碳纤维复合材料（材料知识）

平步青云

<br>碳纤维复合材料
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<br>如何提高复合材料的强度一直是科技工作者努力探索的方向。在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。
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<br>碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
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<br>碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
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<br>碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在强度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。
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<br>碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力研究，碳纤维的性能也不断完善和提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。
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<br>由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。同样，飞机重量的减轻也可以节省油耗，提高航速。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件?喷嘴以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
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平步青云

<br>8.4.1纤维增强树脂基复合材料
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<br>玻璃钢　 它是由玻璃纤维与聚酯类树脂复合而成的材料。玻璃是非常易碎的脆性材料，但如果将玻璃熔化并以极快的速度拉成细丝，这种玻璃纤维异常柔软，可以纺织。玻璃纤维的强度很高，比天然纤维或化学纤维高出5～30倍。在制造玻璃钢时，可将直径为5～10μm的玻璃纤维制成纱、带材或织物加到树脂中，也可以把玻璃纤维切成短纤维加入基体。玻璃钢具有优良的性能，它的强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好。增强体除了用普通玻璃外，还可以根据具体用途调整玻璃成分，制取耐化学腐蚀、耐高温、高强度和高模量的玻璃纤维。玻璃钢已经广泛用于飞机、汽车、船舶、建筑和家具等行业。
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<br>除了用聚脂类作为玻璃纤维增强树脂基体外，还可用尼龙、聚乙烯、聚丙烯、环氧、酚醛和有机硅树脂等作为玻璃纤维增强树脂基体。
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<br>碳纤维增强塑料　 碳纤维的发明可以追溯到爱迪生时代，他在发明电灯过程中选用多种材料做灯丝都失败了，后来他将竹子烘烤后制成碳丝，终于使电灯亮了。碳丝可以说是当今碳纤维的前身。目前制备碳纤维的方法是将聚丙烯腈合成纤维在200～300℃的空气中加热使其氧化，然后在1000～1500℃的惰性气体中碳化，即可得到强度很高的碳纤维。用沥青为原料也可制成碳纤维，成本比用聚丙烯腈降低约50％。碳纤维原料来源广、成本低、性能好，是很有发展前途的增强材料。
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<br>碳纤维增强塑料可以根据使用温度的不同选择不同的树脂基体。如环氧树脂使用温度为150～200℃；聚双马来酰亚胺为200～250℃；而聚酰亚胺在300℃以上。这类热固性树脂的碳纤维复合材料较多应用于制造航天飞行器外壳或火箭喷管的耐烧蚀材料中。新一代的运动器材如羽毛球拍、网球拍、高尔夫球杆、滑雪杖、滑雪板、撑杆、弓箭等都采用碳纤维增强塑料来做，为运动员创造世界记录做出了贡献。
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<br>除了玻璃纤维、碳纤维外，作为纤维增强材料还有硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和芳纶纤维等。
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平步青云

<br>http://www.ourfrp.com/top/02/ourfrp_02_002.htm
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平步青云

<br>一款是（实称重量2.9公斤，双层）
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<br>www.sunwind-cn.com/single-new.asp?BusinessId=208
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<br>另一款是沈阳军区科研所出的一种单兵帐（220元，实称重量1.6公斤，单层带内蚊帐），看帐杆与普通野营帐不同，以为是塑料杆有顾虑怕存在老化、抗折强度、低温脆硬的问题，浏览了“中国复合材料网”的相关材料知识和“解放军报”的以下报道后决定了就购它。连射箭运动的弓、撑杆跳的跳杆都是这种材料，我还顾虑什么！
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<br>www.pladaily.com.cn/gb/pladaily/2003/08/13/20030813001020_IT.html
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<br>< ID="edit"><FONT class="small"><EM>Edited by 平步青云 on 2003/11/19 02:34.</EM></FONT></P>

平步青云

<br>F-1赛车的车身也是
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<br>防弹背心也是
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<br>还有一些轻质建筑屋架也是
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<br>位于太舟坞的航天材料研究院出产碳纤维的高尔夫球杆，在国际上销量还不错
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<br>< ID="edit"><FONT class="small"><EM>Edited by 平步青云 on 2003/11/19 03:06.</EM></FONT></P>

平步青云

<br>不知道有没有，也许极端地都有学过《材料工程学》的进了户外店都蒙了的！
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<br>别给贵族形象包装、进口高档品牌、高昂价格的户外器械及经营者给蒙了，成了撇脂商品（宰弱智者的暴利商品）的奴隶！所以，多了解些专业知识很重要，其实是沉芝麻烂谷子，大众科学常识，概念重新包装了一下就贴上了高价标签。
<br>< ID="edit"><FONT class="small"><EM>Edited by 平步青云 on 2003/11/19 02:47.</EM></FONT></P>

平步青云

<br>论特殊材料、特殊工艺的价值，防弹背心远远胜于户外冲锋衣、帐篷等。
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<br>而户外冲锋衣、帐篷的价格反倒高于防弹背心！太离谱了！！
<br>< ID="edit"><FONT class="small"><EM>Edited by 平步青云 on 2003/11/19 03:02.</EM></FONT></P>

faintty

一样是铝合金，航天工业用的铝合金和家里拉门用的铝合金是一个东西吗？
<br>同样，主战坦克复合装甲和帐篷杆用的材料的性能也不可能一样――帐篷杆要那么结实干啥？
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<br>帐篷服装之类大量生产的军品的设计思路都是用最少的钱办足够的事，
<br>所以这种军品帐篷肯定是够用了――如果你能确保买到的是真品的话。
<br>但是也不要指望它的性能会比户外用品更好。
<br>说到头，军品的卖点是在高性价比上，而不是绝对的性能。
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<br>――顺便说一下，对国内的军品，我的感觉是越是号称高技术越不能相信。
<br>老老实实没什么噱头的服装军靴倒还真是不错。

faintty

要比的话，应该是Graynight的德军GTX雨衣和户外冲锋衣比，
<br>这才能看出户外行业的利润来.....

黄金狮子

内衬层为防崩裂和－有中子吸收能力的非金属材料。
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<br>勒克莱尔则是以锰钢和陶瓷为主，没有碳纤维。
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<br>防弹衣是用钢板，或者陶瓷，或者凯服拉纤维等，也不可能用碳纤维。
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<br><br><br>http://www.ibmnb.com/forum/attachments/month_0310/SCRv_l.gif
<br>古人有云：“工欲善其事，必先利其器。”