碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料概述(完整版)
【正文】 是目前最先進(jìn)的復(fù)合材料之一。通常將組成復(fù)合材料的材料或原材料稱之為組分材料 （constituent materials），它們可以是金屬陶瓷或高聚物材料。對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料而言，組分材料包括基體和增強(qiáng)體，基體是復(fù)合材料中的連續(xù)相， 其作用是將增強(qiáng)體固結(jié)在一起并在增強(qiáng)體之間傳遞載荷；增強(qiáng)體是復(fù)合材料中承載的主體，包括纖維、顆粒、晶須或片狀物等的增強(qiáng)體，其中纖維可分為連續(xù)纖維、長(zhǎng)纖維和短切纖維，按纖維材料又可分為金屬纖維、陶瓷纖維和聚合物纖維，而目前用得最多的和最重要的是碳纖維[1]。它可以兼顧碳纖維和基體的性能而成為綜合性能更為優(yōu)異的工程結(jié)構(gòu)材料和具有特殊性能的功能材料。 業(yè)內(nèi)專家指出，飛機(jī)自重每減少 1 kg，相當(dāng)于五百萬(wàn)美元的累積經(jīng)濟(jì)效益，由此可以看出復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的重要地位。 5）良好的抗腐蝕性 由于 CFRP 的表面是一層高性能的環(huán)氧樹(shù)脂或其他樹(shù)脂塑料，因而具有良好的耐酸、耐堿及耐其他化學(xué)腐蝕性介質(zhì)的性能。如國(guó)外應(yīng)用碳/酚醛材料作為噴管防熱構(gòu)件的型號(hào)有： MX 系列、 三叉戟( C4)、 三叉戟( D5) 第一和二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管擴(kuò)張段和防熱環(huán)、侏儒導(dǎo)彈第一和二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的擴(kuò)張段和防熱環(huán)、侏儒導(dǎo)彈第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的防熱環(huán)等, 俄羅斯的白楊M戰(zhàn)略導(dǎo)彈的第一、二級(jí)固體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管擴(kuò)張段也采用碳/酚醛材料作為防熱材料。碳纖維復(fù)合材料在空間技術(shù)上的應(yīng)用, 國(guó)內(nèi)也有成功范例,如我國(guó)的第一顆實(shí)用通信衛(wèi)星應(yīng)用了碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料拋物面天線系統(tǒng)。從碳纖維產(chǎn)業(yè)的源頭到最終產(chǎn)品， 真正擁有完整研發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程的單位不多， 技術(shù)水平同國(guó)外相比差距較大。 6）目前國(guó)內(nèi)缺乏具有工程孵化特征的研發(fā)基地。 3）集中力量進(jìn)行高端碳纖維的技術(shù)和質(zhì)量攻關(guān)。低成本成型技術(shù)是碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向， 目前我國(guó)存在的主要問(wèn)題是高端的航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的低成本成型技術(shù)尚處于試驗(yàn)階段，未能形成規(guī)模化生產(chǎn)，其他應(yīng)用領(lǐng)域特別是在航海及風(fēng)電應(yīng)用領(lǐng)域， 有待于提高低成本成型技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和規(guī)模。此外, 高性能碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在空間技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,將會(huì)簡(jiǎn)化飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減輕結(jié)構(gòu)重量并降低飛行器的起飛重量,對(duì)于大幅提高空間飛行器的性能和壽命、降低成本有著重要意義。4. 歲月是無(wú)情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時(shí)，你的回憶里才會(huì)多一些色彩斑斕，少一些蒼白無(wú)力。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。 2）重點(diǎn)發(fā)展集設(shè)計(jì)、材料成型和配套保障的技術(shù)體系，加快發(fā)展紡織用復(fù)合材料的液態(tài)成型技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)（如纖維纏繞、拉擠、編織、絲束鋪放、隔膜成型、自動(dòng)成套裁減、激光樣板等）；發(fā)展高效率的非熱壓罐固化技術(shù)，如微波、電子束、超聲波、X射線等新固化技術(shù)[7]。 4）發(fā)展高強(qiáng)度的碳纖維聚丙腈前驅(qū)體原絲生產(chǎn)技術(shù)，建立全方位質(zhì)量保證體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系，重點(diǎn)發(fā)展原絲原材料入廠檢驗(yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)過(guò)程中工藝參數(shù)優(yōu)化和穩(wěn)定性控制等質(zhì)量保證體系，保證批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定， 在此基礎(chǔ)上形成大規(guī)模產(chǎn)能并建立碳纖維原材料生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈。因此，我國(guó)需要一個(gè)以產(chǎn)業(yè)化為目的、以科研院所技術(shù)力量為主導(dǎo)、 企業(yè)積極參與的具有工程孵化功能和特征的研發(fā)基地。 3）以應(yīng)用牽頭，帶動(dòng)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體制未健全， 以往國(guó)內(nèi)航空航天高端產(chǎn)品應(yīng)用主要依賴進(jìn)口，而國(guó)產(chǎn)碳纖維得不到應(yīng)用，因此也就得不到改進(jìn)和提高的機(jī)會(huì)。 我國(guó)的碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料研制起步于20世紀(jì)60 年代末，至今已有 40 多年的發(fā)展歷程，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造加工、產(chǎn)品應(yīng)用及人才培養(yǎng)等方面都取得了很大進(jìn)步， 但是同先進(jìn)國(guó)家相比仍有很大差距，尤其近年來(lái)，由于西方國(guó)家的快速發(fā)展，這種差距還有加大的趨勢(shì)。九五期間,本所與華東理工大
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