炭炭复合材料的应用
① 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。
② 碳-碳复合材料的特性
尽管碳/碳复合材料有诸多优良的高温性能, 但它在温度高于400℃的有氧环版境中发生氧化反应,导致权材料的性能急剧下降。因此,碳/碳复合材料在高温有氧环境下的应用必须有氧化防护措施。碳/碳复合材料的氧化防护主要通过以下两种途径,即在较低的温度下可以采取基体改性和表面活性点的钝化对碳/碳复合材料进行保护;随着温度的升高,则必须采用涂层的方法来隔绝碳/碳复合材料与氧的直接接触,以达到氧化防护的目的。目前使用最多的是涂层的方法,随着技术的不断进步,对碳/碳复合材料超高温性能的依赖越来越多,而在超高温条件下唯一可行的氧化防护方案只能是涂层防护。
③ 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。
④ 炭/碳材料在国防军事中的应用
请参考http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_hbgcjsgdzkxxxb200803005.aspx
http://www.chemdrug.com/databases/7_16_iacakquaymvjtrwt.html
http://blog.163.com/louismsc@126/
找了一大堆这3个算是勉强对口。
⑤ 碳-碳复合材料的应用
碳/碳复合材料由于其独特的性能,已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学等领域,如火箭发动机喷管及其喉衬、航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统、飞机刹车盘等。
⑥ 碳纤维材料在实际生活中有哪些应用
碳纤维用途
比铝还要轻,比钢还要硬,比重是铁的1/4,强度是铁的10倍,这就是世界范围内炙手可热高科技材料碳纤维。随着其用途日益多样化、核心化,全球航天航空、体育休闲和工业应用中碳纤维替代钢铁广泛采用。
由于碳纤维复合材料密度低、刚性好合强度高,成为一种先进的航天材料。我国对碳/碳烧蚀材料相关的科技问题进行了深入地研究,其研究成果已在导弹发射管、固体火箭发动机壳体、卫星和飞船上等得到应用。
飞机和汽车制造
碳纤维作为汽车材料,最大的优点是质量轻、强度大,重量仅相当于钢材的20%~30%,硬度却是钢材的10倍以上。美国波音公司推出新一代高速宽体客机—“音速巡洋舰”,约60 %的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成。
我国自行研制的碳纤维复合材料刹车预制件,其性能已全面达到国外水平。采用这一预制件技术所制备的的国产碳/碳刹车盘已批量装备于国防重点型号的军用飞机,并在B757-200型民航飞机上使用,在其它机型上的使用也在实验考核中,并将向坦克、高速列车、高级轿车、赛车等推广使用。
体育休闲用品
体育应用中的三项重要应用为高尔夫球棒、钓鱼杆和网球拍框架。目前,据估计每年的高尔夫球棒的产量为3400万副。全世界碳纤维钓鱼杆的产量约为每年2000万副。网球拍框架的市场容量约为每年600万副,其它的体育项目应用还包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行车,同时,碳纤维还应用在划船、赛艇、冲浪和其它的海洋运动项目中。
风力发电机叶片
如今,世界上风力发电机组的发电机额定功率越来越大,与其相适应的风机叶片尺寸也越来越大。为了减少叶片的变形,在主乘力件如轴承和叶片的某些部位采用碳纤维来补充其刚度。
碳纤维加固建筑结构
我国从1997年开始从国外引进碳纤维复合材料加固混凝土结构技术,并开始进行相关研究。由于其巨大的技术优势,近几年,上海悍马建筑科技有限公司联合清华、同济、复旦等国内高校相关学者、教授开展了此项研究工作,并取得了一批接近国际先进水平的研究成果。由于我国具有世界上最为巨大的土木建筑市场,碳纤维加固材料基本都使用上海悍马的。如:东方明珠、苹果(上海)研发中心、上海环球国际中心、白云机场、上海世博园等。
其他应用
在铁路建筑中,大型的顶部系统和隔音墙在未来会有很好的应用,这些也将是碳纤维很有前景的应用方面。压力容器主要用在汽车的压缩天然气(CNG)罐上,而且还用在救火队员的固定式呼吸器(SCBA)上。
碳纤维的其它应用包括机器部件、家用电器、微机及与半导体相关的设备的复合材料的生产,可以用来起到加强、防静电和电磁波防护的作用。另外,在X射线仪器市场上,碳纤维的应用可以减少人体在X 射线下的暴露。
⑦ 碳碳复合材料的应用及价格介绍
