碳纤维增强复合材料
(仅供参考)碳纤维及碳纤维增强复合材料
预氧化纤维是一种中间产品，常用来织布，织带再进行 炭化生产炭布，炭带。 大量生产的品种为800~1900℃的炭纤维， 石墨纤维的使用场合较少，常把它看成炭 PAN基碳纤维
炭 绳
由碳纤维编绕而成，具有强度高重量轻，耐热性好，热膨胀 系数小等特点，是高温炉隔热材料的必备配料。还可用做 导电电极等。
4)炭布：分编织炭布和无纬炭布。编织布由原纤维织布再预 氧化和炭化；无纬布生产是在专用的织机上对一排平铺的原 纤维每隔一段距离加入一根纬线(如涤纶丝)，然后进行连续 预氧化和炭化。无纬炭布炭化后一般马上浸以树脂，制成预 浸胶无纬布使用。 5)炭毡：由粘胶丝织成的毡，在惰性气体中经过受控制的炭 化而制得。
（l）催化浸渍。催化浸渍主要是浸渍催化脱水剂 （2）预氧化工序主要是在催化剂的作用下进行脱水、热裂和结 构转化，使白色粘胶纤维转化为黑色预氧丝．并赋予其阻燃性。 (3)低温碳化工序发生的反应主要是深度脱水、热裂和芳构化,此 时逸出的废气和产生的焦油相当多。 (4)高温碳化工序产生的废气和焦油就少得多 浸渍催化剂和预氧化处理是制 造粘胶基碳纤维的 重要工序，是由有机纤维粘胶丝转化为无机碳纤维的关键所在。
商品种类
1)短纤维：单根D=5~10微米，每股有1000~10000根单丝； 2)连续长纤维：D=5~10微米，每股有1000~10000根，长度 100~1000米； 3)炭带：由炭纤维丝编织而成；
碳纤维按性能可以分为 高强度、高模量碳纤维、活性炭纤维和离子交换碳纤。
大丝束碳纤维是指每束碳纤维的根数等于或大于 46000—48000根，即每束≥46K一48K的碳纤维。而 1000 根、3000根、6000根、12000根以及24000根即1K、3K、 6K、12K、24K的碳纤维则称为小丝束碳纤维。 大丝束的生产对前驱体要求较低，产品成本低，非常 适合一般民用工业领域。而小丝束的生产追求高性能 化，代表世界碳纤维发展的先进水平。
碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势
碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势碳纤维增强复合材料是一种具有轻质、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优点的新型复合材料，已经广泛应用于航天航空、汽车、船舶、体育器材等领域。
近年来，随着科技的发展和需求的增加，碳纤维增强复合材料技术也在不断进步，呈现出以下发展现状和趋势。
1.材料性能提升：随着碳纤维及复合材料制备技术的不断改善，碳纤维增强复合材料的力学性能得到了极大的提升。
例如，新型的高性能碳纤维材料具有更高的拉伸强度和模量，可以满足更高的工程性能要求。
2.成本降低：由于碳纤维和树脂材料的价格较高，导致碳纤维增强复合材料的成本相对较高。
为了降低成本，正在研究开发更加经济实用的碳纤维制备技术，比如通过改变纤维结构、调整成纤维化学组成等方式降低成本。
3.制备工艺改进：为了更好地满足不同工程应用的需求，人们正在不断改进碳纤维增强复合材料的制备工艺。
例如，采用新的纤维排列方式、改变纤维束的堆放方式等，可以提高材料的强度、断裂韧性和耐疲劳性。
4.新型纤维增强材料的研发：除了传统的碳纤维增强复合材料，人们还在研究开发其他类型的纤维增强材料，如陶瓷纤维、金属纤维等。
这些新型纤维材料可以通过与树脂组合使用，进一步提高复合材料的力学性能和耐高温性能。
5.应用领域的拓展：碳纤维增强复合材料已经成功应用于航空航天和汽车行业，而随着技术的进步，复合材料的应用领域将进一步拓展。
例如，在新能源领域，碳纤维增强复合材料可以用于制造风力发电机叶片和光伏支架；在医疗器械领域，可以制备高性能的假体和支架等。
总之，碳纤维增强复合材料技术在不断发展中，其性能提升、成本降低、制备工艺改进、新型材料研发和应用领域拓展等方面都显示出明显的趋势。
这一技术的进步将进一步推动碳纤维增强复合材料在各个领域的应用，并为新材料和新技术的研发提供更加广阔的空间。
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析
碳纤维增强复合材料制备及其力学性能分析碳纤维增强复合材料是一种高性能的工程材料，其力学性能优异，因此广泛应用于汽车、航空航天、体育器材等众多领域。
本文将对碳纤维增强复合材料的制备及其力学性能进行分析。
一、碳纤维增强复合材料制备碳纤维增强复合材料的制备过程包括预处理、预浸、挤出成型和固化四个步骤。
1.预处理首先要进行的是碳纤维的表面处理，以提高其在树脂中的分散度和界面性能。
通常采用的表面处理方法有电弧放电、等离子体处理和化学处理等。
2.预浸将经过表面处理的碳纤维放置在树脂浸润槽中，使其充分浸润，形成预浸料。
预浸料的配方通常是30%～50%的树脂，剩余为固体颗粒如碳纤维、填充料和固化剂等。
3.挤出成型将预浸料置于挤出机中进行挤出成型。
通过不断旋转的螺旋挤出头，将材料挤出并压实，形成成型件。
挤出过程中需要控制温度和压力，以保证成型件质量。
4.固化将挤出成型的件放入固化炉中进行固化。
通常固化时间和温度均需控制，以保证材料的固化度和力学性能。
二、碳纤维增强复合材料力学性能分析碳纤维增强复合材料具有很高的强度、刚度和低密度等优点，因此应用领域十分广泛。
其力学性能通常分为强度、刚度和疲劳三个方面。
1.强度碳纤维增强复合材料的强度具体可分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度和弯曲强度等。
其中，拉伸强度是该材料的最大强度指标，引强强度也是一个很好的指标。
此外，断裂韧性、夹层剪切强度和冲击强度也是衡量强度的指标。
2.刚度碳纤维增强复合材料的刚度主要指该材料的弹性模量和剪切模量。
弹性模量是衡量该材料抵抗形变能力的能力指标，即杨氏模量，剪切模量则是衡量该材料抵抗剪切、扭矩变形能力的能力指标。
3.疲劳碳纤维增强复合材料的疲劳指标分为疲劳极限、疲劳损伤阈值和疲劳寿命。
