碳纤维及其复合材料的用途
A. 碳纤维复合材料有哪些功能
碳纤维复合材料在大型飞机、风力发电叶片、汽车部件、石油开采抽油杆、电力输送电缆等领域的应用将推动节能减排的实现,但是由于碳纤维及其复合材料的生产成本较高而限制了其使用范围。因此,应通过积极降低成本来开拓和培育下游应用市场。
B. 碳纤维树脂复合材料用途有哪些缺点介绍
虽然我们周围可以选择的基础材料有很多,但是各种材料都有本身难以替代的优势以及缺点,因此有一些厂家就开始寻求多种材料复合而成的复合材料,比如今天为大家举例的碳纤维树脂复合材料,顾名思义就是综合了碳纤维以及树脂这两者优势的一款材料产品,它经过热处理和多种多样的工序和步骤加工而成,是一种力学性能十分出色的新型材料。一方面具有碳材料本身的稳定牢靠特点,另外一方面又具有纺织纤维柔软可以加工的表现,所以应用在日常生活中的许多领域。
一、碳纤维树脂复合材料用途
1.航空航天,飞机的外壳和内部装备都可以用碳纤维来完成,同等强度,轻于合金,省燃料。
2.风力发电,发电机的叶片由碳纤维+玻纤制作,电力环保,未来能源的方向之一。
3.体育市场,高尔夫球杆身、网羽球拍、登山杖、自行车、滑雪板、溜冰鞋、钓竿、潜水气瓶等等高档产品都由碳纤维制作。
4.汽车配件,外壳、车架、空气动力学配件、座椅、内饰甚至轮毂都可以由碳纤维制作,同样属于高端市场。
5.建筑加固,碳纤维短切丝可以用于混凝土内,加强加固的作用
6.流行市场,由于碳纤维可以制作出高档感的外观,在鞋底、袖扣、皮带扣、高档烟酒包装、电子产品外壳等领域也被青睐,但用量少,都为高档产品。
7.音乐领域,提琴、吉他、笛、等乐器以及音箱由碳纤维制作的效果非常令人惊叹。
8.其他:头盔、鼠标垫、眼镜架、三脚架、手表等领域亦有应用。
二、碳纤维复合材料缺点
成本高——尽管CFRP复合材料性能优异,为什么碳纤维没有广泛地应用于产品生产呢?目前,CFRP复合材料生产成本过高。根据当前的市场情况(供给和需求),碳纤维的种类(航天VS商品级),纤维束的大小不同,纤维的价格也判若云泥。每磅碳纤维原材料的价格,可达5-25倍玻璃纤维价格不等。而相比于钢材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。
导电性——这既可以作为碳纤维复合材料的优势,也可能成为实际应用中的一个缺陷。碳纤维导电性极强,而玻璃纤维是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维,而不能用碳纤维或金属替代,是因为其要求具备严格的绝缘性。
在公用设施生产中,许多产品都需要使用玻璃纤维。例如,梯子的生产使用玻璃纤维作为梯架,原因在于:当玻璃纤维梯子与电力线接触时,触电的可能性会降低许多。而碳纤维梯子导电性极强,后果则不可想象。
今天为大家介绍的碳纤维复合材料是一种新型的复合产品,它不仅仅力学性能优异,而且一方面具有碳材料本身的稳定性,另外一方面有纺织纤维柔软,可以加工的优点表现。算是新一代的增强纤维。我们在日常生活中的很多地方都可以看见它所扮演着的关键角色,因为碳纤维复合材料耐高温耐摩擦,而且导电导热和耐腐蚀,经过长久的使用,也不会出现性能方面的损耗,除此之外,还可以发现一款合格的碳纤维复合材料,既可以用来制作某些精密仪器,还可以用在飞机结构或者是电工领域。
C. 碳纤维强化复合材料的概念、作用及发展现状
有点就是轻,强度高
质量大概是钢材的4分之1左右,大概
强度高
一般用的都是碳纤版维复合材料权,不能直接用
如果说对气流的影响,这个应该是设计的问题。和材料本身没有关系。
以后的汽车应该是往这个趋势发展,但是现在还是成本的问题
特别是街头改装车.我只知道这些了
这个是PDF 里面的内容非常多,
http://140.124.61.21/construction/download/CFRP-handbook.pdf
D. 碳纤维复合材料有哪些重点应用领域
复合材料的用量已成为衡量军用装备先进性的重要标志。
复合材料的兴起丰富了现代材料家族。尤其是具备高强度、高模量、低比重碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。
美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到,只有复合材料能够将强度、模量和耐高温的指标在现有基础上同时提高25%以上。
