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碳纤维制品被广泛应用到哪些领域

编辑:中山大航复合材料科技有限公司时间:2020-05-23

碳纤维制品应用领域知多少?看完才知道!


1、碳纤维汽车配件领域 


碳纤维及其复合材料发挥着越来越重要的作用,从车身到发动机,碳纤维正在逐步取代金属材料,极大地提高了汽车的性能。


由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度,其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的材料。主要的应用有:发动机系统中的推杆、连杆、摇杆、水泵叶轮,传动系统中的传动轴、离合器片、加速装置及其罩等,底盘系统中的悬置件、弹簧片、框架、散热器等,车体上的车顶内外衬、地板、侧门等。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身、底盘减轻重量40~60%,相当于钢结构重量的1/3~1/6。在先进复合材料中,碳纤维增强复合材料是目前比较常应用的高性能增强纤维之一,碳纤维复合材料具有足够的强度和刚度以及优良的综合性能,它的应用将可大幅度降低汽车自重达40~60%,对汽车轻量化具有十分重要的意义,已成为汽车轻量化材料的重要发展方向。


2、风机叶片领域 


复合材料是制造风力发电叶片及其它重要结构部件的主要材料,叶片90%以上重量由复合材料组成,能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求。


由于现有材料性不能很好满足大功率风力发电装置的需求,玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限,因此,在发展更大功率风力发电装置和更长转于叶片时,采用性能更好的碳纤维复合材料是势在必行。根据国外有关资料报道,当风力机超过3MW、叶片长度超过40米时,在叶片制造时采用碳纤维已成为必要的选择。事实上,当叶片超过一定尺寸后,碳纤维叶片反而比玻纤叶片便宜,因为材料用量、劳动力、运输和安装成本等都下降了。


3、建筑补强领域


碳纤维复合材料在被应用与建筑工程结构加固和承载能力及使用功能改善的过程中,可以感觉加固位置的不同,加固方法的差异以及所需功能的不同而有针对性的进行选择。比如,施工企业想要提升建筑的承载能力时,常常会选择那些强度较高的碳纤维布。当施工企业想要提升建筑的刚性时,则会选择碳纤维板。在应用嵌入式方法进行施工时,往往会选择碳纤维条带等等。


新的建筑工程施工建设过程中,常常由于要求的不同,会选择碳纤维复合材料族的碳纤维筋、索、型材以及由此而衍生出来的构建等。碳纤维筋能够通过替换钢筋,在使用环境存在较大腐蚀风险的情况下,确保钢筋结构的损害风险降低,从而有效提升结构的稳固性和延长结构的使用寿命。将其应用与那些混凝土中钢筋较为密集的部位,则可以起到减少钢筋使用量,节省成本,简化施工操作流程的作用。而碳纤维索应用的主要方向为大跨度结构建设中的吊索亦或者是锚索等,通过碳纤维索的应用不仅可以减少结构的自重,同时还能够起到高抗拉力的作用。


4、电力输送领域


碳纤维以其固有的特性赋予了其复合材料优异的性能,它具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能,从而为其在电线电缆行业中的应用提供了可能和必然。


碳纤维加热电缆的开发和应用,人们早就知道,以金属材料为发热体的电加热技术已在各个领域得到了广泛的应用。但是金属丝在高温状态下表面易氧化,由于氧化层不断的增厚,造成了有效通过电流的面积减小,增大了电流的负荷,因此易烧断。在相同的允许的电流负荷面积下,金属丝的强度比碳纤维低6-10倍,在使用过程中易折断。


碳纤维是一种石墨的六方晶格层状结构组成,是一种全黑体材料,因此在电热应用中,表现出来的电热转换效率高。在特定的条件下,高温不氧化,单位面积的电流的负荷强度和机械强度不发生改变。