炭炭復合材料的應用
① 碳纖維在復合材料中應用很廣泛,具體都在哪些方面有應用
復合材料的用量已成為衡量軍用裝備先進性的重要標志。
復合材料的興起豐富了現代材料家族。尤其是具備高強度、高模量、低比重碳纖維增強復合材料的出現,使其成為各類軍民裝備重要的候選材料之一。
美國國防部在2025年國防材料發展預測中提到,只有復合材料能夠將強度、模量和耐高溫的指標在現有基礎上同時提高25%以上。
正是如此,復合材料正成為航空以及國防裝備的關鍵材料。
一、航空航天領域
纖維增強復合材料在飛機上的應用最早可以追溯到30年前,美國海軍F-14和空軍F-15戰斗機尾翼部分採用硼纖維環氧樹脂材料。在這之後,人們發現了碳纖維復合材料的優異性能,開始逐漸應用在軍隊及運輸機上。
碳纖維復合材料首次被應用在飛機上,主要是一些二級結構,包括整流罩、控制儀表盤和小的機艙門。但隨著工藝技術的進步,碳纖維復合材料也逐漸被用於機翼、機身等其它部分。
航天工業之所以選擇使用碳纖維復合材料,不僅是因為這種材料能夠減輕機身重量,同時其具備耐腐蝕、抗疲勞等優良特性。但是與傳統金屬材料相比,碳纖維復合材料由於成本過高仍然未被廣泛應用。
二、汽車工業
碳纖維復合材料的材料性能及發展趨勢順應了汽車工業輕量化的發展需求,特別是隨著新能源汽車的發展,碳纖維復合材料在汽車上將得到越來越廣泛的應用。
鑒於碳纖維復合材料具備的優異性能,目前已經逐漸開始被應用到國外汽車內外飾、底盤以及電器元件當中。
未來,碳纖維復合材料以及熱塑性復合材料等在汽車工業上的應用將替代傳統的金屬零部件。
三、海洋船舶
上世紀40年代,美國海軍首次將碳纖維復合材料用於船舶建造。得益於它在海水環境中表現出的優異性能,在海洋船舶中的應用非常廣泛。
復合材料優異舒適性的設計理念和無縫船體的優勢進一步推動了各種復合材料船舶的開發。
近年來,碳纖維復合材料在船隻上的使用不斷增加,主要包括船殼、地板、甲板、艙壁,以及管道系統、油箱等上層建築。
碳纖維復合材料的應用不僅降低了製造和維修成本,改善外觀,還可以減輕噸位,提高安全性。
四、風力發電
在風力發電領域,復合材料是製造風力發電葉片及其它重要結構部件的主要材料,葉片90%以上重量由復合材料組成,能夠滿足開發大型化、輕量化、高性能、低成本的發電葉片的要求。
隨著大絲束碳纖維的廣泛應用,碳纖維價格的不斷降低,碳纖維在大型葉片中的應用已成為一種趨勢。
未來風力發電葉片製造中,碳纖維代替部分玻璃纖維應用於葉片、且用量逐步增加是高性能碳纖維復合材料發展的必然結果。
體育用品
目前,碳纖維增強復合材料在體育器材領域已形成了較大的市場。
隨著體育運動對運動器材越來越苛刻的要求,將碳纖維增強復合材料運用到體育用品中來是21世紀體育器材的一大趨勢。
② 碳-碳復合材料的特性
盡管碳/碳復合材料有諸多優良的高溫性能, 但它在溫度高於400℃的有氧環版境中發生氧化反應,導致權材料的性能急劇下降。因此,碳/碳復合材料在高溫有氧環境下的應用必須有氧化防護措施。碳/碳復合材料的氧化防護主要通過以下兩種途徑,即在較低的溫度下可以採取基體改性和表面活性點的鈍化對碳/碳復合材料進行保護;隨著溫度的升高,則必須採用塗層的方法來隔絕碳/碳復合材料與氧的直接接觸,以達到氧化防護的目的。目前使用最多的是塗層的方法,隨著技術的不斷進步,對碳/碳復合材料超高溫性能的依賴越來越多,而在超高溫條件下唯一可行的氧化防護方案只能是塗層防護。