正是如此,复合材料正成为航空以及国防装备的关键材料。
一、航空航天领域
滑雪板
用碳纤维增强复合材料制造的滑雪板,其特点是刚性大,耐摩擦,在转弯、斜坡和越野赛中脚底用力较小。用CFRF制造的滑雪杖在运动界也享有盛名。其特点是刚性大、重量轻,一般在150克左右。
E. 碳纤维布用途是什么
碳纤维是一种抄纤维状碳材袭料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧,而且消耗动力少,推力大,噪音小;用碳纤维制电子计算机的磁盘,能提高计算机的储存量和运算速度;用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器,机械强度高,质量小,可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中,北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应,其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云,这些导电性纤维使供电系统短路。
目前,人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维,只能采用一些含碳的有机纤维(如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等)做原料,将有机纤维跟塑料树脂结合在一起,放在稀有气体的气氛中,在一定压强下强热炭化而成
F. 碳纤维复合材料的应用有哪些
碳纤维复来合材料的应用领域:
1. 航空航源天,飞机的外壳和内部装备都可以用碳纤维来完成,同等强度,轻于合金,省燃料。
2. 风力发电,发电机的叶片由碳纤维+玻纤制作,电力环保,未来能源的方向之一。
3. 体育市场,高尔夫球杆身、网羽球拍、登山杖、自行车、滑雪板、溜冰鞋、钓竿、潜水气瓶等等高档产品都由碳纤维制作。
4. 汽车配件,外壳、车架、空气动力学配件、座椅、内饰甚至轮毂都可以由碳纤维制作,同样属于高端市场。
5. 建筑加固,碳纤维短切丝可以用于混凝土内,加强加固的作用
6. 流行市场,由于碳纤维可以制作出高档感的外观,在鞋底、袖扣、皮带扣、高档烟酒包装、电子产品外壳等领域也被青睐,但用量少,都为高档产品。
7. 音乐领域,提琴、吉他、笛、等乐器以及音箱由碳纤维制作的效果非常令人惊叹。
8. 其他: 头盔、鼠标垫、眼镜架、三脚架、手表等领域亦有应用。
G. 碳纤维有什么优缺点,可以应用到什么领域
碳纤维复合材料在汽车领域的应用主要是在汽车刹车片、汽车传动轴、缓冲器、车身、汽车内饰以及发动机零件等,可有效降低汽车自重并提高汽车性能。
1、成本太高
与钛合金相比,碳纤维复合材料车用部件的价格有过之而无不及,一些常见碳纤维车用部件的价格可能是传统材料的好几倍,而较大尺寸的碳纤维车用部件价格甚至超过万元。这主要是因为部分碳纤维部件的制作过程需要很多的手工,并且报废率很高,造成成本的大量上升。
2、变形几乎无法修复
这也是碳纤维单体壳车身无法大规模铺开的重要因素。由于碳纤维复合材料并不具备金属材料的延展性,所以一旦出现了由外力导致的形变,也就意味着碳纤维单体壳车身内部的碳纤维已经出现了断裂或者是层间树脂脱层。而断裂的碳纤维以及脱层的树脂是无论如何也不可能接起来的,那么碳纤维单体壳车身只能报废。相比之下,裂纹还可以补上几层碳纤维进行修复。
3、碳纤维单体壳车身结构设计复杂
一般来说,框架式的车身在设计时,只需要对车身整体进行结构设计,因为金属材料有着各项同性的材料特性。顾名思义,各项同性的意思就是指物体内部的物理、化学等性质不会因为方向的不同而有所变化,即某一物体在不同的方向所测出的性能数值完全相同。就比如说同一块钢板,性能放在哪都是一样的。那么在设计过程中,金属材料只需要考虑一个方向就可以。以常用的杨氏模量、泊松比、剪切模量等参数来看,只需要运用一次就可以完成计算。但是碳纤维复合材料就不是这么个情况,碳纤维复合材料的特性是各项异性。
4、碳纤维材料的寿命短
当然碳纤维本身是没有问题的,问题是出在作为复合材料基体树脂上。树脂的耐久性要弱于金属。光老化、高低温、酸碱性都会加速其老化过程,继而产生发黄、龟裂、发脆等问题。这个道理和咱们总会遇到的普通塑料零件的老化是一样的。