其中，疲劳极限是材料能承受的最大循环载荷，疲劳损伤阈值是指材料的循环载荷量，其导致的裂纹扩展损伤是初始裂纹尺寸的特定百分比。
总之，通过合理的制备和分析，碳纤维增强复合材料可以具有优异的力学性能，为各种领域的工程应用带来创新和改变。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究
碳纤维增强复合材料的力学性能研究随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高，碳纤维增强复合材料作为一种新型材料，逐渐受到了人们的关注和研究。
碳纤维增强复合材料的优点在于具有轻质、高强和高刚性等特点，因此在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将围绕碳纤维增强复合材料的力学性能展开讨论，并分析其优点与不足。
一、碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料是由无定形材料和纤维增强材料组成的一种粘合材料。
其力学性能是影响使用效果的重要因素。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能主要表现在强度、刚度、韧度和疲劳寿命等方面。
下面将对这些方面进行详细讨论。
1. 强度碳纤维增强复合材料的强度是指在外力作用下，材料发生断裂前所能承受的最大应力。
由于其结构特殊，具有纤维对外界应力的抗拉能力，因而其强度很高。
实验表明，碳纤维增强复合材料的抗拉强度约为1500 MPa。
而同样条件下的钢材和铝材抗拉强度只有400 MPa左右，而且在高温、腐蚀等恶劣环境下，铝材和钢材的强度更低，而碳纤维增强材料的强度不变，还会增加。
2. 刚度碳纤维增强复合材料的刚度是指在外界力作用下，材料抵抗形变的能力。
由于其纤维本身刚度很高，因此材料的刚度也很高。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的弹性模量约为210 GPa，而同样条件下的钢材和铝材弹性模量分别为200 GPa 和70 GPa左右。
因此，在需要使用刚度较高的场合下，碳纤维增强复合材料具有较好的应用前景。
3. 韧度碳纤维增强复合材料的韧度是指在受力时，材料离开弹性阶段到断裂之前所需要的功。
与强度和刚度不同，碳纤维增强复合材料的韧度较低。
这是由于该材料虽然具有纤维与增强材料的双重优势，但其内部结构复杂度很高，存在许多微小裂缝，因此材料整体的韧性有所下降。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的韧度约为25-50 kJ/m2，而同样条件下的钢材和铝材韧度分别为200 kJ/m2和10-20 kJ/m2左右。
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究
碳纤维增强复合材料的制备与性能研究引言：碳纤维增强复合材料是一种具有高性能和轻质化特点的新材料，广泛应用于航空航天、汽车、船舶和体育器材等领域。
本文将从碳纤维的制备方法、复合材料的制备工艺以及其性能研究等方面进行探讨。
一、碳纤维的制备方法碳纤维是一种由高度纯净的碳素原料制备而成的纤维。
目前常用的制备方法主要有聚丙烯腈纤维炭化法、沥青纤维炭化法和煤沥青纤维炭化法。
聚丙烯腈纤维炭化法是最常用的制备碳纤维的方法，其过程包括聚合、纺丝、预氧化、炭化和高模拉伸等步骤。
该方法制备的碳纤维具有较好的力学性能和电导率，广泛应用于航空航天领域。
沥青纤维炭化法利用含碳的原料，如煤沥青或石油沥青，制备碳纤维。
该方法具有制备工艺简单、成本低的优点，但碳纤维的力学性能相对较低。
煤沥青纤维炭化法是一种利用煤沥青作为碳纤维原料的方法。
通过将煤沥青纺丝成丝线，然后炭化处理得到碳纤维。
这种制备方法的碳纤维具有竖直排布的孔隙结构，结构独特，但强度较低。
二、复合材料的制备工艺碳纤维增强复合材料的制备工艺是将碳纤维与树脂复合而成的一种新型材料。
制备过程主要包括预处理、层叠和固化等步骤。
预处理是指对碳纤维进行表面处理，以增强其与树脂的粘结能力。
常用的方法有碱处理和氧等离子体处理。
碱处理可以使碳纤维表面形成羟基官能团，提高粘结性能。
而氧等离子体处理可以增加碳纤维表面的活性基团，提高其化学反应性。
层叠是将预处理过的碳纤维与树脂按照设计要求进行层叠，形成复合材料的初始结构。
层叠可以通过手工层叠和机械层叠两种方式进行，手工层叠适用于小批量生产，机械层叠适用于大规模生产。
固化是指将层叠好的碳纤维与树脂的复合材料放入固化设备中，在一定的温度和压力下进行固化反应。
固化过程中，树脂将热固化，与碳纤维形成牢固的化学键，使复合材料具有较好的力学性能和稳定性。
三、性能研究碳纤维增强复合材料的性能主要包括力学性能、热性能和导电性能等。
力学性能是衡量复合材料强度和刚度的重要指标，包括拉伸、弯曲和剪切等性能。
碳纤维增强复合材料概述doc
碳纤维增强复合材料概述doc碳纤维增强复合材料由碳纤维和树脂基体构成，是一种具有高强度、低密度、高刚度和耐腐蚀性能的先进材料。
它的独特性能使其在航空航天、汽车、体育器材等领域得到广泛应用。
本文将对碳纤维增强复合材料的制备方法、性能特点及应用领域进行概述。
碳纤维增强复合材料的制备方法有两种主要的工艺路线，分别是预浸法（或称预浸料法）和干法。
在预浸法中，碳纤维将预先浸渍于树脂基体中，然后通过热固化或光固化过程，使其形成固态复合材料。
而在干法制备中，碳纤维和树脂基体分别以纤维片和树脂薄膜的形式制备，并通过层叠和热压等工艺将其结合在一起。
碳纤维增强复合材料具有许多出色的性能特点，其中最显著的就是其很高的强度和刚度。
与传统的金属材料相比，碳纤维复合材料的强度和刚度可以提高数倍甚至数十倍。
此外，碳纤维的密度非常低，使得复合材料具有较轻的重量。
这种轻量化的特性使得碳纤维复合材料成为飞机、汽车等领域的理想选择，能够降低能源消耗和减少环境污染。
另外，碳纤维增强复合材料还具有较高的耐腐蚀性能。