③ 碳纖維復合材料有哪些重點應用領域
復合材料的用量已成為衡量軍用裝備先進性的重要標志。
復合材料的興起豐富了現代材料家族。尤其是具備高強度、高模量、低比重碳纖維增強復合材料的出現,使其成為各類軍民裝備重要的候選材料之一。
美國國防部在2025年國防材料發展預測中提到,只有復合材料能夠將強度、模量和耐高溫的指標在現有基礎上同時提高25%以上。
正是如此,復合材料正成為航空以及國防裝備的關鍵材料。
一、航空航天領域
滑雪板
用碳纖維增強復合材料製造的滑雪板,其特點是剛性大,耐摩擦,在轉彎、斜坡和越野賽中腳底用力較小。用CFRF製造的滑雪杖在運動界也享有盛名。其特點是剛性大、重量輕,一般在150克左右。
④ 炭/碳材料在國防軍事中的應用
請參考http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hbgcjsgdzkxxxb200803005.aspx
http://www.chemdrug.com/databases/7_16_iacakquaymvjtrwt.html
http://blog.163.com/louismsc@126/
找了一大堆這3個算是勉強對口。
⑤ 碳-碳復合材料的應用
碳/碳復合材料由於其獨特的性能,已廣泛應用於航空航天、汽車工業、醫學等領域,如火箭發動機噴管及其喉襯、太空梭的端頭帽和機翼前緣的熱防護系統、飛機剎車盤等。
⑥ 碳纖維材料在實際生活中有哪些應用
碳纖維用途
比鋁還要輕,比鋼還要硬,比重是鐵的1/4,強度是鐵的10倍,這就是世界范圍內炙手可熱高科技材料碳纖維。隨著其用途日益多樣化、核心化,全球航天航空、體育休閑和工業應用中碳纖維替代鋼鐵廣泛採用。
由於碳纖維復合材料密度低、剛性好合強度高,成為一種先進的航天材料。我國對碳/碳燒蝕材料相關的科技問題進行了深入地研究,其研究成果已在導彈發射管、固體火箭發動機殼體、衛星和飛船上等得到應用。
飛機和汽車製造
碳纖維作為汽車材料,最大的優點是質量輕、強度大,重量僅相當於鋼材的20%~30%,硬度卻是鋼材的10倍以上。美國波音公司推出新一代高速寬體客機—「音速巡洋艦」,約60 %的結構部件都將採用強化碳纖維塑料復合材料製成。
我國自行研製的碳纖維復合材料剎車預製件,其性能已全面達到國外水平。採用這一預製件技術所制備的的國產碳/碳剎車盤已批量裝備於國防重點型號的軍用飛機,並在B757-200型民航飛機上使用,在其它機型上的使用也在實驗考核中,並將向坦克、高速列車、高級轎車、賽車等推廣使用。
體育休閑用品
體育應用中的三項重要應用為高爾夫球棒、釣魚桿和網球拍框架。目前,據估計每年的高爾夫球棒的產量為3400萬副。全世界碳纖維釣魚桿的產量約為每年2000萬副。網球拍框架的市場容量約為每年600萬副,其它的體育項目應用還包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行車,同時,碳纖維還應用在劃船、賽艇、沖浪和其它的海洋運動項目中。
風力發電機葉片
如今,世界上風力發電機組的發電機額定功率越來越大,與其相適應的風機葉片尺寸也越來越大。為了減少葉片的變形,在主乘力件如軸承和葉片的某些部位採用碳纖維來補充其剛度。
碳纖維加固建築結構
