碳纤维复合材料在航空制件中的应用

  碳纤维在碳纤维复合材料中起主要承力部分,能够提高碳纤维复合材料的强度和弹性模量,减少收缩变形,提高热变形温度和低温冲击强度。树脂是碳纤维复合材料的基体,起传递应力作用,提高碳纤维复合材料的抗压、弯曲、扭转、剪切强度,另外可以提高碳纤维复合材料的电绝缘性、耐腐蚀性、透电磁波性、耐老化性等。

  碳纤维及其复合材料是伴随着军事工业的发展而成长起来的新型材料,碳纤维复合材料具有轻质、高强、高弹性模量等突出的优异性能,在国外被广泛的应用在“惜重如金”的航天、航空等军事领域。

  1.碳纤维天线构件

  碳纤维复合材料具有极小的热膨胀系数、很高的比强度、比弹性模量及其物理力学性能的可设计性,并且其弹性模量.与比重、热膨胀系数之积的比值,远高于金属材料,完全符合电子设备领域的高精度、轻型化、小型化和结构/功能一体化的要求,被称为理想的天线结构材料。碳纤维复合材料天线反射器以碳纤维复合材料制件为结构件的大型可展开天线、各种口径的毫米波、亚毫米波高精度、高稳定性抛物面天线等。

  2.碳纤维轻质高强结构件

  碳纤维复合材料做成的航天飞机壳体、机架、舱门、机械臂和展开式太阳能电池帆板,以及运载火箭和导弹_上的发动机壳体、仪器舱段等,将大幅度减轻运载火箭和导弹的惰性重量,既减轻发射重量又可节省发射费用或携带更重的弹头或增加有效射程和落点精度等。

  3.碳纤维耐高温组件

  碳纤维多向编织碳化制成的复合材料具有材料热导好、膨胀系数小、比热容大、辐射系数大.有很好的抗热震性能及抗烧蚀能力等特性,广泛应用作导弹弹头及火箭喷管的材料,也是航天飞机鼻锥帽和机翼前缘的材料。

  随着碳纤维及碳纤维复合材料制造技术的进步和聚合物性能的日臻完善,碳纤维及碳纤维复合材料的性价比将很快会被广大业界所接受,一个碳纤维及碳纤维复合材料应用的高潮正在出现,预计人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。