碳纤维本身具有优异的抗腐蚀能力，而且复合材料的树脂基体能够有效隔离外界湿气和化学物质的侵蚀，从而提高材料的耐腐蚀性。
这使得碳纤维复合材料在海洋、化工等腐蚀性环境下具有广阔的应用前景。
碳纤维增强复合材料的应用领域广泛。
在航空航天领域，碳纤维复合材料被广泛应用于飞机机身、翼梁、尾翼等部件中，以降低重量和提高强度，同时提高燃料效率和航程。
在汽车领域，碳纤维复合材料可以用于车身、底盘等部件的制造，以提高车辆的性能和安全性。
此外，碳纤维复合材料还被用于制作体育器材、建筑材料等。
总之，碳纤维增强复合材料是一种具有优异性能的先进材料，其高强度、低密度、高刚度和耐腐蚀性能使其在各个领域具有广泛应用前景。
随着科技的不断进步，碳纤维增强复合材料将会在更多的领域发挥重要作用，推动现代工业的发展和进步。
碳纤维增强复合材料力学性能的有限元模拟分析
碳纤维增强复合材料力学性能的有限元模拟分析引言：碳纤维增强复合材料是一种重要的结构材料，具有高强度、低密度和优异的耐腐蚀性能。
为了更好地理解和预测这种材料的力学性能，有限元模拟成为一种有效的工具。
本文将探讨碳纤维增强复合材料的力学性能及其有限元模拟分析方法。
1. 碳纤维增强复合材料的力学性能碳纤维增强复合材料由碳纤维和基体材料组成，具有独特的力学性能。
首先，碳纤维的高强度和高模量使得复合材料具有出色的抗拉强度和刚度。
其次，由于碳纤维和基体的界面结合紧密，复合材料还表现出较好的层间剪切性能。
此外，碳纤维增强复合材料的疲劳强度和耐冲击性也远远优于传统金属材料。
2. 有限元模拟在力学性能分析中的应用有限元模拟是一种计算方法，通过将复杂结构离散为数学模型，基于力学原理求解结构的应力和变形分布。
在碳纤维增强复合材料力学性能分析中，有限元模拟被广泛应用。
首先，可以通过有限元模拟研究复合材料在静力载荷下的应力分布和应变响应，从而评估其强度和刚度。
其次，有限元模拟还可以模拟在动力载荷下复合材料的疲劳寿命和冲击行为，并优化复合材料的设计和性能。
3. 有限元模拟参数的选择在进行碳纤维增强复合材料力学性能的有限元模拟时，需要选择合适的模拟参数。
首先，应选择适当的网格划分，以保证模型几何形状和表面质量的准确性。
其次，需要确定材料的力学性能参数，如弹性模量、剪切模量和层间剪切强度等。
对于复合材料的层间剪切强度，通常需要进行微观结构分析以获取准确的数值。
此外，外界加载条件（如温度、湿度等）也需要考虑进来以获得可靠的模拟结果。
4. 有限元模拟分析的挑战和进展尽管有限元模拟在碳纤维增强复合材料力学性能分析中具有重要的应用前景，但仍面临一些挑战。
首先，材料的非线性和各向异性使得模拟计算的复杂度增加。
其次，复合材料的失效机制与金属材料有所不同，需要改进模型和算法以准确地预测结构破坏行为。
此外，对于复合材料的疲劳和寿命预测，还需要开展更多的试验和验证以提高模拟的准确性。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。
碳纤维是一种轻质高强度的纤维材料，具有优异的力学性能和化学稳定性。
树脂基体则起到粘结和保护纤维的作用。
CFRP因其高强度、高刚度、耐腐蚀和轻质的特点，被广泛应用于航空航天、运动器材、汽车和建筑等领域。
CFRP具有优异的力学性能。
碳纤维的强度和刚度远高于传统金属材料，因此CFRP的拉伸和弯曲强度也相对较高。
此外，碳纤维具有较低的线膨胀系数，使得CFRP具有优秀的尺寸稳定性和热稳定性。
另外，碳纤维还具有优异的疲劳性能，能够承受长期的使用和重复的载荷。
CFRP的轻质特性使之成为代替金属的理想材料。
相比于传统金属材料，CFRP的密度只有其一半左右，因此在重量要求较高的领域（如航空航天）具有非常大的优势。
在汽车行业中，使用CFRP可以降低车辆的整体重量，提高燃油效率和续航里程。
CFRP还具有良好的耐腐蚀性能。
相比于金属材料容易受到氧化和腐蚀的影响，CFRP不容易受到化学物质的侵蚀。
这使得CFRP在恶劣环境下可以更好地保持其性能稳定性。
然而，CFRP也存在一些不足之处。
首先，CFRP的成本相对较高，主要是由碳纤维的制备和树脂的浸润过程所导致的。
其次，CFRP容易受到挤压、冲击和断裂的影响，而且一旦损坏很难修复。
此外，CFRP的导电性较差，限制了其在一些领域的应用。
为了克服这些不足，研究者们正在不断研发改进CFRP的制备技术和性能。
近年来，采用3D打印、自组装和纳米复合等新技术制备CFRP的研究逐渐增多。
这些方法可以有效地降低CFRP的成本，提高其性能。
此外，通过在复合材料中引入导电纳米材料，可以使CFRP具有良好的导电性能，从而扩展其应用范围。
综上所述，碳纤维增强复合材料是一种具有高强度、高刚度、轻质和耐腐蚀性能的材料。
尽管CFRP存在一些不足，但随着技术的不断进步，相信CFRP在未来将有更广泛的应用前景。
碳纤维增强复合材料的力学性能和设计
碳纤维增强复合材料的力学性能和设计一、什么是碳纤维增强复合材料在现代工业生产中，碳纤维增强复合材料是一种非常重要的新型材料，它不仅具有轻质、高强、高刚度等优良的物理力学性能，而且还具有较好的耐腐蚀性、耐磨性以及绝缘性。
碳纤维增强复合材料是由碳纤维和树脂、金属等复合材料制成的，这样的材料在现代航空、汽车、轨道交通、电子科技、船舶制造、体育器材等领域得到广泛的应用。
二、碳纤维增强复合材料的力学性能1、高强度：碳纤维的特殊结构和生长过程使得其具有很高的强度，而且这种强度与单向排列方向有很大关系。
因此，增强材料大多用于单向、对角和斜交等布局。
2、高刚度：材料的刚度是各个方向上的刚度之和，因此确定各向异性对基体中碳纤维增强材料的刚度起着决定性作用。
在各向同性材料的情况下，碳纤维增强材料通常具有比基体材料高几倍甚至十倍以上的刚度。
3、疲劳寿命较长：碳纤维增强材料的疲劳性能比其他材料要好，能够承受数百万次循环载荷，而且具有较长的使用寿命。
4、耐磨性强：碳纤维增强材料具有较高的物理力学性能，因此具有很强的耐磨性，特别适合用于制造高速运动的器械。
三、碳纤维增强复合材料的设计1、确定应用载荷：设计时必须要先明确碳纤维增强复合材料所要承受的载荷种类，包括静载和动载。