我國從1997年開始從國外引進碳纖維復合材料加固混凝土結構技術,並開始進行相關研究。由於其巨大的技術優勢,近幾年,上海悍馬建築科技有限公司聯合清華、同濟、復旦等國內高校相關學者、教授開展了此項研究工作,並取得了一批接近國際先進水平的研究成果。由於我國具有世界上最為巨大的土木建築市場,碳纖維加固材料基本都使用上海悍馬的。如:東方明珠、蘋果(上海)研發中心、上海環球國際中心、白雲機場、上海世博園等。
其他應用
在鐵路建築中,大型的頂部系統和隔音牆在未來會有很好的應用,這些也將是碳纖維很有前景的應用方面。壓力容器主要用在汽車的壓縮天然氣(CNG)罐上,而且還用在救火隊員的固定式呼吸器(SCBA)上。
碳纖維的其它應用包括機器部件、家用電器、微機及與半導體相關的設備的復合材料的生產,可以用來起到加強、防靜電和電磁波防護的作用。另外,在X射線儀器市場上,碳纖維的應用可以減少人體在X 射線下的暴露。
⑦ 碳碳復合材料的應用及價格介紹
碳碳復合材料,是一種經過加工處理和碳化處理而製成的全碳質復合材料,它由樹脂碳、碳纖維、熱解碳構成,幾乎全是碳元素。那麼,碳碳復合材料常常應用在哪裡呢?其價格貴不貴?在本文中,小編將為大家簡要介紹碳碳復合材料的相關知識,幫助大家了解這復合材料。
碳碳復合材料的應用
碳碳復合材料能夠應用在1650℃的情況下,其最高理論溫度甚至高達2600℃,是高溫材料的一種。它常常應用在航空航天、醫學、體育休閑、半導體、光伏行業、汽車工業、紡織工業、電子工業、機械製造等等行業中,用在熱處理設備、保溫材料中。
碳碳復合材料的價格介紹
碳碳復合材料的價格一般在幾百元左右,也有一些價格較貴的,如下所示:
品牌為宜泰的碳碳復合材料製成的6K碳纖維布是黑色鮮亮的顏色,重量是320克的產品的售價是110元。
品牌是捷誠的由碳碳復合材料製成的螺栓螺母,其市面價格是每套200元。
牌號為九華碳素的碳碳復合材料製成的螺栓、螺桿的硬度、強度較高,一般而言,比普通石墨螺栓的強度高10倍,而且更為耐高溫,其價格在每噸6000元。
牌號是嘉益科技的碳碳復合材料的規格在0.01mm-0.8mm(目),有普通、高功率、高強、細結構、高純等石墨可選,其售價在每噸15000元。
碳碳復合材料的制備工藝
一般而言,碳碳復合材料的制備方法主要有三個過程,即預制體成型、緻密化處理、最終高溫熱處理。在預制體成型前,要根據實際情況來選擇纖維種類和編制方法,而成型方法有壓濾法、噴塗法、熱壓法和澆注法。緻密化處理是因為成型後的預制體有較多的空隙、結構疏散,不能直接應用。
碳碳復合材料的制備工藝有瀝青基混合物、樹脂基體、化學氣相沉積(CVD)、化學氣相滲透法(CVI)、化學氣相反應法(CVR)等等。
以上內容就是本文對於碳碳復合材料的應用、價格、制備工藝等相關信息的闡述,內容較為全面。相信大家通過對這篇文章的閱讀,對碳碳復合材料也會有了大致的了解。
⑧ 炭纖維復合材料主要有什麼行業用到
