碳纖維複合材料的應用有哪些,常見複合材料的功能及用途

時間 2021-09-12 05:20:26

1樓:月冰瑟

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複合材料,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。如果用來製造複合材料,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遮蔽材料。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

化工幫浦的城料密封,不僅有良好的密封性,且使用壽命長。

碳纖維複合材料有碳纖維/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複合材料應用最多。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/樹脂複合材料比玻璃鋼有更優越的

效能。目前碳纖維複合材料在航空工業上已得到廣泛應用,在****、原子能工業中亦逐步擴大使用範圍。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迴轉件如離心機轉鼓、幫浦的葉輪或壓力容器等無

疑具有良好的應用前景。

2樓:百度文庫精選

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3樓:山東英特力新材料****

碳纖維複合材料的應用領域:

1. 航空航天,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,同樣屬於高階市場。

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、高檔菸酒包裝、電子產品外殼等領域也被青睞,但用量少,都為高檔產品。

7. **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。

常見複合材料的功能及用途

4樓:月似當時

1、玻璃纖維:

目前用於高效能複合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高矽氧玻璃纖維等。

高強度玻璃纖維複合材料不僅應用在軍用方面,近年來民用產品也有廣泛應用,如防彈頭盔、防彈服、直公升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品、各類耐高溫製品以及近期報道的效能優異的輪胎簾子線等。

2、碳纖維:

碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列效能,首先在航空航天領域得到廣泛應用,近年來在運動器具和體育用品方面也廣泛採用。

土木建築、交通運輸、汽車、能源等領域大規模採用工業級碳纖維。

3、芳綸纖維:

芳綸纖維比強度、比模量較高,因此被廣泛應用於航空航天領域的高效能複合材料零部件(如火箭發動機殼體、飛機發動機艙、整流罩、方向舵等)、艦船(如航空母艦、核潛艇、遊艇、救生艇等)、汽車(如輪胎簾子線、高壓軟管、摩擦材料、高壓氣瓶等)以及耐熱運輸帶、體育運動器材等。

4、熱塑性樹脂基複合材料:

熱塑性樹脂基複合材料是20世紀80年代發展起來的,主要有長纖維增強粒料(lfp)、連續纖維增強預浸帶(mitt)和玻璃纖維氈增強型熱塑性複合材料(gmt)。

根據使用要求不同,樹脂基體主要有pp、pe、pa、pbt、pei、pc、pes、peek、pi、pai等熱塑性工程塑料,纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。

擴充套件資料

複合材料主要可分為結構複合材料和功能複合材料兩大類。

1、結構複合材料是作為承力結構使用的材料,基本上由能承受載荷的增強體組元與能連線增強體成為整體材料同時又起傳遞力作用的基體組元構成。

增強體包括各種玻璃、陶瓷、碳素、高聚物、金屬以及天然纖維、織物、晶須、片材和顆粒等,基體則有高聚物(樹脂)、金屬、陶瓷、玻璃、碳和水泥等。

2、功能複合材料一般由功能體組元和基體組元組成,基體不僅起到構成整體的作用,而且能產生協同或加強功能的作用。

功能複合材料是指除機械效能以外而提供其他物理效能的複合材料。如:導電、超導、半導、磁性、壓電、阻尼、吸波、透波、磨擦、遮蔽、阻燃、防熱、吸聲、隔熱等凸顯某一功能。

統稱為功能複合材料。

功能複合材料主要由功能體和增強體及基體組成。功能體可由一種或以上功能材料組成。多元功能體的複合材料可以具有多種功能。

同時,還有可能由於復合效應而產生新的功能。多功能複合材料是功能複合材料的發展方向。

5樓:匿名使用者

常見複合材料

一.玻璃纖維複合材料----玻璃鋼

增強劑:玻璃纖維(sio2+其他氧化物)比強度和比模量高,耐高溫,化學穩定性好,電絕緣性較好.

(1)熱塑性玻璃鋼

粘結劑:熱塑性樹脂—尼龍,聚烯烴類,聚苯乙烯類,(熱塑性聚脂,聚碳酸脂)機械效能,介電效能,耐熱性和抗衰老效能較好

(2)熱固性玻璃鋼

粘結劑:熱固性樹脂---酚醛樹脂,環氧樹脂(不飽和聚酯樹脂,有機矽樹脂)

效能:輕,比強度高(高於銅合金和鋁合金,有高於合金鋼),耐蝕性好,介電效能優越,成型效能良好剛度較差,易老化,易蠕變.

用途:玻璃纖維/尼龍—軸承,軸承架,齒輪;玻璃纖維/聚苯乙烯—汽車內裝飾製品,機殼.

二.碳纖維複合材料

增強劑:碳纖維(石墨)高強度,高彈性模量且2000° c以上保持不變;-180° c不變脆.