2、确定应变水平：应变水平是材料破坏的重要参数之一，针对不同应变水平设计不同的材料也是十分必要的。
合适的应变水平设计可以确保材料在特定要求下具有最佳性能。
3、确定强度参数：材料的强度是指承受载荷时材料破坏的极限值。
因此，通过实验和仿真计算来得到材料的破坏极限值，再以此为依据来确定设计强度决策。
4、考虑制造成本：设计材料必须要考虑到成本因素，包括制造、运输、安装等费用。
因此，在涉及到大批量生产时，提前考虑到成本问题十分重要，可以有效降低生产成本。
四、结论碳纤维增强复合材料在现代工业生产中具有十分广泛的应用，由于其具有很高的物理力学性能，设计时需要考虑的因素也比较多。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料
首先，碳纤维增强复合材料由碳纤维和树脂基体组成。
碳纤维
是一种高强度、高模量的纤维材料，具有优异的力学性能。
而树脂
基体则起到了粘合和保护碳纤维的作用。
常见的树脂基体包括环氧
树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等。
碳纤维和树脂基体经过复合工艺，可以形成具有优异性能的碳纤维增强复合材料。
其次，制备碳纤维增强复合材料的工艺包括预浸料成型、手工
层叠成型和自动化成型等。
其中，预浸料成型是一种常用的工艺方法，其过程是将碳纤维与树脂预浸料预先混合，然后通过模具成型、固化等工艺步骤，最终得到碳纤维增强复合材料制品。
另外，自动
化成型技术的发展也为碳纤维增强复合材料的大规模生产提供了可能。
碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优异性能。
其拉伸强度和弹性模量分别是钢的2-5倍和5-10倍，而密度却只有
钢的1/4。
因此，碳纤维增强复合材料在航空航天、汽车、船舶等
领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，碳纤维增强复合材料被
用于制造飞机机身、机翼、尾翼等部件，可以减轻飞机重量，提高
燃油效率。
在汽车领域，碳纤维增强复合材料被用于制造车身、底
盘等部件，可以提高汽车的安全性能和燃油经济性。
在船舶领域，碳纤维增强复合材料被用于制造船体、桅杆等部件，可以提高船舶的航行速度和耐久性。
综上所述，碳纤维增强复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着材料科学技术的不断发展，碳纤维增强复合材料将在更多领域得到应用，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用
碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用一、引言航空航天工业一直是技术创新的引领者，对材料的要求也一直非常严苛。
随着科技的发展，碳纤维增强复合材料作为一种优异的材料，逐渐得到航空航天领域的重视和应用。
二、碳纤维增强复合材料的特性碳纤维增强复合材料由纤维和基体组成，具有轻质、高强度、高刚度等特点。
其中，碳纤维作为增强体，可以实现高强度和高模量的需求；基体则可以提供耐久性和耐热性。
相比于传统金属材料，碳纤维增强复合材料具有更低的密度，可以显著降低航空器的重量，从而提高航空器的燃油效率。
三、碳纤维增强复合材料在航空领域的应用1. 飞机结构件碳纤维增强复合材料在飞机结构件中的应用日益广泛。
例如，飞机机身部件、机翼、垂直尾翼等可以使用碳纤维增强复合材料制造，从而减轻整个飞机的重量。
与传统金属结构相比，碳纤维增强复合材料的强度和刚度更高，可以实现更高的载荷和更好的稳定性。
2. 发动机零部件碳纤维增强复合材料在航空发动机零部件中也有广泛应用。
例如，风扇叶片、低压涡轮叶片、燃烧室构件等都可以采用碳纤维增强复合材料制造。
相比于传统的镍基合金材料，碳纤维增强复合材料具有更好的高温性能和更高的疲劳寿命，可以提高发动机的效率和可靠性。
3. 航天器部件在航天器部件中，碳纤维增强复合材料也发挥着重要作用。
例如，航天器的外部保护罩、热控制结构等部件可以采用碳纤维增强复合材料制造，以提高航天器的耐热性和抗高温气流的能力。
此外，碳纤维增强复合材料还可以应用于航天器的结构框架和传感器支撑结构等领域。
四、碳纤维增强复合材料的挑战与前景尽管碳纤维增强复合材料在航空航天领域取得了显著的应用成果，但仍面临一些挑战。
首先，其生产成本较高，限制了大规模应用。
其次，碳纤维增强复合材料的损伤检测和维修也相对困难。
此外，随着航空器规模的不断扩大，对碳纤维增强复合材料的性能要求也不断提高，需要更高强度、更高刚度和更好的耐久性。
然而，碳纤维增强复合材料仍然具有广阔的前景。
碳纤维增强复合材料的制备及其应用
碳纤维增强复合材料的制备及其应用碳纤维增强复合材料（CFRP）是一种新型材料，具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车、体育器材等领域有着广泛的应用。
本文将介绍CFRP的制备方法及其应用。
一、CFRP的制备方法1.预制法预制法是指在模具中预先制作出所需的形状和大小的纤维固定体，然后再进行浸渍、热固化等工艺。
这种方法可以使CFRP的成形稳定性和尺寸精度得到保证，适用于大批量生产。
2.自动化纺织法自动化纺织法是用预浸渍的碳纤维进行编织而成的成型方法。
与手工编织相比，自动化纺织法的优点是能够通过程序控制和计算机模拟实现自动化生产，从而提高生产效率和产品的质量稳定性，适用于大面积、复杂形状的CFRP制造。
3.手工层压法手工层压法是将预先预处理的碳纤维布层压在模具中，在配合环氧树脂等树脂粘合剂后进行固化，最后得到所需的形状和尺寸的CFRP。
虽然手工层压法的生产效率较低，但是适用于小批量、复杂形状的CFRP制造。
二、CFRP的应用领域1.航空航天CFRP由于其重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航天器、卫星、飞机等领域。
