碳纤维复合材料 演讲人： 刘恬雨 515071910045
演讲人： 刘恬雨 515071910045
碳纤维 ·碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以 上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状 石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化 及石墨化处理而得到的微晶石墨材料
碳纤维 • 碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以 上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状 石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化 及石墨化处理而得到的微晶石墨材料
特性轻质高强 ·碳纤维的抗拉强度很高，是钢材的4~5倍，比强度为钢材的10倍，弹 性模量比钢材大1.8~2.6倍. ·化学性能非常稳定，耐高温和低温以及耐腐蚀性高，在600℃高 温下其性能保持不变，在-180℃低温下仍很柔软，不与恶劣环境 下酸、碱、盐发生腐蚀性反应 ·可加工性能好。 ·高强度的X穿透性、高抗热性、“导电性及抗腐蚀性能
特性 轻质高强 • 碳纤维的抗拉强度很高,是钢材的4~5倍,比强度为钢材的 10 倍,弹 性模量比钢材大 1.8~2.6 倍. • 化学性能非常稳定，耐高温和低温以及耐腐蚀性高，在 600℃高 温下其性能保持不变，在-180℃低温下仍很柔软，不与恶劣环境 下酸、碱、盐发生腐蚀性反应. • 可加工性能好。 • 高强度的 X 穿透性、高抗热性、导电性及抗腐蚀性能
《”分类 原丝类型 聚丙烯腈碳纤维、沥 青碳纤维、粘胶碳纤 形态 维和酚醛碳纤维 长丝、短纤维和 02 短切纤维 力学性能 高性能型和通用型 行业应用 宇航级小丝束碳纤维 04 工业级大丝束碳纤维
分类 长丝、短纤维和 短切纤维 形态 宇航级小丝束碳纤维 工业级大丝束碳纤维 行业应用 高性能型和通用型. 力学性能 聚丙烯腈碳纤维、沥 青碳纤维、粘胶碳纤 维和酚醛碳纤维 原丝类型
丙烯腈 生产制备 聚合 (聚丙烯脂基 聚丙烯腈 碳纤维) 纺丝 聚丙烯精原丝 预氧化 空气中200-300℃ 预氧化纤维 惰性气氛中1000-1500℃ 碳化 石墨化 碳纤维 情性气氛中 石墨纤维 2000-3000℃ 高强T系列碳纤维 高模M系列碳纤维 高强高模MJ碳纤维
生产制备 （聚丙烯脂基 碳纤维）
碳纤维复合材料 碳纤维在传统使用中除用作绝热保温材 料外。多作为增强材料加入到树脂、金 属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合 材料。碳纤维已成为先进复合材料最重 60 要的增强材料。由于碳纤维复合材料具 有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、 耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性 好、可大面积整体成型等特点，'已在航 空航天、国防军工和民用工业的各个领 域得到广泛应用
碳纤维复合材料 • 碳纤维在传统使用中除用作绝热保温材 料外。 多作为增强材料加入到树脂、金 属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合 材料。碳纤维已成为先进复合材料最重 要的增强材料。由于碳纤维复合材料具 有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、 耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性 好、可大面积整体成型等特点，已在航 空航天、国防军工和民用工业的各个领 域得到广泛应用
编织方法 ·进行复合材料制品设计过程中，尽可能了解制 品的受力情况，然后对制品的纤维排布方向进 行针对性的优化，尽可能的使作用于碳纤维复 合材料外力分解成不同方向上碳纤维的拉伸力， 那么对不同碳纤维布编制方向的了解将会有助 于碳纤维复合材料制品的设计
编织方法 • 进行复合材料制品设计过程中，尽可能了解制 品的受力情况，然后对制品的纤维排布方向进 行针对性的优化，尽可能的使作用于碳纤维复 合材料外力分解成不同方向上碳纤维的拉伸力， 那么对不同碳纤维布编制方向的了解将会有助 于碳纤维复合材料制品的设计
山 平纹编织的特点是经 斜纹编织纤维布 缎纹编织具备单独 纱和纬纱以一上一下 具有与纤维束排 的、互不连续的经 的规律交织。 布方向有一定夹 交织点（或纬交织 角的斜向纹路 点)在组织循环中 有规律的均匀分布
平纹编织的特点是经 纱和纬纱以一上一下 的规律交织。 斜纹编织纤维布 具有与纤维束排 布方向有一定夹 角的斜向纹路 缎纹编织具备单独 的、互不连续的经 交织点（或纬交织 点）在组织循环中 有规律的均匀分布
航空航天 ·由于碳纤维性能优越，其复合材料具有高比强度、 设计性好、结构尺寸稳定、抗疲劳断裂性好和可大 面积整体成型，以及特殊的电磁性能和吸波隐身的 特点，鉴于其在工业化生产初期，多运用于成本非 常高的高科技航空航天及军事领域，如用于生产军 用、民用飞机以及战略导弹和运载火箭等。在航空 领域，碳纤维用于包括水平和垂直机尾，地板梁等 材料，它们被称为基础结构材料，除了基础结构材 料外，碳纤维还用于副翼、螺旋桨、升降机、引擎 和其他部件
航空航天 • 由于碳纤维性能优越，其复合材料具有高比强度、 设计性好、结构尺寸稳定、抗 疲劳断裂性好和可大 面积整体成型，以及特殊的电磁性能和吸波隐身的 特点，鉴于其 在工业化生产初期，多运用于成本非 常高的高科技航空航天及军事领域，如用于生产军 用、民 用飞机以及战略导弹和运载火箭等。在航空 领域，碳纤维用于包括水平和垂直机尾， 地板梁等 材料，它们被称为基础结构材料，除了基础结构材 料外，碳纤维还用于副翼、 螺旋桨、升降机、引擎 和其他部件
·在20世纪80年代早期，碳纤维作为结构材料开始被广泛的用在 客机和航空飞行器，80年代中期，欧洲空客公司开始将碳纤维 增强塑料(CFRP)作为首要的结构材料应用在它们的飞机上。 2005年随着新型空中客机A350和波音787科技Dreamliner(也被 称之为7E7)的投产，给碳纤维工业产生显著的推进作用。空中客 机A350中复合材料用量已接近总质量40%，波音787的机翼和 机身上使用的复合材料超过了50%。 碳纤维也大量用于航天器的制造材料，如在人造卫星中它们被用 作构建、太阳能板、天线和其他部件等
• 在 20 世纪 80 年代早期，碳纤维作为结构材料开 始被广泛的用在 客机和航空飞行器， 80 年代中期，欧洲空客公司开始将碳纤维 增强塑 料（CFRP）作为首要的结构材料应用在它们的飞机上。 2005 年随着新型空中客机 A350 和 波音 787 科技 Dreamliner(也被 称之为 7E7)的投产，给碳纤维工业产生显著的推进作用。空 中客 机 A350 中复合材料用量已接近总质量 40%，波音 787 的机翼和 机身上使用的复合材料 超过了 50%。 • 碳纤维也大量用于航天器的制造材料，如在人造卫星中它们被用 作构建、太阳能板、天 线和其他部件等
