碳纤维复合材料在航空航天中的应用优势分析

  碳纤维复合材料具有质量轻,较好的延展性、较高的比强度、导热、耐高低温、抗腐蚀隔热、减振以及独特的透电磁波,吸波隐蔽性和易加工性等特点,在航空航天领域应用较为常见,本文我们来针对碳纤维复合材料在航空航天中的应用优势做个分析。

  1、高比强度和比模量

  在不同飞行器上节省结构质量所具有的价值不尽相同,但是为达到减重的目标,除了优化结构形式外,采用高比强度、高比模量的材料几乎是唯一的途径。江苏博实曾为某客户定制一批碳纤维无人机部件,根据厂商的验收反馈,该款碳纤维无人机部件设计强度满足无人机使用需求,与传统无人机相比,整体重量减轻约40%,大幅度提升无人机的飞行里程和飞行速度,充分验证碳纤维在轻量化方面的优越性。

  2、各向异性和可设计性

  碳纤维复合材料表现出显著的各向异性,即沿纤维轴方向和垂直于纤维轴方向的许多性质,包括光、电、磁、导热、比热、热胀以及力学性能,都有显著的差别。

  材料的各向异性虽给材料性能的计算带来麻烦,但也给设计带来较多的自由度。由于碳纤维复合材料铺层的各向异性特征,铺层取向又可以在很宽的范围进行调整,所以可通过改变铺层的取向与铺叠顺序来改变碳纤维复合材料的弹性和强度特性,以获得满足使用要求。

  3、良好的抗疲劳特性

  疲劳破坏是材料在交变载荷下,由于裂纹的形成和扩展而产生的低应力破坏。在碳纤维纤维复合材料中存在着难以计数的纤维树脂界面,这些界面能阻止裂纹进一步扩展,从而推迟疲劳破坏的发生。碳纤维复合材料的拉/压疲劳极限值达到静载荷的70%~80%,而大多数金属材料的疲劳极限只有其静强度的40%~50%。

  4、易于大面积整体成形

  树脂基复合材料在成形过程中,由于高分子化学反应相当复杂,进行理论分析与机理预测常常会有许多困难。但是对于批量生产而言,当工艺规范确定后,复合材料构件的制作较为简单。

  以上特点让碳纤维复合材料在航空航天领域得到重点应用,相应的,这些特性也帮助大家解决了很多在航空航天领域中的设计难题。如果您有碳纤维技术方面的难题,也可以咨询江苏博实技术,或者有定制需求,也可以给我们提供图纸定做。