例如，美国波音公司的777X飞机翼和垂直尾翼、空客公司的A350XWB机身和机翼、中国自主研发的C919客机等都采用了CFRP。
2.汽车CFRP的轻质、高强度、低密度等优点，使得它成为汽车制造领域的重要材料，例如，特斯拉的Model S和Roadster车型，采用了CFRP车身和底盘，达到了极高的性能和运动感受。
3.体育器材CFRP的高强度、高韧性和轻质，使得它在各种体育器材中得到广泛应用。
例如，高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、自行车等都采用了CFRP材料，以提高运动员的表现和运动器材的性能。
三、CFRP的未来发展方向随着科技和工艺的不断进步，CFRP在未来的发展方向将越来越多样化和广泛化。
例如，将CFRP与3D打印技术结合，在器件制造和生产过程中得到量身定制和精细化，从而提高产品质量和生产效率；将CFRP用于建筑领域，打破传统的建筑材料结构，实现更轻薄、更稳定、更耐久的建筑。
碳纤维增强聚合物复合材料
碳纤维增强聚合物复合材料
碳纤维增强聚合物复合材料是一种高性能工程材料，由碳纤维和树脂基质构成。
碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料，主要由碳元素组成，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
与传统的金属材料相比，碳纤维具有更轻的重量和更高的强度，因此在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
碳纤维增强聚合物复合材料的制备过程主要包括预浸料制备、层叠成型和固化
三个步骤。
首先，将碳纤维预先浸渍在树脂基质中，形成预浸料。
然后按照设计要求将预浸料层叠在一起，并施加压力和温度使树脂基质固化，最终形成具有特定结构和性能的复合材料。
碳纤维增强聚合物复合材料具有许多优异的特性，如高比强度、高比模量、优
异的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
在航空航天领域，碳纤维复合材料被广泛应用于机身、机翼等部件上，可以降低飞机的重量，提高飞机的燃油效率和飞行性能。
在汽车制造领域，碳纤维复合材料被用于制造车身和车轮等部件，可以降低汽车的燃油消耗和减少尾气排放。
然而，碳纤维增强聚合物复合材料也面临一些挑战，如制造成本高、回收利用
困难等问题。
随着制造技术的不断进步和成本的逐渐降低，碳纤维复合材料的应用范围将进一步扩大，为各个领域带来更多的创新和发展机遇。
总的来说，碳纤维增强聚合物复合材料作为一种高性能工程材料，具有广阔的
应用前景和发展空间。
随着科研人员对该材料性能的深入研究和制造工艺的不断改进，相信碳纤维复合材料将在未来的工程领域中发挥越来越重要的作用。
碳纤维增强复合材料
碳纤维增强复合材料
首先，碳纤维增强复合材料的制备工艺包括预浸料法、手工层叠法、自动纺织
成型法等。
预浸料法是将碳纤维预先浸渍于树脂中，然后再进行成型和固化，这种工艺能够保证复合材料的质量和性能稳定。
手工层叠法是将预浸的碳纤维逐层手工叠放在模具中，然后浸渍树脂并进行固化，这种工艺成本低廉但生产效率低。
自动纺织成型法是利用自动化设备将预浸的碳纤维布料进行成型，然后进行固化，这种工艺能够快速高效地生产复合材料。
其次，碳纤维增强复合材料具有优异的力学性能，其比强度和比模量分别是金
属材料的2-5倍和5-10倍，因此能够在相同强度下减轻结构重量，提高结构的载
荷能力。
同时，碳纤维增强复合材料具有优异的疲劳性能和耐腐蚀性能，在复杂的工程环境中能够保持稳定的性能。
再者，碳纤维增强复合材料在航空航天领域得到广泛应用，例如飞机机身、机翼、舵面等结构件均采用碳纤维增强复合材料，能够显著减轻飞机重量，提高燃油效率，同时具有优异的抗疲劳和耐腐蚀性能，能够提高飞机的使用寿命和安全性。
最后，随着碳纤维增强复合材料制备工艺的不断改进和成本的降低，其在汽车、船舶、体育器材等领域的应用也在不断扩大。
碳纤维增强复合材料能够有效减轻汽车和船舶的重量，提高燃油效率和行驶性能，同时具有优异的外观和表面质量，能够满足高端体育器材对轻量化和高性能的要求。
总之，碳纤维增强复合材料以其优异的性能和广泛的应用前景，成为当今材料
科学领域的研究热点，随着技术的不断进步，相信碳纤维增强复合材料在未来将有更广阔的发展空间。
cfrp是什么材料
cfrp是什么材料CFRP是一种复合材料，全称为碳纤维增强塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastic），其主要成分是由碳纤维和树脂组成的复合材料。
碳纤维作为一种高强度、高模量的纤维材料，与树脂结合后形成了具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良性能的新型材料。
CFRP在航空航天、汽车制造、建筑工程、体育器材等领域有着广泛的应用，其独特的性能使其成为当今材料领域的热门研究和应用对象。
首先，CFRP具有极高的强度和刚度。
碳纤维本身就具有很高的拉伸强度和模量，再通过树脂的固化和成型工艺，可以形成强度和刚度非常高的复合材料。
这使得CFRP在航空航天领域可以用于制造飞机的结构件，如机身、翼梁等，能够减轻飞机的自重，提高飞行性能和燃油效率。
在汽车制造领域，CFRP可以用于制造车身和车架，提高汽车的安全性和性能。
在建筑工程领域，CFRP可以用于加固和修复混凝土结构，提高建筑物的抗震性和耐久性。
其次，CFRP具有优异的耐腐蚀性能。
由于碳纤维和树脂都具有良好的耐腐蚀性，因此CFRP材料可以在恶劣的环境下使用，如海水、化学品等腐蚀性介质中，依然能保持良好的性能。
这使得CFRP在海洋工程、化工设备等领域有着广泛的应用前景。
此外，CFRP还具有较低的热膨胀系数和良好的热稳定性。
这使得CFRP在高温和低温环境下依然能保持稳定的尺寸和性能，因此在航空航天、航空发动机、核工程等领域有着重要的应用价值。
