碳纤维增强复合材料概述.doc

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碳纤维增强复合材料概述
摘要：本文对碳纤维增强复合材料进展了介绍，详细介绍了其优点和应用。并对碳纤维复合材料存在的问题提出建议。
关键字：碳纤维，复合材料，应用
Abst出复合材料在航空航天领域内的重要地位。 不仅如此，其他如汽车、海运、交通等与运行速度要求有关的部门都会因采用复合材料而大为受益。
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2〕材料性能的可剪裁性〔tailorability〕
大多数 CFRP 可通过设计增强纤维的取向与用量来对结构材料的性能实行剪裁， 达到性能最优化。例如，可把复合材料设计成在主受力方向上有足够的纤维取向来承受载荷， 其他方向有适当的纤维来承受剪切载荷或其他载荷， 而这种多纤维取向结构的成型又可通过不同的成型技术来完成。 复合材料的这种性能可剪裁性， 不仅可提高材料的使用效率， 而且有助于从材料到结构的设计和制造实行一体化，既简化了制造程序，又降低了制造本钱。
3〕成型工艺的多项选择择性
复合材料技术经过几十年的开展， 到现在有数十种不同的成型工艺可供选择，如热压罐、模压、纤维缠绕、树脂传递模塑〔RTM〕、拉挤、注射、喷塑、 搓管以与大型复杂部件的共固化整体成型技术等，实际应用时可根据构件的性能、材料种类、产量规模和本钱等因素选择最适合的成型方案。
4〕良好的耐疲劳性能
层压的 CFRP 对疲劳裂纹扩X有“抑制〞作用，这是因为当裂纹由外表向内层扩展时，到达某一纤维取向的层面时， 会使裂纹扩展在该层面内呈现断裂发散，这种特性使得 CFRP的疲劳强度大为提高。研究明确钢和铝的疲劳强度是静力强度的50%，而 CFRP 可达90%。
5〕良好的抗腐蚀性
由于 CFRP 的外表是一层高性能的环氧树脂或其他树脂塑料，因而具有良好的耐酸、耐碱与耐其他化学腐蚀性介质的性能。 这种优点使 CFRP在未来的电动汽车或其他有抗腐蚀要求的领域上应用具有很强的竞争力。
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碳纤维复合材料制造的壳体具有强度高、 刚度大、尺寸稳定等特点,因此,碳纤维复合材料可用于新型陆基机动固体洲际导弹一 二、三级发动机壳体、新一代中程地地战术导弹发动机壳体[3]。如美国侏儒小型地对地洲际弹道导弹三级发动机燃烧壳体由IM- 7 碳纤维/HBRF- 55A 环氧树脂缠绕制作, 壳体容器特性系数 PV/W
39KM; 三叉戟 ( D5)第一、二级固体发动机壳体采用碳/环氧制作,其性能较凯芙拉/环氧提高 30% 。爱国者导弹与其改良型,其发动机壳体开始采用D6AC 钢,到 PAC- 3导弹发动机上已经采用了T800 纤维/环氧复合材料。此外,由美国陆军负责开发的一种新型超高速导弹系统中的小型动能导弹( CKEM) ,其壳体采用了T1000 碳纤维/ 环氧复合材料, 使发动机的质量比达到0. 82。碳/酚醛复合材料是目前树脂基扩X段、收敛段最常用的防热材料。如国外应用碳/酚醛材料作为喷管防热构件的型号有： MX 系列、 三叉戟
( C4)、 三叉戟
( D5) 第一和二级发动机的喷管扩X段和防热环、侏儒导弹第一和二级发动机喷管的扩X段和防热环、侏儒导弹第三级发动机喷管的防热环等,