復合材料(Material)由增強相和基體兩部分構成,基體相起到傳遞(transmission)應力的作用,一般為金屬、陶瓷(原料:非金屬礦物)、樹脂(Resin)聚合物,增強材料有纖維、顆粒、晶需三種形態(pattern),其主要作用是承受載荷。碳纖維復合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。碳(C)纖維是高性能復合材料最常用、最重要的增強相,可以和多種材料復合,這篇文章小編就來講一下碳纖維增強復合材料的分類。
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碳(C)纖維增強樹脂(Resin)基復合材料(Material):它是目前最先進的復合材料之一,也是使用的最多的碳纖維復合材料。上世紀60、70年代,碳纖維增強樹脂基復合材料開始投入使用,現在技術已經非常成熟了。使用領域包括航天軍工、汽車高鐵、醫療器械、體育用品、機械制造。
碳(C)纖維增強陶瓷(原料:非金屬礦物)基復合材料(Material):和陶瓷材料相比,碳纖維增強陶瓷基復合材料在保持了原有優異性能的基礎上,還具有較好的韌性和力學性能,當受到較大外力,碳纖維能有效阻止裂紋在陶瓷基體中擴展,并進一步改變陶瓷的脆性斷裂(fracture)形態(pattern)。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。它主要應用于航空發動機等領域。
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碳(C)纖維增強碳復合材料:耐腐蝕性強、耐摩擦性好、質量輕、熱抗沖擊性能好,作為結構件和功能材料一般應用在化工、冶煉金屬和生物工程(Engineering)領域。碳纖維復合材料在復合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進,使其復合材料領域呈現出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復合材料。它在軍事領域也有廣泛(extensive)的應用,作為耐熱材料被用于火箭噴管、導彈候襯托以及飛行器隔熱層等。另外由于碳材料與生物組織具有天然的生理相容性,它也可以作為生物材料用于人造器官, ;心臟瓣膜 ;就是采用這種材料制成的。
碳(C)纖維增強金屬基復合材料(Material):它的基體一般是鎂、鋁(Al)、鈦(Ti)或其合金(alloy),與原有的金屬材料相比,加入了增強碳纖維復合材料后在比強度(strength)和比模量方面顯著(striking)提升。其中,鋁基復合材料應用最廣泛(extensive),相關(related)技術最成熟。
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