总的来说，CFRP作为一种新型的复合材料，具有极高的强度和刚度、优异的耐腐蚀性能、较低的热膨胀系数和良好的热稳定性，因此在航空航天、汽车制造、建筑工程、体育器材等领域有着广泛的应用前景。
随着材料科学和工程技术的不断发展，相信CFRP在未来会有更多的创新应用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
碳纤维增强复合材料命名
碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）是一种以碳纤维作为增强相、树脂作为基体的先进复合材料。
碳纤维具有轻质高强、耐腐蚀、热膨胀系数低等特性，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维增强复合材料的命名通常包括碳纤维和基体树脂的种类。
例如，使用聚丙烯腈（PAN）基碳纤维和环氧树脂作为基体的碳纤维增强复合材料可以称为PAN-CF/EP。
如果使用不同的基体树脂或不同的碳纤维类型，则需要在名称中进行相应的更改。
此外，碳纤维增强复合材料还可以根据其制造工艺、纤维取向、增强体类型等进行分类和命名。
例如，采用预浸料工艺制备的碳纤维增强复合材料可以称为预浸料CFRP；按纤维取向可分为单向CFRP、双向CFRP、准各向同性CFRP等；按增强体类型可分为连续CFRP和短纤维CFRP等。
总之，碳纤维增强复合材料的命名通常包括碳纤维类型、基体树脂种类、制造工艺、纤维取向、增强体类型等信息，以准确地描述这种材料的组成和特性。
碳纤维增强复合材料的结构设计和性能研究
碳纤维增强复合材料的结构设计和性能研究碳纤维增强复合材料是一种轻量化、高强度、高刚度的新型材料，已经广泛应用于航空、航天、汽车、体育用品等领域。
本文将着重讨论碳纤维增强复合材料的结构设计和性能研究。
一、碳纤维增强复合材料的结构设计结构设计是碳纤维增强复合材料应用领域中至关重要的一环。
在碳纤维增强复合材料的设计中，一般需要考虑以下几个因素：1.纤维方向在复合材料中，碳纤维是承载力的主要成分，因此纤维方向对材料的性能影响极大。
一般情况下，纤维方向应与所受力的方向一致，从而最大化材料的强度和刚度。
2.纤维体积分数纤维体积分数指纤维在复合材料中所占的体积比例。
一般来说，纤维体积分数越高，复合材料的强度和刚度越高。
但是，在实际应用中，纤维体积分数过高会导致复合材料的成本增加、加工难度增大等问题。
3.纤维长度纤维长度是指碳纤维的长度。
在碳纤维增强复合材料的设计中，纤维长度不仅影响材料的强度和刚度，还会影响材料的加工难度和成本。
4.界面处理碳纤维和基体之间的界面是影响复合材料性能的重要因素之一。
在界面处理中，常用的方法包括化学表面处理、物理表面处理和界面增强。
二、碳纤维增强复合材料的性能研究碳纤维增强复合材料具有优异的性能，但是在实际应用中，其性能受到多种因素的影响，需要进行深入研究和分析。
1.力学性能力学性能是碳纤维增强复合材料的重要性能之一，包括弹性模量、屈服强度、拉伸强度等指标。
在碳纤维增强复合材料的力学性能研究中，常用的测试方法包括拉伸试验、弯曲试验、压缩试验等。
2.热性能热性能是碳纤维增强复合材料的重要性能之一，包括耐高温性、导热性等指标。
在碳纤维增强复合材料的热性能研究中，常用的测试方法包括热膨胀试验、热导率试验等。
3.耐腐蚀性能碳纤维增强复合材料的耐腐蚀性能是其在某些特殊环境下应用的重要性能之一。
在碳纤维增强复合材料的耐腐蚀性能研究中，常用的测试方法包括环境试验、电化学测试等。
4.疲劳性能碳纤维增强复合材料在使用过程中会受到多次往复负载作用，因此疲劳性能是其应用领域中的重要性能之一。
碳纤维增强复合材料力学性能分析
碳纤维增强复合材料力学性能分析随着科技的发展，碳纤维增强复合材料已经成为了一种具有很高应用价值的材料。
它具有轻质、高强度、高刚度、耐腐蚀等优点，在航空、汽车、船舶、建筑等领域得到了广泛应用。
本文将从力学性能的角度出发，对碳纤维增强复合材料的力学性能进行分析。
1. 弹性模量和刚度弹性模量和刚度是材料力学性能的重要指标之一，也是衡量碳纤维增强复合材料力学性能的重要指标。
碳纤维增强复合材料具有很高的弹性模量和刚度，这是由其几何结构的特殊性质决定的。
碳纤维增强复合材料具有层板结构，其中碳纤维纵向排列，树脂材料覆盖其中。
由于碳纤维具有很高的强度和刚度，所以整个材料具有很高的弹性模量和刚度。
此外，碳纤维增强复合材料的制造过程中可以调整不同层之间的布层方式和厚度，可以进一步调整其弹性模量和刚度。
2. 抗拉强度和疲劳性能抗拉强度和疲劳性能也是衡量材料力学性能的重要指标之一。
碳纤维增强复合材料在静态负载下具有很高的抗拉强度，主要是由于碳纤维具有很高的强度。
此外，碳纤维增强复合材料还具有良好的疲劳性能，这主要是由于树脂材料可以很好地分散和吸收碳纤维的应力。
需要注意的是，碳纤维增强复合材料在受到局部冲击或者剪切力时，容易发生开裂和破坏。
这是由于碳纤维增强复合材料的层板结构，导致材料在不同方向的强度和刚度差异很大。
因此，在设计碳纤维增强复合材料元件时，需要考虑到它在受到不同方向应力时的响应。
3. 热膨胀系数热膨胀系数是材料在温度变化过程中尺寸变化的指标，也是衡量材料力学性能的重要参数之一。
碳纤维增强复合材料具有很小的热膨胀系数，这是由其特殊的结构和低热导率决定的。
这使得碳纤维增强复合材料在高温环境下具有很好的稳定性，可以在高温环境下进行长时间的使用。
4. 可加工性可加工性是材料工程设计中需要考虑到的重要指标之一。
碳纤维增强复合材料的可加工性相对较差，主要是由于其结构的特殊性质所导致的。
在加工过程中，碳纤维易断，切削困难，而且材料的几何形状和尺寸难以控制。
碳纤维增强复合材料的力学性能
碳纤维增强复合材料的力学性能碳纤维增强复合材料，这名字听起来是不是特别高大上？就好像是从未来穿越过来的神秘材料。
其实啊，在咱们的日常生活和各种工业领域里，它已经悄悄崭露头角啦。
先来说说我对碳纤维增强复合材料的一次特别观察吧。
有一回，我去参观一家汽车制造工厂，在那角落里，我看到了一堆黑漆漆的材料，当时还不知道那就是碳纤维增强复合材料。
