关于碳纤维复合材料的应用阐述

  碳纤维复合材料是有机纤维经过一系列热处理与树脂、陶瓷、金属等复合加工而成的新型复合材料,含碳量在90%以上,是一种力学、电学性能都非常优异的无机高性能纤维材料,既具有碳材料的固有性质,又兼有纺织纤维柔软、易于加工的特性。作为性能优异的新一代增强纤维,在航空航天、机械化工、生物医学以及体育器材等领域都应用十分广泛。

  1.建筑行业

  碳纤维复合材料是一种性能非常优异的增强型结构材料,在建筑行业的应用较为普遍。碳纤维增强复合建筑材料是以混凝土或者水泥为基体的新型建筑材料,可以替代脆性较大而存在抗拉强度缺陷的传统水泥材料,具有不易开裂、强度高、抗氯盐。硫酸盐等物质侵蚀的优点,尤其适用于我国北方寒冷天气施工的需求。基体为树脂的碳纤维复合材料具有高模量和良好的拉伸强度性能,经常被用作钢筋混凝土结构物的加固材料,也可以被用来加固受损的石油钻井平台。碳纤维复合材料的抗拉强度是钢材的7-9倍,而比重还不及钢材的1/4,用作主体建筑的结构材料不仅可以大幅减轻主体构造的重量,而且易于安装,省工省时,能够缩短工期,有效降低施工成本。

  2.航空航天领域

  众所周知,航空航天材料需要密度小、重量轻而具有优异力学、电学以及热学等方面性能的物质材料。因而,碳纤维复合材料所具备的良好的物理和化学性能完全可以满足航空航天对材料的诸多需要。例如,我国航天飞机的机头以及舱门都是由碳纤维复合材料制成的:著名的哈勃太空望远镜用的也是碳纤维复合材料制成的测量构架。随着航空航天事业的发展,碳纤维复合材料在这一领域的应用前景非常广阔。

  3.新能源领域

  随着世界经济的发展,能源变得越来越紧张,石油、天然气等稀缺资源的开发和利用成为各国争夺的焦点。然而,这些稀缺能源是不可再生能源,不具备很高的可持续发展的特性。风能.潮汐能等新能源的开发成为人们越来越关注的问题。碳纤维复合材料具有质量轻、强度高的特性,适用于风力和潮汐发电中风机叶片的制造。

  4.民用休闲领域

  随着人们生活质量的提高,人们越来越重视养生和体有休闲活动。人们要求体育休闲用品要有较好的强度。较高的韧性和较轻的质量。因此,各种球杆,球拍、滑雪器材甚至是自行车和航海运动的船体等都成为了碳纤维复合材料的应用服务对象。笔记本电脑、手机等常用的电子产品以及音响、浴霸等家用电器也有很多部件是由碳纤维复合材料制成的。同时,在机器部件、家用电器、电脑、半导体等各个环保领域,碳纤维材料也大展拳脚。随着环保要求的提商其高强度、电磁波防护性能、防辐射性能,越来越受到人们的重视。

  随着科技的发展,碳纤维复合材料的应用领域越来越宽广,碳纤维的需求量也日益增大。世界各国对碳纤维复合材料的研究和创新从未停止,碳纤维复合材料的性能不断提高,产品种类也日益增多。但是日前碳.纤维复合材料的技术还处于垄断状态,也存在碳纤维材料价格昂贵,耗能较高的问题,需要各国不断改革创新,尽快取得研究领城的新进展。

  我国的碳纤维复合材料的研究起步较晚,很多高科技领域内碳纤维复合材料的应用还需要进口。希望我国科研部门加快研究的步伐,尽快改变这种不利的局面。