碳纖維是最重要的無機(jī)高性能纖維,這點是由其資料賦性、工業(yè)技能復(fù)雜性、運用范疇重要性和商業(yè)規(guī)模性等要素決定的,其首個商業(yè)化運用是1972年市售的碳纖維增強(qiáng)樹脂釣魚竿。此后,碳纖維運用快速向以航空航天器主結(jié)構(gòu)材料為代表的高端化開展。碳纖維最首要的運用方式是作為樹脂材料的增強(qiáng)體,所構(gòu)成的碳纖維增強(qiáng)樹脂具有優(yōu)異的性能,其在空間渠道和航空器,電動汽車,卡車,風(fēng)電葉片,燃料電池等領(lǐng)域,都有著實踐和潛在的運用。下面為大家介紹一下碳纖維復(fù)合材料的一些全新應(yīng)用領(lǐng)域。

 

碳纖維在先進(jìn)艦船結(jié)構(gòu)中
CFRP對提高艦船的結(jié)構(gòu)和機(jī)動性能等作用十分顯著。瑞典在船艇制作技能方面有著傳統(tǒng)優(yōu)勢,其夾層復(fù)合材料技能居國際一流水平,較早便選用CFRP技能研發(fā)軍用艦船。2000年6月下水的瑞典水兵護(hù)衛(wèi)艦是國際第一艘在艦體結(jié)構(gòu)中選用CFRP的水兵艦艇。該艦長73.0 m、寬10.4 m、吃水深度2.4 m、排水量600 t;艦體選用CFRP夾層結(jié)構(gòu),具有高強(qiáng)度、高硬度、低質(zhì)量、耐沖擊、低雷達(dá)和磁場信號,以及吸收電磁波等優(yōu)異功能。
CFRP還已用于艦船推進(jìn)器葉片、一體化桅桿和先進(jìn)水面艦艇上層建筑的制作。低噪聲、安靜運轉(zhuǎn)是軍用艦船范疇的一項中心技能,是艦船(特別是潛艇)功能的要害目標(biāo)。因為螺旋槳高速工作時,其槳葉片上會發(fā)生時滅的空泡,導(dǎo)致槳葉剝蝕,并伴有激烈的振蕩和噪聲。CFRP葉片不只更輕、更薄,還可改善空泡功能、下降振蕩和水下特性、削減燃油耗費。

 

碳纖維在軌道交通車輛中
輕量化是削減列車運轉(zhuǎn)能耗的一項要害技能。金屬制作的軌跡列車,雖車體強(qiáng)度高,但質(zhì)量大、能耗高。而使用碳纖維復(fù)合材料,它不只可使軌跡列車車體輕量化,還可以改善高速運轉(zhuǎn)功能、下降能耗、減輕環(huán)境污染、增強(qiáng)安全性。
碳纖維在軌道車輛范疇的運用趨勢已經(jīng)開始逐漸從車箱內(nèi)飾、車內(nèi)設(shè)備等非承載結(jié)構(gòu)零件向車體、構(gòu)架等承載構(gòu)件擴(kuò)展,逐漸過渡到從裙板、導(dǎo)流罩等零部件向頂蓋、司機(jī)室、整車車體等大型結(jié)構(gòu)開展;以金屬與復(fù)合資料稠濁結(jié)構(gòu)為主,CFRP用量大幅進(jìn)步。
韓國鐵道科學(xué)研討院研發(fā)出運轉(zhuǎn)速度為180km/h的TTX型擺式列車車體,其選用不銹鋼增強(qiáng)骨架,側(cè)墻體和頂蓋選用鋁蜂窩夾芯,蒙皮選用CFRP構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu),車體外殼總質(zhì)量比鋁合金結(jié)構(gòu)下降了40%,且車體強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、防火安全性、動態(tài)特性等功能杰出。

 

碳纖維在導(dǎo)彈、空間渠道和運載火箭中
碳纖維是現(xiàn)代宇航工業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ),具有不可代替性。CFRP被廣泛運用于導(dǎo)彈兵器、空間渠道和運載火箭等航天范疇。
在導(dǎo)彈兵器運用方面,CFRP首要用于制作彈體整流罩、復(fù)合支架、儀器艙、誘餌艙和發(fā)射筒等主次承力結(jié)構(gòu)部件;在空間渠道運用方面,CFRP可確保結(jié)構(gòu)變形小、承載力好、抗輻射、耐老化和空間環(huán)境耐受性杰出,首要用于制作衛(wèi)星和空間站的承力筒、蜂窩面板、基板、相機(jī)鏡筒和拋物面天線等結(jié)構(gòu)部件。
在運載火箭運用方面,CFRP首要用于制作箭體整流罩、儀器艙、殼體、級間段、發(fā)動機(jī)喉襯和噴管等部件。現(xiàn)在,CFRP在航天器上的運用已日益廣泛,其是完成航天器輕量化、小型化和高功能化不可或缺的重要材料。