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冠亞水分儀 多圖解讀碳纖維特性、應用及解決方案

作者:冠亞水分儀 | 發布時間:2015-01-12 15:21 | 瀏覽量:2151

 

【大集合】多圖解讀碳纖維應用和解決方案

碳纖維是高強度、高模量的新型纖維材料
 
 
 

碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料??煞譃镻AN基,瀝青基,粘膠基碳纖維,PAN基是當今世界碳纖維發展的主流,占碳纖維市場的90%以上。

 

碳纖維特性和分類:
比強度高、比模量高
質輕、耐腐蝕、耐疲勞

熱膨脹系數小、摩擦系數低、耐高低溫

碳纖維按產品形態分為長絲、短切纖維、布料和預浸料坯四大類。

 

碳纖維應用——航空
787上主要的突破性材料技術是更多地使用復合材料。復合材料重量占787總重量的50%。碳素夾心板是一種特殊級別的復合材料,通過將兩層纖薄硬質蒙皮附著在蜂巢版的輕質厚核心層上制造而來。核心層材料通常為低強度材料,但其較大的厚度可以為夾心板復合材料提供高抗彎性,同時保持整體低密度。碳素層板是一種由多層碳素纖維經聚合物灌注而成的復合材料結構。在787上,碳素層板結構由碳絲組成的帶子經樹脂(類似黏膠)灌注而成。787上這類材料的例子包括玻璃纖 維、玻璃/碳素合成物等。

碳素夾心板在波音787上使用

碳素層板在波音787上使用

碳纖維應用——軍事
碳纖維在航天航空等領域發揮著及其重要的作用,是一種比鋁鈦還輕,比鋼還強韌的人造材料。采用碳纖維復合材料制作機身部分零件,可以降低重量。

法國工廠在用高強度碳纖維制作洲際導彈發動機外殼

中國殲10戰斗機也大量采用復合材料,制作機身部分零件,以降低重量

碳纖維應用——土木
日本三菱化學公司用碳纖維片材“REPLARK”補強橋梁,煙囪,隧道和建筑.己用REPLARK修復補強幾百個項目,其中1998年完成的位于日本東京以 西約100kn處的SAKAWA橋是一個最大的地震后修復的項目??捎檬聊窘ㄖY構加固修復的CFRP材料形式主要是長纖維,其中包括片材,棒材,型材 及特殊構造。

“REPLARK”用于土木修復

碳纖維應用——能源

葉片動力學公司(Blade Dynamics) 全部采用碳纖維來建造葉片。他們研發出的獨特方法是先建造12至20段碳纖維葉片,然后將其無縫拼接,從而無須建造大型組件。以前在探索葉片生產模塊化時該公司曾嘗試鉚接各部分,但這樣在葉片內部就產生了應力點,大大降低了葉片強度。

葉片動力學公司 研發出制造世界最大風電葉片的技術

碳纖維應用——汽車

以法拉利、蘭博基尼、帕加尼等為代表的意大利超級跑車為了追求輕量化,在車上大規模應用碳纖維組件。碳纖維的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa也高于鋼。

碳纖維用于特斯拉

全碳車身的帕加尼跑車

碳纖維汽車組件輕量化程度之高

碳纖維應用——運動
奧迪碳素滑雪板是由以奧迪集團設計總監沃爾夫岡•艾格爾(Wolfgang Egger)領銜的奧迪設計團隊與資深的滑雪專家一起,運用滑雪和賽車的科技共同設計研發的。在設計過程中,奧迪設計團隊用高強度碳素纖維將滑雪板的木質內核以及覆蓋其外的鋁、鈦金屬層包裹起來。

奧迪碳素滑雪板(Audi Carbon Ski)

碳纖維應用——消費電子

碳纖維材質是很有趣的一種材質,它既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性,又有ABS工程塑料的高可塑性。它的外觀類似塑料,但是強度和導熱能力優于普通的ABS塑料,而且碳纖維是一種導電材質,可以起到類似金屬的屏蔽作用(ABS外殼需要另外鍍一層金屬膜來屏蔽)。 

 

ThinkPad X1 Carbon:聯想號稱世界最薄

摩托羅拉Droid Turbo防水+凱芙拉機身

摩托羅拉Droid Turbo有紅色和黑色兩種色彩款式選擇,而最吸引眼球的地方仍舊是機身背面采用了凱芙拉材質

 

碳纖維應用——創意產品
由于碳纖維獨特的外觀以及優異的力學性能和加工特性,碳纖維創意產品層出不窮。

Vessel 新概念碳纖維浴缸,英國設計工作室 Splinter Works

Gaudi-stool座椅

整個座椅重量僅有1公斤,整個座椅的成型分為兩部分,表面是薄的碳纖維板材彎曲制成,下部結構復雜,采用快速原型技術,兩種技術相結合,降低了制作的成本。

碳纖維企業
美國
Hexel公司;Zoltek公司;Cytec公司;Fortafil公司;Aldila公司

日本
東麗集團;帝人集團;東邦集團;三菱化學;旭化成

德國

SGL公司
中國
方大炭素;中鋼吉炭;金發科技; 三普藥業;大元股份;博云新材
中國臺灣地區
臺塑集團公司

 

 

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