碳纤维的发展与现状

《碳纤维的发展与现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、人员分工情况资料收集：蔡煜简江婷婷宋爽韵周晓楠张领中英文摘要：蔡煜张领周晓楠内容编写：发展部分简江婷婷宋爽韵现状与差距部分蔡煜张领周晓楠排版校对：简江婷婷宋爽韵宋爽韵20110815023简江婷婷20110815036蔡煜20110815045周晓楠20110815047张领20110815050碳纤维的发展与现状学生：蔡煜简江婷婷宋爽韵周晓楠张领指导老师：秦文峰摘要:简耍介绍了碳纤维的性能、发展丿力史以及在航空航天领域中的应用，同时分析了国内外碳纤维的发展差距，给出了对我国碳纤维发展的建议。关键词:碳纤维;碳纤维复合材料;应用领域;发展差

2、距;发展建议Abstract：Thebriefintroductionoftheperformanceanddevelopmenthistoryandapplicationintheaviation&aerospacefieldofcarbonfiber.theanalysisofthedevelopmentgapofcarbonfiberbetweenhomeandabroad,theadvisesofcarbonfibersdevelopmenttoourcountryaregiveninthispaper.Keywords：carbo

3、nfiber;carbonfibercomposites;applicationterritory;developmentgap;developmentadvises1前言42碳纤维应用的发展与现状42.1发展概况42.2碳纤维在军机屮的应用62.3碳纤维在民机中的应用82.3.1碳纤维在B777上的应用92.3.2碳纤维在A380-800中的应用92.4碳纤维复合材料(CFRP)在航大领域的应用102.4.1碳纤维复合材料在国外航天领域的应用102.4.2碳纤维复合材料在国内航天领域的应用143国内外碳纤维发展差距和建议153.1国内外碳

4、纤维发展差距153.2对我国碳纤维发展的建议163.3结语181前言碳纤维是指含碳量高于90%的无机高分子纤维，一般作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成具有强度高、模量高、重量轻、抗疲劳、耐腐蚀等一系列优异性能的新型复合材料。与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多;它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且耐蚀性出类拔萃。碳纤维根据原丝类型可分为聚丙烯腊(PAN)基、沥青基和粘胶基等3种;根据力学性能可分为通用型、高性能型两种。口前，全世界碳纤维生产屮以聚丙烯睛基为主。碳纤维的主要性能：①

5、密度小、质量轻，密度为1.5〜2g・cnA相当于钢密度的1/4、铝合金密度的1/2;②强度、弹性模量高，其强度比钢人4〜5倍，弹性回复100%;③具有各向异性，热膨胀系数小，导热率随温度升高而卜•降，耐骤冷、急热，即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂；④导电性好，25°C时高模量纤维为775uQ-cmd,高强度纤维为1500uQ•cm1;①耐高温和低温性好，在300CTC非氧化气氛下不融化、不软化，在液氮温度下依旧很柔软，也不脆化；②耐酸性好，对酸呈惰性，能耐浓HC】、叭、H2SO4等侵蚀。此外，还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和

6、使中了减速等特性。但其耐冲击性较差，容易损伤，易在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现彖。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。H碳纤维工业化生产以来，世界各国都特别重视其应用开发。通常，碳纤维不单独使用，而是与塑料、橡胶、金属、水泥、陶瓷等制成高性能的复合材料，该复合材料具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热、导电等优良性质，已在现代工业领域得到广泛应用。随着碳纤维价格的不断降低，其应用范围从满足性能要求高的航空、航天领域逐步向文体和民用领域扩展。⑴2碳纤维应用的发展与现状2.1发展概况只有人们产生了某种

7、需求，才能去认识并制造出一种材料。同样碳纤维最早是为了满足制造优良的灯丝的要求应运而生的。1860年，英国人瑟夫•斯旺将细长的绳状纸片碳化制取碳丝，并以此制作电灯的灯丝，但这项发明未能成功。至1879年，美国人爱迪生将油烟和焦油的混合物做成丝，再碳化制成灯丝，并解决了电灯的相应使用问题，碳丝才在电灯上得到应用。虽然这种碳纤维最终被鸽丝等材料所代替，但是它的特点比如密度小，模量高，耐酸碱，耐氧化是以往的材料所不能比拟的，后来人们不断探索用其它方法来制造碳纤维。20世纪50年代，美国为了研发大型火箭和人造卫星以及全面提升飞机的性能，急需新型结构

8、材料和耐烧蚀材料，使得碳纤维重新出现在新材料的舞台上。美国最先开发出粘胶基碳纤维，应用于耐烧蚀和隔热材料。由于在航空和军事方面的大量应用及性能的不断提升，使得粘胶基碳纤维在一段时