碳纤维复合材料的应用现状及我国碳纤维工业的发展方向_李奇辉

《碳纤维复合材料的应用现状及我国碳纤维工业的发展方向_李奇辉》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ValueEngineering·113·碳纤维复合材料的应用现状及我国碳纤维工业的发展方向ApplicationStatusofCarbonFiberCompositesandtheDevelopmentTrendofCarbonFiberIndustryinChina李奇辉LIQi-hui；刘向阳LIUXiang-yang；房晓斌FANGXiao-bin（中航飞机西安飞机分公司，西安710089）（AVICXi'anAircraftIndustry（Group）CompanyLtd.，Xi'an710089，China）摘要：综述了碳纤维复合材料的性能及特点，从卫

2、星天线、飞机制造、运载火箭、风电叶片及体育器材等多方面，介绍了国内外碳纤维复合材料的应用现状及发展前景，分析了我国碳纤维复合材料的发展方向。Abstract:Thispaperreviewsthepropertiesandcharacteristicsofcarbonfibercomposites,introducestheapplicationstatusanddevelopmentprospectofcarbonfibercompositesinChinaandabroadfrommanyaspects,suchassatelliteantenna,aircraf

3、tmanufacturing,launchvehicle,windturbinebladeandsportsequipment,andanalyzesthedevelopmenttrendofcarbonfibercompositesinChina.关键词：碳纤维复合材料；性能及特点；应用现状；发展方向Keywords:carbonfibercomposites；propertiesandcharacteristics；applicationstatus；developmentdirection中图分类号：V258+.3文献标识码：A文章编号：1006-4311（20

4、16）17-0113-03DOI:10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2016.17.0410引言表1常用结构材料的力学性能比较碳纤维复合材料是20世纪比刚度比强度抗拉伸模抗拉伸强密度/60年代崛起的一种新型材料，它材料体系GPa/MPa/量/GPa度/MPa（g·cm-3）（g·cm-3）（g·cm-3）是一种以聚丙烯腈（PAN）、粘胶纤维、沥青等为原丝，经预氧化铝合金724202.826.0151和碳化制得的含碳量90%以上钢（结构用）20612007.826.0153的耐高温、高强度、高模量的特玻璃纤维/聚酯单向板4812452.024.06

5、23种材料。其中，以聚丙烯腈（PAN）织物225502.011.0275基为基体的复合材料力学性能T300碳纤维/环氧树脂单向板13017601.681.01100优良，应用领域广泛，是当今碳结构铺层608101.638.0506T700碳纤维/环氧树脂单向板13021001.681.01310纤维中的主要产品，其产量约占结构铺层6010101.638.0631全球所有碳纤维总产量的90%以上。[1]万吨，占全世界1/4，我国已发展为碳纤维复合材料的主要与传统的金属材料相比，碳纤维复合材料具有密度消费大国。小、比强度/比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳、耐高温、便于设计、1.1

6、卫星天线易于大面积整体成型加工等优点。如表1所示，碳纤维复碳纤维复合材料热膨胀系数极小，热稳定性好，在温合材料密度约为钢的1/5，铝合金的1/2，而比强度和比模度急剧变化的太空环境中仍然能够保持稳定的外形。目量远高于2者，且随着技术的不断提升，碳纤维复合材料前，大型抛物面天线普遍采用高强度和高刚度的复合材料性能进一步提高。蜂窝夹层结构，能承受主动段的静、动力载荷，以及良好的因为碳纤维复合材料优异的性能，其在生产生活中得[4]微波反射特性等。如美国ACTS通讯卫星（图1所示）上到日益广泛的应用，本文从碳纤维复合材料在卫星天线、装配的各种用途的反射天线、接收天线、遥控天线

7、和C波飞机制造、运载火箭等多方面应用，介绍了当前碳纤维复段全向天线等普遍采用复合材料蜂窝夹层结构。合材料应用现状，对新的加工工艺方法进行了介绍，并在[5]在我国自行研制的卫星天线结构中，也已经大量采此基础上分析了我国碳纤维工业的发展方向。用碳纤维复合材结构。卫星的主体骨架结构、外壳结构、太1碳纤维复合材料应用现状阳能电池板组件、桁架结构、天线结构、仪器安装板和支架碳纤维复合材料因其独特、卓越的性能，在人们的生结构等部位都广泛使用了碳纤维复合材。产、生活中得到越来越广泛的应用。据统计，2013年全球1.2飞机制造碳纤维总用量4.6万吨，其中工业占65%