碳碳复合材料,是一种经过加工处理和碳化处理而制成的全碳质复合材料,它由树脂碳、碳纤维、热解碳构成,几乎全是碳元素。那么,碳碳复合材料常常应用在哪里呢?其价格贵不贵?在本文中,小编将为大家简要介绍碳碳复合材料的相关知识,帮助大家了解这复合材料。
碳碳复合材料的应用
碳碳复合材料能够应用在1650℃的情况下,其最高理论温度甚至高达2600℃,是高温材料的一种。它常常应用在航空航天、医学、体育休闲、半导体、光伏行业、汽车工业、纺织工业、电子工业、机械制造等等行业中,用在热处理设备、保温材料中。
碳碳复合材料的价格介绍
碳碳复合材料的价格一般在几百元左右,也有一些价格较贵的,如下所示:
品牌为宜泰的碳碳复合材料制成的6K碳纤维布是黑色鲜亮的颜色,重量是320克的产品的售价是110元。
品牌是捷诚的由碳碳复合材料制成的螺栓螺母,其市面价格是每套200元。
牌号为九华碳素的碳碳复合材料制成的螺栓、螺杆的硬度、强度较高,一般而言,比普通石墨螺栓的强度高10倍,而且更为耐高温,其价格在每吨6000元。
牌号是嘉益科技的碳碳复合材料的规格在0.01mm-0.8mm(目),有普通、高功率、高强、细结构、高纯等石墨可选,其售价在每吨15000元。
碳碳复合材料的制备工艺
一般而言,碳碳复合材料的制备方法主要有三个过程,即预制体成型、致密化处理、最终高温热处理。在预制体成型前,要根据实际情况来选择纤维种类和编制方法,而成型方法有压滤法、喷涂法、热压法和浇注法。致密化处理是因为成型后的预制体有较多的空隙、结构疏散,不能直接应用。
碳碳复合材料的制备工艺有沥青基混合物、树脂基体、化学气相沉积(CVD)、化学气相渗透法(CVI)、化学气相反应法(CVR)等等。
以上内容就是本文对于碳碳复合材料的应用、价格、制备工艺等相关信息的阐述,内容较为全面。相信大家通过对这篇文章的阅读,对碳碳复合材料也会有了大致的了解。
⑧ 炭纤维复合材料主要有什么行业用到
普通碳-石墨制品的脆性,是碳素材料的最大弱点。多年来人们为提高碳素制品的可挠性和机械强度,进行了广泛深入的研究。从20世纪60年代初期开始发展起来的碳纤维及其复合材料,由于具有很高的比强度、比刚度等优异特性,在工程应用上越来越受到重视。碳纤维系采用天然纤维或人造纤维在一定条件下经加工和碳化而成。如果用来制造复合材料,则碳纤维还要经过一系列表面处理。由于聚丙烯腈合成纤维含碳量高,工业上普遍用它作原料。原料丝首先利用一般纺织机械将纤维丝束整成卷,或拉成无纬布。为了提高碳纤维的强度和弹性模量,常常在碳化之前先经预氧化,预氧化是在预氧化炉中于210-230℃高温下进行的。预氧化可以加速聚丙烯腈分子形成环链的芳香结构,使分子间牢固地结合在一起。然后在非氧化性气纸中于1000-1100℃的高温下进行碳化,如果最终希望得到石墨化纤维,则需进一步在 2500-3000℃下经过石墨化处理。碳纤维与普通碳-石墨制品一样,具有优良的耐热和耐腐蚀性能,但导热性却保持了原料纤维的特点,比较低。因此,常将碳纤维织成碳布或碳毡用作感应炉和电阻炉的热屏蔽材料。石墨化的纤维则有较高的导热率,作为发热元件可以在真空或惰性气体炉内用到2500℃。石墨化纤维编织成石墨纱经聚四氟乙烯浸渍,用于输送腐蚀性介质的化工泵的城料密封,不仅有良好的密封性,且使用寿命长。碳纤维复合材料有碳纤维/树脂、碳纤维/金属、碳纤维/碳等各种制品,其中以碳纤维增强树脂的复合材料应用最多。玻璃纤维的比强度与碳纤维差不多,但比刚度却低很多。显然,碳纤维/树脂复合材料比玻璃钢有更优越的性能。目前碳纤维复合材料在航空工业上已得到广泛应用,在汽车工业、原子能工业中亦逐步扩大使用范围。利用这种材料的高比强度、高比刚度和优异的耐蚀性,用作化工机械的高速回转件如离心机转鼓、泵的叶轮或压力容器等无疑具有良好的应用前景。
⑨ 什么是碳/碳复合材料,有哪些特性
碳/碳复合材料具有低密度(<2.0g/cm3)、高比强、高比模量、高导热性、低膨内胀系数,以及抗容热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点,是目前在1650℃以上应用的唯一备选材料,最高理论温度更高达2600℃,因此被认为是最有发展前途的高温材料。
尽管碳/碳复合材料有诸多优良的高温性能, 但它在温度高于400℃的有氧环境中发生氧化反应,导致材料的性能急剧下降。因此,碳/碳复合材料在高温有氧环境下的应用必须有氧化防护措施。碳/碳复合材料的氧化防护主要通过以下两种途径,即在较低的温度下可以采取基体改性和表面活性点的钝化对碳/碳复合材料进行保护;随着温度的升高,则必须采用涂层的方法来隔绝碳/碳复合材料
与氧的直接接触,以达到氧化防护的目的。目前使用最多的是涂层的方法,随着技术的不断进步,对碳/碳复合材料超高温性能的依赖越来越多,而在超高温条件下唯一可行的氧化防护方案只能是涂层防护。
⑩ 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。