碳(C)纖維有重量輕、強(qiáng)度(strength)大、彈性模量大、化學(xué)性性能穩(wěn)定(解釋:穩(wěn)固安定;沒有變動(dòng))、使用的時(shí)長(zhǎng)(lifetime)長(zhǎng)等多個(gè)優(yōu)點(diǎn),自上世紀(jì)50年代被用在軍事方面后就迅猛發(fā)展,受到人們的歡迎,使用范圍(fàn wéi)不斷擴(kuò)大,下面具體來(lái)分析(Analyse)一下碳纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中,纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái),碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進(jìn),使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。下面讓我們來(lái)了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。
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碳(C)纖維的使用領(lǐng)域主要有航天航空、文體器材和工業(yè)生產(chǎn)(Produce)三個(gè)方面。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。其中工業(yè)生產(chǎn)占了56%;航天航空占了23%;文體娛樂(lè)占了21%。航天航空是碳纖維使用較早的一個(gè)領(lǐng)域,飛機(jī)的主翼、尾翼、方向舵、行李架、座椅、剎車片;宇宙flight vehicle的太陽(yáng)能電池(Battery)板、剎車盤;導(dǎo)彈火箭的噴管、隔熱材料(Material)都能使用碳纖維,主要利用的是它質(zhì)輕、耐熱、耐疲勞的優(yōu)點(diǎn)。文體器材方面可以用來(lái)制造釣竿、滑輪(pulley)、網(wǎng)球拍、羽毛球拍、高爾夫球桿、自行車、游艇等?,F(xiàn)在市場(chǎng)(shì chǎng)上的釣竿,碳纖維材料(Material)制造的能占到一半以上,可見它的應(yīng)用有多廣。工業(yè)領(lǐng)域的碳纖維產(chǎn)品(Product)就比較多了,汽車、火車、摩托車、醫(yī)療機(jī)械設(shè)備(shèbèi)、音響設(shè)備、紡織器材、建筑材料(Material)等都可以用上碳纖維。此外,它還能用來(lái)制造腳手架、復(fù)合芯電纜(Cable)、錢夾、錢包、眼鏡框等生活常用的小物品。 對(duì)于碳纖維的需求量,北美國(guó)家最多,占到36%,接下來(lái)是歐洲國(guó)家,占到31%,日本和中國(guó)也有一定的需求量,分別占到15%和13%,其它國(guó)家的需求量就比較少,只有5%左右。中國(guó)作為領(lǐng)土面積第三,人口第一的的國(guó)家,市場(chǎng)寬闊,隨著經(jīng)濟(jì)(jīng jì)的提高,相信碳纖維的需求量還會(huì)不斷上漲(rise)。
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