碳纤维增强复合材料的发展及应用
前言
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和
金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性。碳化过程主要包括放丝、预氧化、低温碳化、高温碳化、表面处理、上浆烘干、收丝卷绕等工序。它比重不到钢的1/4,但强度却非常强。而且其耐蚀性出类拔萃,是新一代增强纤维。碳纤维广泛用于民用、建筑、3.基体材料
由于碳纤维的很多性能是玻璃纤维所不及的,它可以在绝氧气氛下高于3000摄氏度的高温还保持高强度,而玻璃纤维高于700摄氏度的高温下已丧失了强度。所以没有玻璃纤维增强铝、增强陶瓷之类材料。只要工艺得当,碳纤维可以用来增强很多高分子材料、很多金属材料、几乎各种氧化铝、硅酸盐、氧化硅、碳化硅、
氧化硅等陶瓷。碳纤维复合材料除了不透明外又扩展了很多材料和工艺的技术领域。三、碳纤维复合材料工艺简介碳纤维材料硬度高,必须选用硬质很近刀具材料,航空部门在参考国外硬质合金选材基础上经试验认为。其中CFRP树脂基常用树脂、CC复合材料的基体碳、CFRM的常用金属基体和CFRC常用陶瓷基材料。三、碳纤维复合材料工艺简介
碳纤维材料硬度高,必须选用硬质很近刀具材料,航空部门在参考国外硬质合金选材基础上经试验认为
与热固性材料相比,其具有以下优点:
a.
韧性高,抗冲击,
b.
成型工艺简单,加工速度快,可提高工作效率几倍到几十倍
预浸料特性与优点
幅宽可达1600mm,也可分切成75mm、150mm、300mm的预浸带;
具有良好的韧性;
生产过程可以二次涂胶,能满足自动铺带对预浸料粘性和铺覆性的特殊要求;
适用于真空袋、模压、软模、热压罐等工艺成型;
适于低、中、高温固化
预浸料单位面积纤维质量范围为 50g-600g /㎡;
预浸料树脂控制
单向预浸料树脂含量30%-40%±2%
织物预浸料树脂含量40%-60%±3%
c.
容易修补,可多次成型
d.
可以回收重复使用,有利于环保
e.
节省能耗40-60%
f.
预浸料无储存寿命,节约储存和运输成本
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