H. 碳纤维是种什么复合材料.....
不知道你要做什么,价格吗从1、2百到上万1kg。真的需要的话留联系。
碳纤维是一种力学性能优异的新专材料。他的比重不到钢的1/4,比铝还要轻,抗拉强度一般都在3500Mpa以上,比强度达到钢的40倍以上。碳属纤维主要由分子链碳化后制得,按原料路线可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类
。
I. 碳纤维在复合材料中应用很广泛,具体都在哪些方面有应用
复合材料的用量已成为衡量军用装备先进性的重要标志。
复合材料的兴起丰富了现代材料家族。尤其是具备高强度、高模量、低比重碳纤维增强复合材料的出现,使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。
美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到,只有复合材料能够将强度、模量和耐高温的指标在现有基础上同时提高25%以上。
正是如此,复合材料正成为航空以及国防装备的关键材料。
一、航空航天领域
纤维增强复合材料在飞机上的应用最早可以追溯到30年前,美国海军F-14和空军F-15战斗机尾翼部分采用硼纤维环氧树脂材料。在这之后,人们发现了碳纤维复合材料的优异性能,开始逐渐应用在军队及运输机上。
碳纤维复合材料首次被应用在飞机上,主要是一些二级结构,包括整流罩、控制仪表盘和小的机舱门。但随着工艺技术的进步,碳纤维复合材料也逐渐被用于机翼、机身等其它部分。
航天工业之所以选择使用碳纤维复合材料,不仅是因为这种材料能够减轻机身重量,同时其具备耐腐蚀、抗疲劳等优良特性。但是与传统金属材料相比,碳纤维复合材料由于成本过高仍然未被广泛应用。
二、汽车工业
碳纤维复合材料的材料性能及发展趋势顺应了汽车工业轻量化的发展需求,特别是随着新能源汽车的发展,碳纤维复合材料在汽车上将得到越来越广泛的应用。
鉴于碳纤维复合材料具备的优异性能,目前已经逐渐开始被应用到国外汽车内外饰、底盘以及电器元件当中。
未来,碳纤维复合材料以及热塑性复合材料等在汽车工业上的应用将替代传统的金属零部件。
三、海洋船舶
上世纪40年代,美国海军首次将碳纤维复合材料用于船舶建造。得益于它在海水环境中表现出的优异性能,在海洋船舶中的应用非常广泛。
复合材料优异舒适性的设计理念和无缝船体的优势进一步推动了各种复合材料船舶的开发。
近年来,碳纤维复合材料在船只上的使用不断增加,主要包括船壳、地板、甲板、舱壁,以及管道系统、油箱等上层建筑。
碳纤维复合材料的应用不仅降低了制造和维修成本,改善外观,还可以减轻吨位,提高安全性。
四、风力发电
在风力发电领域,复合材料是制造风力发电叶片及其它重要结构部件的主要材料,叶片90%以上重量由复合材料组成,能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求。
随着大丝束碳纤维的广泛应用,碳纤维价格的不断降低,碳纤维在大型叶片中的应用已成为一种趋势。
未来风力发电叶片制造中,碳纤维代替部分玻璃纤维应用于叶片、且用量逐步增加是高性能碳纤维复合材料发展的必然结果。
体育用品
目前,碳纤维增强复合材料在体育器材领域已形成了较大的市场。
随着体育运动对运动器材越来越苛刻的要求,将碳纤维增强复合材料运用到体育用品中来是21世纪体育器材的一大趋势。
J. 常见复合材料的功能及用途
1、玻璃纤维:
目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。
高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。
2、碳纤维:
碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。
土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域大规模采用工业级碳纤维。
3、芳纶纤维:
芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。
4、热塑性树脂基复合材料:
热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。
根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。
(10)碳纤维及其复合材料的用途扩展阅读
复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
1、结构复合材料是作为承力结构使用的材料,基本上由能承受载荷的增强体组元与能连接增强体成为整体材料同时又起传递力作用的基体组元构成。
增强体包括各种玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金属以及天然纤维、织物、晶须、片材和颗粒等,基体则有高聚物(树脂)、金属、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。
2、功能复合材料一般由功能体组元和基体组元组成,基体不仅起到构成整体的作用,而且能产生协同或加强功能的作用。
功能复合材料是指除机械性能以外而提供其他物理性能的复合材料。如:导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、透波、磨擦、屏蔽、阻燃、防热、吸声、隔热等凸显某一功能。统称为功能复合材料。
功能复合材料主要由功能体和增强体及基体组成。功能体可由一种或以上功能材料组成。多元功能体的复合材料可以具有多种功能。同时,还有可能由于复合效应而产生新的功能。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。