只见工人们小心翼翼地摆弄着这些材料，就像对待宝贝似的。
我凑过去仔细一瞧，那材料的表面有着独特的纹理，有点像细细的丝线交织在一起。
那咱们就来好好聊聊它的力学性能。
碳纤维增强复合材料的强度那可真是杠杠的。
打个比方，如果普通材料像是一群小学生拔河，劲儿不大还容易散。
那碳纤维增强复合材料就像是一群大力士在拔河，不仅力气超大，而且还特别团结，不容易被拉开。
它的抗拉强度简直让人惊叹。
想象一下，一根细细的碳纤维增强复合材料线，居然能够承受住好几吨的拉力，就像一个小瘦子有着超级大力气，能轻松举起大卡车一样。
这使得它在航空航天领域大显身手。
飞机的翅膀、火箭的外壳，都能因为它变得更坚固、更轻巧。
碳纤维增强复合材料的抗压能力也不赖。
就好比是一个大力士，不仅能拉得动重物，还能稳稳地扛住重物的压力。
在建筑行业里，用它制造的支撑柱可以承受巨大的建筑重量，而且还不占太多空间。
它的韧性也值得一提。
不像有些材料，稍微一受力就断了，碳纤维增强复合材料就像是一根有弹性的皮筋，能弯曲、能伸展，还不会轻易断掉。
比如说在一些运动器材上，像自行车的车架，用了它之后，既能承受住剧烈的颠簸，又不会变形。
这种材料的耐磨性也很棒。
假如把普通材料比作是容易磨损的鞋底，走几步路就磨破了。
那碳纤维增强复合材料就是那种超级耐磨的鞋底，走了好多好多路，还是完好无损。
在一些机械零件中使用，能够大大延长零件的使用寿命。
碳纤维增强复合材料还有一个厉害的地方，就是它的抗疲劳性能。
就好像一个人可以不停地工作，也不觉得累。
在长期承受反复荷载的情况下，它依然能够保持良好的性能，不会轻易出现疲劳裂纹。
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碳纤维的特性
碳纤维的品种与规格 碳纤维与玻璃纤维一样，有长纤维、短纤维，有布、毡，有 扭绳或编制绳、三向或多向立体织物等不同形式的产品供应。 如下将列出主要碳纤维的品种与和性能。
碳纤维的特性 主要碳纤维的品种和性能
碳纤维的结构
2.碳纤维的结构:
碳纤维具有较高的强度和模量是与其结构分不开的，碳纤维的结构取决于原 丝结构和碳化工艺,但无论用哪种材料,碳纤维中碳原子平面总是沿纤维轴平行取向， 与石墨晶体类似。石墨晶体是三维有序的各项异性材料，沿层平面方向具有非常 高的模量，试想发展层平面与纤维轴向一致的纤维材料，必将会具有高模量由此 导致了碳纤维问世。
黏胶基碳纤维（rayon-based）:黏胶基碳纤维是由主要成分为纤维素的粘胶纤维 经过脱水、热解然后碳化而得来的。 气相生长碳纤维（vapor phase-based）:气相生长碳纤维是以苯、甲烷等做原料 经过渡金属铁、钴、镍等它们的合金、化合物为催化剂，氢气作载气在还原性气 氛中制成。
碳纤维的分类
CF的结构 石墨微晶 石墨原纤 （条带结构）
石墨片层
（乱层结构）
碳纤维
碳纤维的结构
用X-射线、电子衍射和电子显微镜研究发现,真 实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构,而是属 于乱层石墨结构,如右图所示： 构成此结构的基元是六角形碳原子的层晶格,由 层晶格组成层平面。在层平面内的碳原子以强的共 价键相连,其键长为0.1421nm;在层平面之间则由弱 的范德华力相连,层间距在0.3360～ 0.3440nm之间; 层与层之间碳原子没有规则的固定位置,因而层片边 缘参差不齐。处于石墨层片边缘的碳原子和层面内 部结构完整的基础碳原子不同。层面内部的基础碳 原子所受的引力是对称的,键能高,反应活性低;处于表 面边缘处的碳原子受力不对称,具有不成对电子,活性 比较高。因此,碳纤维的表面活性与处于边缘位置的 碳原子数目有关。
1976 1979 1980 1981 1984 1986 1989 1992 · · ·
二.碳纤维的特性、结构及分类
1.碳纤维主要具备的特性: 碳纤维的性质主要包括力学性质（强度、模量、伸长），热 学性质（热容、热导率、热膨胀），化学性质（氧化性、腐 蚀性），电、磁学等性质。就综合性质而言，碳纤维是一种 优异增强材料，下面主要是其所具备的一些特性 ①密度小、质量轻,碳纤维的密度为1.5～ 2g/cm 3,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,其强度比钢大4～ 5倍,弹性回复为100%; ③热膨胀系数小,导热率随温度升高而下降,耐骤冷、急热,即使 从几千摄氏度的高温突然降到常温也不会炸裂;
聚丙烯腈基碳纤维（PAN-based）:聚丙烯腈基碳纤维由聚丙烯腈经纺丝、预氧、 碳化几个阶段形成。具有高强度、高刚度、重量轻、耐高温、耐腐蚀、优异的电 性能等特点,并具有很强的抗压抗弯性能,一直在增强复合材料中保持着主导地位。
碳纤维 的分类
沥青基碳纤维（pitch-based）:沥青基碳纤维是以石油沥青或煤沥青为原料,经 沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制成。生产原料成本低于聚丙烯 腈基碳纤维。
性能 拉伸模量/GPa 拉伸强度/GPa 含碳量/% 碳纤维 UHM >400 >1.7 99.8 HM 300~400 >1.7 99.0 UHT 200~350 >2.76 96.5 HT 200~250 2.0~2.75 94.5 IM 180~200 2.7~3.0 99.0
碳纤维的分类
(2)根据先驱体纤维原料的类型可分为：
碳纤维结构示意图
碳纤维的分类
3.碳纤维的分类: (1)根据碳纤维的力学性能可分为：通用级碳纤维（GP）和高性能碳纤 维（HP）,其中高性能碳纤维又包括中强型（MT）、高强型(HT)、超高 强型（UHT）、中模型（IM）、高模型（HM）和超高模型（UHM）等 几种,其高性能碳纤维（HP）的性能如下表
碳纤维的分类
