碳纤维复合材料的应用分析

  江苏博实科技:碳纤维是一种力学性能优异的新材料,比重不到钢材的1/4,碳纤维树脂复合材料的抗拉强度一般在3500Mpa以上,高出钢材的7-9倍,抗拉弹性模量为23000-43000Mpa,也是高于钢数倍。碳纤维复合材料还具有良好的耐酸碱盐腐蚀性能,这个性能使其在某些领域有着无可比拟的竞争力,尤其是在电动汽车、无人机、机器人领域。

 

  碳纤维复合材料的应用首先兴起是在航空航天领域,例如航天飞机机头、机翼、舱门等部件;卫星的构架、天纤维、太阳能翼片底板、太阳能电池板,包括太空站和天地往返运输系统上一些比较关键的零部件也采用的是碳纤维复合材料。碳纤维还具有低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电导热性、电磁屏蔽性、易加工性等优良性能。因此,碳纤维被广泛的应用于军事及民用工业的各个领域。

(碳纤维管)

  在土木建材领域,水泥的应用量是十分巨大,但水泥存在着脆性大、抗拉强度低等缺点。如果将碳纤维复合材料加入混凝土或者水泥中,可以克服水泥强度低、易开裂、易侵蚀等缺点,尤其是在北方寒冷地区有着巨大的应用空间。在大型建筑中,如果采用轻量化的碳纤维复合材料可以大大降低建筑结构的重量,方便施工,减少施工时间,缩短施工周期。碳纤维复合材料模量高、拉伸强度大、可用于建筑物加固和受损部位修补,大大增加建筑物的耐冲击性能。

 

  碳纤维复合材料因其具有高强度、低密度、高X射线透过率、低X射线吸收率等,在医疗放射领域经常被用来制作医疗床板。利用碳纤维复合材料作为蒙板,中间采用泡沫夹芯制成的三明治结构的床板,各项性能明显优于传统的酚醛树脂板、木板、聚碳酸酯板等床板,对于提高医疗设备整体性能起到重要作用。博实产的一款1mm的碳纤维医疗床板,它的X光透过率是98%,散射和吸收消耗为2%,总损耗也不足传统材料CT床板的1/5。由此可见,碳纤维材质的CT床板对医疗诊断的精确度帮助是非常大的。(碳纤维医疗床板(图)

(碳纤维板)

  碳纤维复合材料在体育运动器材上的应用量也特别大,约占总量的50%左右。像高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、帆船桅杆、航海船体等都可以采用碳纤维复合材料制造。全世界有40%的球棒是碳纤维复合材料制成,在日本,钓鱼竿基本上都是采用碳纤维复合材料制成。除此之外,碳纤维还应用在船桨、赛艇等海洋运动中,在日常生活中,碳纤维复合材料还被应用在音箱、浴霸、取暖器、行李箱上,包括一些电子产品,如笔记本电脑、电脑机箱、手机等。

 

  我国碳纤维复合材料发展迅速,在飞机、高铁上有着巨大需求,包括一些下游产业,需求也是十分巨大。但是我国碳纤维复合材料的生产技术与发达国家相比还存在着不小的差距,目前我国碳纤维原料多依靠进口,降低碳纤维的价格、提高碳纤维的生产总量还是一个比较漫长的过程。

 

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