普通碳-石墨製品的脆性,是碳素材料的最大弱點。多年來人們為提高碳素製品的可撓性和機械強度,進行了廣泛深入的研究。從20世紀60年代初期開始發展起來的碳纖維及其復合材料,由於具有很高的比強度、比剛度等優異特性,在工程應用上越來越受到重視。碳纖維系採用天然纖維或人造纖維在一定條件下經加工和碳化而成。如果用來製造復合材料,則碳纖維還要經過一系列表面處理。由於聚丙烯腈合成纖維含碳量高,工業上普遍用它作原料。原料絲首先利用一般紡織機械將纖維絲束整成卷,或拉成無緯布。為了提高碳纖維的強度和彈性模量,常常在碳化之前先經預氧化,預氧化是在預氧化爐中於210-230℃高溫下進行的。預氧化可以加速聚丙烯腈分子形成環鏈的芳香結構,使分子間牢固地結合在一起。然後在非氧化性氣紙中於1000-1100℃的高溫下進行碳化,如果最終希望得到石墨化纖維,則需進一步在 2500-3000℃下經過石墨化處理。碳纖維與普通碳-石墨製品一樣,具有優良的耐熱和耐腐蝕性能,但導熱性卻保持了原料纖維的特點,比較低。因此,常將碳纖維織成碳布或碳氈用作感應爐和電阻爐的熱屏蔽材料。石墨化的纖維則有較高的導熱率,作為發熱元件可以在真空或惰性氣體爐內用到2500℃。石墨化纖維編織成石墨紗經聚四氟乙烯浸漬,用於輸送腐蝕性介質的化工泵的城料密封,不僅有良好的密封性,且使用壽命長。碳纖維復合材料有碳纖維/樹脂、碳纖維/金屬、碳纖維/碳等各種製品,其中以碳纖維增強樹脂的復合材料應用最多。玻璃纖維的比強度與碳纖維差不多,但比剛度卻低很多。顯然,碳纖維/樹脂復合材料比玻璃鋼有更優越的性能。目前碳纖維復合材料在航空工業上已得到廣泛應用,在汽車工業、原子能工業中亦逐步擴大使用范圍。利用這種材料的高比強度、高比剛度和優異的耐蝕性,用作化工機械的高速回轉件如離心機轉鼓、泵的葉輪或壓力容器等無疑具有良好的應用前景。
⑨ 什麼是碳/碳復合材料,有哪些特性
碳/碳復合材料具有低密度(<2.0g/cm3)、高比強、高比模量、高導熱性、低膨內脹系數,以及抗容熱沖擊性能好、尺寸穩定性高等優點,是目前在1650℃以上應用的唯一備選材料,最高理論溫度更高達2600℃,因此被認為是最有發展前途的高溫材料。
盡管碳/碳復合材料有諸多優良的高溫性能, 但它在溫度高於400℃的有氧環境中發生氧化反應,導致材料的性能急劇下降。因此,碳/碳復合材料在高溫有氧環境下的應用必須有氧化防護措施。碳/碳復合材料的氧化防護主要通過以下兩種途徑,即在較低的溫度下可以採取基體改性和表面活性點的鈍化對碳/碳復合材料進行保護;隨著溫度的升高,則必須採用塗層的方法來隔絕碳/碳復合材料
與氧的直接接觸,以達到氧化防護的目的。目前使用最多的是塗層的方法,隨著技術的不斷進步,對碳/碳復合材料超高溫性能的依賴越來越多,而在超高溫條件下唯一可行的氧化防護方案只能是塗層防護。
⑩ 碳纖維復合材料的應用有哪些
碳纖維復來合材料的應用領域:
1. 航空航源天,飛機的外殼和內部裝備都可以用碳纖維來完成,同等強度,輕於合金,省燃料。
2. 風力發電,發電機的葉片由碳纖維+玻纖製作,電力環保,未來能源的方向之一。
3. 體育市場,高爾夫球桿身、網羽球拍、登山杖、自行車、滑雪板、溜冰鞋、釣竿、潛水氣瓶等等高檔產品都由碳纖維製作。
4. 汽車配件,外殼、車架、空氣動力學配件、座椅、內飾甚至輪轂都可以由碳纖維製作,同樣屬於高端市場。
5. 建築加固,碳纖維短切絲可以用於混凝土內,加強加固的作用
6. 流行市場,由於碳纖維可以製作出高檔感的外觀,在鞋底、袖扣、皮帶扣、高檔煙酒包裝、電子產品外殼等領域也被青睞,但用量少,都為高檔產品。
7. 音樂領域,提琴、吉他、笛、等樂器以及音箱由碳纖維製作的效果非常令人驚嘆。
8. 其他: 頭盔、滑鼠墊、眼鏡架、三腳架、手錶等領域亦有應用。