碳纤维复合材料在各领域的应用表现

  CFRP具有比重小、强度高、耐疲劳.耐腐蚀、抗蠕变、热膨胀系数小等优异特性,并且具有一-材多能、一材多用的特点,已被广泛应用于航空、航天、轮船、汽车、风电叶片、化工、机械、纺织、医疗器材以及文体用品等各个领域。

  1.航空航天领域的应用

  碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻75%而强度却提高4倍,其最早最成熟的应用当属在航空航天领域如军Y飞机无人战斗机及导弹、火箭、人造卫星等。早在1970年代初期美国军YF- 14战斗机就部分采用碳纤维复合材料作为主承力结构。在民用航空领域如波音767和空中客车A310中碳纤维复合材料也占到了结构质量的3%和5%左右。近几年随着碳纤维工业技术和航空航天事业的不断发展,碳纤维在这一领域的应用更加广泛如用于制造人造卫星支架、卫星天线、航天飞机的机翼、火箭的喷焰口、战略导弹的末级助推器、机器人的外壳等。

  2.体育休闲领域的应用

  体育休闲用品是碳纤维复合材料应用的另一个重要领域如高尔夫球杆、滑雪板、滑雪车、网球拍、钓鱼竿等。用碳纤维复合材料制成的球拍与传统的铝合金球拍相比其质量更轻、手感和硬度更好、对震荡和振动的吸收也更好,且使用寿命大大延长。同时由于复合材料本身的可设计性,使得制造商在球拍的硬度、弹性、球感击球性能的设计上有了更大的想象空间。而碳纤维钓鱼竿由于其良好的韧性与耐用性,更是被广泛青睐。近年来碳纤维复合材料在运动及休闲型自行车零组件方面的应用也非常广泛。

  3.交通运输领域

  碳纤维增强复合材料在交通运输方面主要是汽车骨架、螺旋桨芯轴、轮毂、缓冲器、弹簧片、引擎零件、船舶的增强材料等,尤其在汽车方面的应用更是潜力巨大。早在1979年福特汽车公司就在实验车.上作了试验将其车身、框架等160个部件用碳纤维复合材料制造结果整车减重33%汽油的利用率提高44%同时大大降低了振动和噪音。

  4.其他工业领域

  防弹产品方面,包括防弹头盔、防弹服、防弹运钞车和防弹汽车等;电子工业方面包括各种反射面天线、印刷电路板、壳架等生物工程和人体医学方面,包括人造关节、骨骼、CT扫瞄床板等地铁车辆、发热材料和电热用品以及机械制造工业等复合材料产品多种多样层出不穷充分体现了其应用多元化的趋势和特点。

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