)度卻是鋼的7~9 倍,抗拉彈性也高于鋼,在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中,是強(qiáng)度不下降的物質(zhì)。在、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。而且它外形柔軟,可加工成各種織物。從使用的角度看,碳纖維不存在腐蝕生銹的問題,比普通金屬耐用。在氣候條件下,碳 纖維的性質(zhì)幾乎不發(fā)生變化。應(yīng)用在機(jī)身中可以提高整體性能,同時(shí),采用整體化制造技術(shù)可以生產(chǎn)配件,減少結(jié)構(gòu)重量,降低生產(chǎn)成本。
復(fù)合材料化已是目前和今后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),陽西碳纖異形件,國外在機(jī)體結(jié)構(gòu)上大量采用低成本、輕質(zhì)高強(qiáng)度復(fù)合材料,并在材料、機(jī)體結(jié)構(gòu)整體化設(shè)計(jì)、分析和制造技術(shù)等方面取得了快速發(fā)展與提高,使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已發(fā)生了深刻的變革,這種的整體結(jié)構(gòu)與常規(guī)鉚接結(jié)構(gòu)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。
1、氣動(dòng)性能:表面光滑、外形準(zhǔn)確、對(duì)稱性好;
2、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:總體和局部的剛性好、強(qiáng)度高,耐疲勞、耐久性、損傷性及機(jī)體可靠性高;
3、重量:減輕機(jī)體結(jié)構(gòu)重量約15%~20%,增加有效載重;
4、工藝和經(jīng)濟(jì):簡化工藝裝備,減少裝配工作量,縮短制造周期,降低整機(jī)全壽命期成本。
綜上所述,碳纖維復(fù)合材料用于制造已是大勢(shì)所趨,但我國在運(yùn)用復(fù)合材料技術(shù)尚處于起步階段,相關(guān)技術(shù)手段有待于提高,想要我國在復(fù)合材料未來的領(lǐng)域中獨(dú)樹旗幟,這就需要我們加大對(duì)其科研的投入和支持;同時(shí)要加強(qiáng)與國際間的交流與合作,相信不久的將來,相信在不久的將來,碳纖異形件生產(chǎn)廠家,碳纖維復(fù)合材料將會(huì)成為的主流制造材料。
新材料碳纖維是人們賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。也是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展,對(duì)材料的要求不斷提高,促使了新興材料的發(fā)展。玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維及其復(fù)合材料都是在這種情況下發(fā)展起來的。碳纖維的含碳高達(dá)92% ,既有碳材料堅(jiān)固的特性又有纖維柔韌的加工性,是21世紀(jì)炙手可熱的新材料。
目前,我國碳纖維研發(fā)和生產(chǎn)都處于歷史好時(shí)期,碳纖異形件來樣定制,碳纖維在各方面都有廣泛的應(yīng)用,包括航天航空和領(lǐng)域、工業(yè)制造以及民用領(lǐng)域。不管是科技含星高的飛機(jī)、火箭,還是生活中常見的眼鏡框架、筆筒、釣魚竿都可以用碳纖維來制造。我國碳纖維發(fā)展的時(shí)間比起日本等發(fā)達(dá)國家有些晚,所以技術(shù)上面低于世界水平,不過產(chǎn)品質(zhì)量正在不斷提升中,再過幾年,有望使拉伸強(qiáng)度達(dá)到10GPa ,斷裂伸長率達(dá)到5% ,脆性得到改善、韌性得到增加,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。
先來看看鋼、鋁和鈦合金這三種材料。相同體積下鋁的重量輕,密度只有2.8g/cm3 ,但它的強(qiáng)度也是三者中的,耐高溫能力也不太好。
鋼材的強(qiáng)度很高,韌性也很好,那些對(duì)尺寸要求嚴(yán)格的部件都可以用鋼材來制作,不過它的重量很大,密度是7.8g/cm3 ,在力求減負(fù)減重飛機(jī)中不能使用過多。鈦合金的重比鋁重、比鋼輕,強(qiáng)度、耐熱性能等都不錯(cuò),但價(jià)格太高。
再來看看碳纖維,碳纖維的種類很多,用在飛機(jī)上的都是T300、T800等材料。 碳纖維的密度為1.5g/cm3 ,只有鋁重量的一半。飛機(jī)克服自身的重動(dòng)才能飛起,自然是重量越輕越好,輕重量還能省去不少油耗。它的拉伸強(qiáng)度在1.5GMPa以上,比鋁合部件高出幾倍不止,和高強(qiáng)度的合金鋼差不多,能承受強(qiáng)烈的外力摩擦和沖擊。
舉個(gè)例子,拿波音797 飛機(jī)來說吧,- -架 飛機(jī)使用23噸碳纖維代替其它材料,在整架飛機(jī)結(jié)構(gòu)中占50%的話,重量足足能減輕15噸,可見碳纖維材料的優(yōu)勢(shì)。隨著科技的發(fā)展,相信碳纖維材料的使用會(huì)越來越多,我們的生活也因它變的更美好。
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