【复合材料资讯】碳纤维材料的全新应用领域

2020-11-19

【复合材料】

碳纤维是最重要的无机高性能纤维,这点是由其资料赋性、工业技能复杂性、运用范畴重要性和商业规模性等要素决定的,其首个商业化运用是1972年市售的碳纤维增强树脂钓鱼竿。此后,碳纤维运用快速向以航空航天器主结构材料为代表的高端化开展。碳纤维最首要的运用方式是作为树脂材料的增强体,所构成的碳纤维增强树脂具有优异的性能,其在空间渠道和航空器,电动汽车,卡车,风电叶片,燃料电池等领域,都有着实践和潜在的运用。下面为大家介绍一下碳纤维复合材料的一些全新应用领域。


碳纤维在先进舰船结构中


CFRP对提高舰船的结构和机动性能等作用十分显著。瑞典在船艇制作技能方面有着传统优势,其夹层复合材料技能居国际一流水平,较早便选用CFRP技能研发军用舰船。2000年6月下水的瑞典水兵护卫舰是国际第一艘在舰体结构中选用CFRP的水兵舰艇。该舰长73.0 m、宽10.4 m、吃水深度2.4 m、排水量600 t;舰体选用CFRP夹层结构,具有高强度、高硬度、低质量、耐冲击、低雷达和磁场信号,以及吸收电磁波等优异功能。


CFRP还已用于舰船推进器叶片、一体化桅杆和先进水面舰艇上层建筑的制作。低噪声、安静运转是军用舰船范畴的一项中心技能,是舰船(特别是潜艇)功能的要害目标。因为螺旋桨高速工作时,其桨叶片上会发生时灭的空泡,导致桨叶剥蚀,并伴有激烈的振荡和噪声。CFRP叶片不只更轻、更薄,还可改善空泡功能、下降振荡和水下特性、削减燃油耗费。


碳纤维在轨道交通车辆中


轻量化是削减列车运转能耗的一项要害技能。金属制作的轨迹列车,虽车体强度高,但质量大、能耗高。而使用碳纤维复合材料,它不只可使轨迹列车车体轻量化,还可以改善高速运转功能、下降能耗、减轻环境污染、增强安全性。


碳纤维在轨道车辆范畴的运用趋势已经开始逐渐从车箱内饰、车内设备等非承载结构零件向车体、构架等承载构件扩展,逐渐过渡到从裙板、导流罩等零部件向顶盖、司机室、整车车体等大型结构开展;以金属与复合资料稠浊结构为主,CFRP用量大幅进步。


韩国铁道科学研讨院研发出运转速度为180km/h的TTX型摆式列车车体,其选用不锈钢增强骨架,侧墙体和顶盖选用铝蜂窝夹芯,蒙皮选用CFRP构成的三明治结构,车体外壳总质量比铝合金结构下降了40%,且车体强度、疲劳强度、防火安全性、动态特性等功能杰出。


碳纤维在导弹、空间渠道和运载火箭中


碳纤维是现代宇航工业的物质基础,具有不可代替性。CFRP被广泛运用于导弹兵器、空间渠道和运载火箭等航天范畴。


在导弹兵器运用方面,CFRP首要用于制作弹体整流罩、复合支架、仪器舱、诱饵舱和发射筒等主次承力结构部件;在空间渠道运用方面,CFRP可确保结构变形小、承载力好、抗辐射、耐老化和空间环境耐受性杰出,首要用于制作卫星和空间站的承力筒、蜂窝面板、基板、相机镜筒和抛物面天线等结构部件。


在运载火箭运用方面,CFRP首要用于制作箭体整流罩、仪器舱、壳体、级间段、发动机喉衬和喷管等部件。现在,CFRP在航天器上的运用已日益广泛,其是完成航天器轻量化、小型化和高功能化不可或缺的重要材料。


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