(1)碳纖維樹脂複合材料

基體-----環氧樹脂,酚醛樹脂,聚四氟乙烯效能普遍優於玻璃鋼;

用途:航天材料-----飛行器,火箭外層材料,天線支架,殼體,機架 ,齒輪,軸承,活塞,密封圈,化工容器

(2)碳纖維金屬複合材料

基體-----金屬(主要為熔點較低的金屬或合金,如碳纖/鋁錫合金)

效能特點:接近於金屬熔點仍有很好的強度和彈性模量

用途:碳纖/鋁錫合金—高強度高階軸承其減磨效能優於鋁錫合金.

三、硼纖維複合材料

增強劑:硼纖維------硼纖維沉積於鎢絲

(1)硼纖維樹脂複合材料

基體—環氧樹脂,聚苯并咪唑,聚醯亞胺樹脂

效能:抗壓強度為碳纖維複合材料的2~2.5倍,剪下強度高,蠕變小,硬度和彈性模量高,高疲勞強度(340~390mn/m2),耐輻射,化學穩定(水,有機溶劑,燃料,潤滑劑),導熱性能和導電性能好,硼纖維是半導體.

應用:航空和宇航材料,如:翼面,儀錶盤,轉子,葉片,***螺旋槳葉的傳動軸等

(2)硼纖維金屬複合材料

基體—鋁鎂及其合金,鈦及其合金應用:航空,火箭

效能:如鋁基複合材料的強度,彈性模量,疲勞極限高於高強鋁合金和耐熱鋁合金,比強度高於鋼和鈦合金.

四.金屬基複合材料

金屬和陶瓷組成的複合材料,屬顆粒增強複合材料,又稱金屬陶瓷.

硬質合金

效能及應用:具有高硬度,高耐磨性,高的紅硬性,高的熱穩定性和抗氧化性.

適用於各種高速切削刀具,各種高溫下工作的耐磨件,如熱拉絲模等.

1.鎢鈷類硬質合金—由鈷co和碳化鎢wc壓制燒結而成

牌號:yg+co的百分含量,如:yg3,yg6,yg8.co的含量越高,其韌性越好.

效能特點—高硬度,高耐磨性,高的紅硬性,韌性較好.

用途—製作切削鑄鐵,有色金屬和非金屬材料等脆性材料的刀具.如:yg8刀具適合粗加工鑄鐵,yg3適合精加工鑄鐵,yg6適合半精加工鑄鐵.

2.鎢鈦鈷類硬質合金—由鈷co和碳化鎢wc+tic壓制燒結而成

牌號:yt+tic的百分含量,如:yt5,yt15,yyt30.tic含量越高,其韌性越好.

效能特點—硬度和紅硬性高於yg類,韌性,強度略低於yg類.

用途—製作切削各種鋼的刀具.如:yt5刀具適合粗加工鋼,yt15適合精加工鋼,yt適合半精加工鋼.

3.鎢鈦鉭鈷類硬質合金—由鈷co+wc+tic+tac壓制燒結而成

牌號:yw 如:yw1 和 yw2

效能特點—兼具yg,yt優點,又稱通用硬質合金及萬能硬質合金.

用途:製作切削耐熱鋼及合金等難加工材料的刀具.

請問碳纖維複合材料如何粘接,碳纖維複合材料和金屬用什麼膠連線比較好啊?

你那個是碳纖維複合材料的板塊粘接還是想用膠水把材料復合起來?如果是粘接,可以試試jeaobond ep 5240和jeaobond ep 5260 這兩款膠都是用於碳纖維複合材料的結構粘接的,目前在汽配等行業使用 碳纖維複合材料和金屬用什麼膠連線比較好啊? 環氧樹脂就行,就是比較脆,韌性差。 環氧類...

碳纖維屬於複合材料嗎,碳纖維是否是複合材料

碳纖維本身不是複合材料,但是複合材料的基體。碳纖維是含碳量高於90 的無機高分子纖維。其中含碳量高於99 的稱石墨纖維。碳纖維的 微觀結構類似人造石墨,是亂層石墨結構。碳纖維各層面間的間距約為3.39到3.42a,各平行層面間的各個碳原子,排列不如石墨那樣規整,層與層之間借 範德華力連線在一起。主要...

常見複合材料的功能及用途,複合材料是什麼?有哪些用途?

月似當時 1 玻璃纖維 目前用於高效能複合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維 石英玻璃纖維和高矽氧玻璃纖維等。高強度玻璃纖維複合材料不僅應用在軍用方面,近年來民用產品也有廣泛應用,如防彈頭盔 防彈服 直升飛機機翼 預警機雷達罩 各種高壓壓力容器 民用飛機直板 體育用品 各類耐高溫製品以及近期報道的效...