碳纖維是高強高模耐高溫的高性能纖維材料,用碳纖維增強的復合材料被稱為先進復合材料,其結構特性可與鋁合金等金屬材料相比擬,并顯示高強輕質耐腐蝕的優越性。碳纖維在航天航空方面有廣泛的用途,還正向其它產業領域拓展。 ! |+ J4 d5 t6 T8 y
1.航天航空 碳纖維增強復合材料在火箭發動機噴管、殼體、彈頭等零部件上得到廣泛應用,同時隨著飛機結構設計的發展和碳纖維復合材料技術的進步,碳纖維復合材料不僅用于空軍高性能戰斗機上,在民用大飛機的機翼、天線罩、整流罩、艙內結構件、方向舵、艙門等部件上得到大量應用、有的用量已經高達40%以上,可節省很多燃油的消耗。在航天飛機、空間站部件方面也必須采用碳/碳復合材料。 # I% Y. f* j, v* M
2.土木建筑 碳纖維強度高、模量高、重量輕、耐腐蝕疲勞強度好,和環氧樹脂復合加工方便,因此在建筑物、橋梁、涵洞等的建造、修補、補強及替代鋼筋方面有特別效果,體現了優質、高效、低成本、高技術優勢,在全世界得到推廣應用,將成為碳纖維復合材料應用的新市場。
! N* W. ^- Z8 u3 I7 e4 y f- z3.汽車及交通車輛 碳纖維復合材料在賽車上應用早就開發了,隨著大型卡車和高速列車的建造,使用碳纖維復合材料做車廂,可減輕車身自重,增加有效載重量。在制造過程中一體化成型法可簡化組裝時間。在車輛的零部件應用方面,如傳動軸、壓縮天然氣燃料容器等正開始實用化階段,隨著碳纖維的發展,期待進一步的增長。
& ~8 G6 @+ J) O( |* N4.電器、電子 碳纖維復合材料可應用于高精度天線,衛星天線等電子裝備上。在微波器件如方圓過渡波導,高精度饋源等,使系統尺寸達到高精度,重量減輕20%~30%。其它在辦公室機器、家用電器等方面,也在逐步應用開發,近年應用于新能源燃料電池、風力發電機葉片材料,作為清潔、可再生能源產業很有發展前景,特別是風力發電機的葉片材料,采用碳纖維復合材料后,可滿足輕量化、高剛性和耐疲勞強度的要求,在樓頂小型風力發電機、旋轉翼風機、大型風機上都能得到應用。
% }7 U, Q( j w, C3 p5.體育器材 最早應用碳纖維的是釣魚桿,用量可達1200t,后來是高爾夫球桿,用量達2000t,網球拍也開始使用碳纖維增強材料。其它在賽艇、自行車、滑雪器材等方面都有應用。 . P, U$ a: N. V/ V6 Y
6.醫療衛生 由于碳纖維的生物相容性好,在人工骨、人造關節、假肢和假手等方面有廣泛的應用,在醫療儀器上利用它的高剛性和X一射線透過性。 * s' m& w7 t( b- S7 g) i
今后,隨著碳纖維的發展,在新的產業領域大量的應用,將引起碳纖維工業的一個拓展和飛躍。 * V6 Q2 C8 C5 V G P1 D& L
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