碳纤维复合材料在航空应用的特性与优越性

  经过长期的实验不能发现碳纤维复合材料具有多种性能都优于普通的铝金属材料与钢金属材料,应用到航空航天领域中,不仅可以赋予航空航天防热、吸波等设备特殊的性能,而且还可以有效地减轻航空航天设备本身的重量。

  1.经济效益最大化与多功能性

  在航空航天领域应用碳纤维复合材料,可以最大可能的减少产品的部件数量。由于使用碳纤维复合材料的复杂部件进行连接时,根本不需要进行相关的焊接与铆接操作,所以大大降低了其连接部件的需求量,进一步降低了成本,减少了装配材料连接时间、装配时间。经过了多年的发展,碳纤维复合材料结合了众多优异的化学性能、生物性能、力学性能以及物理性能,具有超导性能、半导性能、吸波性能、阻燃性能等特性;并且每一种功能性之间还存在着一定的差别,不同的碳纤维复合材料组成不同,现阶段多功能性、综合性的碳纤维复合材料是一种必然趋势。

  2.复合效应与材料结构一体化

  碳纤维复合材料并不仅仅是将几种材料进行简单地混合与加工,其不仅要分析一些相关材料的具体性能,而且还要对其预期的性能进行相关的分析;进而将具有某些性能的材料进行加工,只有这样通过复合效应而加工出来的碳纤维复合材料,才可以更好的为我国航空航天领域服务。之前我国在进行复合材料构件铸造时,都是先将碳纤维复合材料进行加工,然后再对加工完成后的材料进行复合材料构件的制造。而现在自从有了碳纤维复合材料,凭借我国现有的技术就不再需要如此多的步骤与麻烦,由于两者可以同时进行,不仅大大缩矩了制作的周期,而且得到的产品是一个整体,功能性能更加的稳定。

  3.各向异性与可设计性

  通常情况下,不同的条件与环境,对于其所使用的材料要求也是不尽相同的,所以说,要根据其具体情况与具体需求去选择相关的材料。若一开始想要选用普通材料达到同样的效果,难度是十分巨大的;但是若要是采用碳纤维复合材料,则可以较为容易的做到。一般情况下,绝大多数的企业都是采用按照其需求去选择具有对应特点的普通材料,然后再将这些普通材料进行进一步的加工、复合,促使其可以达到相关企业所需要的性能。通常情况下,复合材料具有一定的各向异性,所以说,在某种程度上,可以通过其这一功能,去节省材料是其利用率达到最大。

  现阶段通过选择合适的材料、技术条件以及铺层程序,可以加工出膨胀系数为零的复合材料;有许多采用纤维、树脂等复合结构方式可以得到不同性能、不同形状的复合材料,并且碳纤维复合材料的尺寸要比传统的金属材料稳定的多。