iii.碳纤维增强金属基复合材料 碳纤维增强金属基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Metal,CFRM) 是以碳纤维为增强纤维,金属为基体的复合材料。碳纤维增强金属基复 合材料与金属材料相比,具有高的比强度和比模量，碳纤维-铝合金复 合材料在400 ℃高温下，强度和弹性模量基本无变化;与碳纤维增强树 脂基复合材料相比，具有高的耐热性；与陶瓷相比,具有高的韧性和耐 冲击性能。金属基体多采用铝、镁、镍、钛及它们的合金等。目前,在 制备碳纤维增强金属基复合材料时碳纤维的表面改性主要采用气相沉 积、液钠法等,但由于纤维增强金属基复合材料所用长纤维的价格昂贵, 制备工艺复杂,限制了碳纤维增强金属基复合材料的推广应用。
碳纤维增强复合材料分类
iv.碳纤维增强树脂基复合材料 碳纤维增强树脂基复合材料((Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)是目 前最先进的复合材料之一。它以轻质、高强、耐高温、抗腐蚀、热力学性 能优良等特点广泛用作结构材料及耐高温抗烧蚀材料,是其他纤维增强复合 材料所无法比拟的。所用的基体树脂主要分为两大类,一类是热固性树脂,另 一类是热塑性树脂。热固性树脂由反应性低分子量预集体或带有活性基团 高分子量聚合物组成。 CFRP在航空航天领域有着大量的应用,人们甚至将CFRP在航天结构上应用 的规模视为衡量航天结构先进性的重要标志之一。随着碳纤维成本的降低 以及复合材料制造技术的发展,土木建筑和海底油田将是碳纤维复合材料应 用领域的新增长点。以碳纤维复合材料代替传统金属材料制作建筑物的横 梁、抗震结构,补强、修补或加固桥梁,制造油田勘探和开采器材以及平台、 油、气储罐等将会有很大的发展。
碳纤维的分类
ii.C/C复合材料 C/C复合材料是碳纤维增强碳基复合材料的简称,也是一种高级复合材 料。它是由碳纤维或织物、编织物等增强碳基复合材料构成。碳/碳复 合材料主要由各类碳组成,即纤维碳、树脂碳和沉积碳。这种完全由人 工设计、制造出来的纯碳元素构成的复合材料具有许多优异性能,除具 备高强度、高刚性、尺寸稳定、抗氧化和耐磨损等特性外,还具有较高 的断裂韧性和假塑性。特别是在高温环境中,强度高、不熔不燃,仅是均 匀烧蚀。这是任何金属材料无法与其比拟的。因此广泛应用于导弹弹 头,固体火箭发动机喷管以及飞机刹车盘等高科技领域。
碳纤维及其复合材料概况
碳纤维既可用作结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作 用。因此碳纤维及其复合材料近几年发展十分迅速，目前日本 是碳纤维的最大制造国（特别在PAN原丝的d制造技术和产量 方面），美国是碳纤维的最大应用国。这次将就碳纤维的特性、 分类及其在复合材料领域的应用等内容进行介绍。
碳纤维微观结构图
碳纤维及其复合材料概况 续表：
年份 1972 1973 1974 1975 主 要 事 项 美国Hercules公司开始生产PAN基碳纤维 日本用碳纤维制造钓竿，美国用碳纤维制造高尔夫球棒 日本东邦人造丝公司开始生产PAN基碳纤维（0.5t/month） 日本东丽公司扩产5t/month 碳纤维钓竿、高尔夫球棒迅速发展 日本东丽公司扩产13t/month 碳纤维网球拍商品化 美国UCC公司公布利用中间相沥青制造高模量沥青基碳纤维“Thornel-P” 美国UCC公司的高性能沥青基碳纤维商品化 日本东邦人造丝公司与美国赛兰尼斯进行技术合作 日本住友化学与美国赫格里斯（Hercules）成立联合公司 日本碳公司与旭化成工业公司成立旭日碳纤维公司 美国波音公司提出需求高强度、大伸长的碳纤维 日本三菱人造丝公司与美国Hitco公司进行技术合作 日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T800 日本东丽公司研制成功高强中模碳纤维T1000 日本东丽公司研制成功高强中强碳纤维M60 日本东丽公司研制成功高强中强碳纤维M70J、杨氏模量高达690GPa · · ·
三.碳纤维的应用与发展
1.发展简述 对于近年碳纤维及其复合材料的发展来看，在航空航天领域 PAN-CF已成为重要的主导材料，汽车和风电叶片则是未来 CFRP 的重要市场。日本在CFRP研发方面，比美欧晚10～20 年，然而 近年来发展迅速，而且在碳纤维增强热固性树脂和热塑性树脂的成 型工艺方面都有所创新，值得我国借鉴。碳纤维复合材料是一种高 性能、多功能的先进复合材料。目前,国内外学者对于碳纤维复合 材料的研究热点主要集中于复合材料的制备与工艺优化以及复合材 料及结构的损伤破坏和承载能力分析等领域。相信随着我国在碳纤 维生产以及复合材料制备工艺领域的进一步发展,碳纤维及其复合 材料在建筑、交通、化工等民用领域的应用前景将十分乐观,而其 在航空航天及军事领域的应用也会更加广泛。
碳纤维及其复合材料概况
2.碳纤维的发展简史：
年份 1860 1878 1879 1882 1911 1950 1959 1962 1963 1964 1965 1970 1971 主 要 事 项 英国瑟夫•斯旺（J.Swan）制作碳丝灯泡 英国瑟夫•斯旺（J.Swan）以棉纱试制碳丝 爱迪生以油烟与焦油、棉纱和竹丝试制碳丝（持续照明45h） 碳丝电灯实用化 钨丝电灯实用化（1910年发明） 美国Wright-Patterson空军基地开始研制黏胶基碳纤维 美国UCC公司生产低模量黏胶基碳纤维“Thornel-25” 日本大阪工业试验所的进藤昭男发明了PAN基碳纤维 日本碳公司开始生产低模量PAN基碳纤维（0.5t/month） 英国皇家航空研究所（RAE）的瓦特和约翰逊成功地打通了制造高性能PAN基碳纤维 （在热处理时施加张力）的技术途径 英国Courtaulds, Morganite和Roll-Roys公司利用RAE技术生产PAN基碳纤维 日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维 美国UCC公司开始生产高模量沥青基碳纤维（石墨化过程中牵伸） 日本吴羽化学公司生产沥青基碳纤维（10t/month） 日本东丽公司与美国UCC公司进行技术合作 日本东丽公司工业规模化生产PAN基碳纤维（1t/month），碳纤维牌号为T300，石墨纤 维为M40
纤维的特性