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碳纤维复合材料航空航天应用(飞机)
碳纤维复合材料是生产武器装备的重要材料,起减重,提高抗疲劳、耐腐蚀等性能。用于飞行器上各个部件,包括:机身蒙皮、机翼、整流罩、减速板、油箱壳体、方向舵等。采用碳纤维复合材料结构的机身,比金属减轻质量31.5%,减少零件61.5%,减少紧固件61.3%。有效降低结构重量系数第四代战机的结构重量系数已达到27~28%。碳纤维复合材料作为主体材料在F-22用量比例为35%左右。 A380飞机25%部件由复合材料制造,其中22%为碳纤维复合材料(CFRP)。燃油的经济性要低13%左右,使每位乘客每百公里耗油少于三升。目前应用较多的小丝束碳纤维强度达:5.5GPa 多为:T300、T700、T800H高强度碳纤维。
碳纤维材料在工业中的使用
如今在工业中使用的较多的纤维材料有碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维等,碳纤维是将聚丙烯腈纤维、沥青纤维在上千摄氏度的温度下预氧化、碳化、石墨化而成;玻璃纤维是以玻璃为原料,熔化、拉丝而成;凯夫拉则是一种合成纤维。
碳纤维板的优点众多,包括耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、强度高、重量轻、弹性模量大等。它还有其它材料所没有的特殊性能,例如X射线透过能力,用于医疗板更有利于医生检查;电磁屏蔽效果非常好,是制造军事用隐形战斗机的理想材料。
碳纤维可单独使用,也可制成复合材料使用。单独使用的话主要用于保温、吸附;复合使用,可制成汽车零件、飞机部件、机械产品、体育用品、医疗板等,涉及到的领域还在进一步扩大中,相信以后会全面普及开来。
碳纤维介绍
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的强度。碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。
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