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碳纤维复合材料在航空航天中的应用现状分析

  碳纤维复(fu)合(he)材料具有高(gao)(gao)比强度、高(gao)(gao)比模量、各向异性等突出优点,作为航空航天(tian)四大材料之一(yi)的(de)碳纤维复(fu)合(he)材料,在(zai)军用与民用领域的(de)应用越来(lai)越广泛(fan),在(zai)导弹、运载火(huo)箭和卫星(xing)飞行(xing)器上(shang)也发(fa)挥着(zhe)非常(chang)重要的(de)作用。

  一、碳纤维(wei)在导(dao)弹上的应(ying)用

  导(dao)(dao)弹(dan)(dan)发(fa)射(she)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)性(xing)能要求发(fa)射(she)器(qi)(qi)采用(yong)(yong)圆筒薄壁结构(gou),其身(shen)管厚度不得(de)大于2mm,且(qie)发(fa)射(she)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)重量不能超过导(dao)(dao)弹(dan)(dan)的(de)(de)(de)1/6,制成的(de)(de)(de)导(dao)(dao)弹(dan)(dan)身(shen)管要具有足够高的(de)(de)(de)强度,以及良好(hao)的(de)(de)(de)密封性(xing)、透湿(shi)率等性(xing)能。实验(yan)表明,将(jiang)碳纤维(wei)材(cai)料用(yong)(yong)于导(dao)(dao)弹(dan)(dan)发(fa)射(she)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)身(shen)管,大幅降低了发(fa)射(she)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)重量,可满足发(fa)射(she)器(qi)(qi)身(shen)管透湿(shi)率、轴线变形(xing)性(xing)等要求,而且(qie)电磁(ci)屏蔽(bi)性(xing)能很好(hao)。

  二(er)、碳纤维在运(yun)载(zai)火箭上的应(ying)用

  碳纤维(wei)复(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)料主要(yao)用于(yu)制造运载(zai)火箭(jian)箭(jian)体和(he)发(fa)动机(ji)(ji)壳(qiao)(qiao)体的结(jie)构部(bu)件,其中,发(fa)动机(ji)(ji)盖、壳(qiao)(qiao)体、燃烧(shao)室等(deng)需要(yao)采(cai)用耐高温(wen)、比(bi)刚度和(he)比(bi)模(mo)量(liang)高的材(cai)(cai)料,整(zheng)流罩需要(yao)采(cai)用易于(yu)加工、整(zheng)体成(cheng)形性能(neng)好(hao)的材(cai)(cai)料。当(dang)前,美(mei)国、日本、法国等(deng)国家的运载(zai)火箭(jian)发(fa)动机(ji)(ji)壳(qiao)(qiao)体均采(cai)用碳纤维(wei)复(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)料制造,例如,日本的M-5火箭(jian)的发(fa)动机(ji)(ji)壳(qiao)(qiao)体等(deng),运载(zai)火箭(jian)应用碳纤维(wei)复(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)料在质量(liang)上比(bi)铝(lv)合(he)(he)金(jin)材(cai)(cai)料减少(shao)10%-25%。

  三、碳纤维在人造卫星上(shang)的应(ying)用

  碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)复合(he)材料具有较高(gao)的比强度、比刚(gang)度,良好.的抗疲(pi)劳性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),以及(ji)优(you)异的整体(ti)成形性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)等(deng)特性(xing)(xing)(xing),因此,碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)复合(he)材料自问世以来(lai)就被用作卫星(xing)飞行器(qi)的本体(ti)结构、天线,以及(ji)太阳能(neng)(neng)电池(chi)板(ban)构件。碳(tan)纤(xian)维(wei)(wei)复合(he)材料具有密度小、重量轻、易于加工(gong)、整体(ti)成形性(xing)(xing)(xing)好等(deng)一(yi)系列特性(xing)(xing)(xing),因而可用来(lai)制(zhi)作卫星(xing)的太阳能(neng)(neng)电池(chi)阵,包括(kuo)太阳能(neng)(neng)电池(chi)基板(ban)和连接架等(deng)。

  碳纤(xian)维(wei)(wei)复(fu)(fu)合(he)材料作为一种(zhong)新型(xing)的(de)复(fu)(fu)合(he)材料,应(ying)用范围不(bu)止(zhi)于航空(kong)航天领(ling)域,在高端医(yi)疗、轨(gui)道交通、体育(yu)休闲等领(ling)域也有着广泛(fan)应(ying)用。只有不(bu)断(duan)地提(ti)升关(guan)键(jian)技术的(de)研(yan)究,突(tu)破技术难题,全面提(ti)升碳纤(xian)维(wei)(wei)复(fu)(fu)合(he)材料的(de)制备能力,提(ti)高碳纤(xian)维(wei)(wei)复(fu)(fu)合(he)材料的(de)应(ying)用范围。

 

        阅读延伸:《碳纤维复合材料在军事舰艇上的应用分析


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