自主研發碳樹脂復合材料

① 國家技術發明獎一等獎頒發給了誰

在航空、航天、交通等高端裝備製造領域，有「一克重就是一克金」的說法，材料越輕結構工作效能越高。目前國際通用的碳纖維復合材料可以顯著提高裝備性能，但加工過程極易產生損傷，制約其廣泛應用。2017年度國家技術發明一等獎授予大連理工大學賈振元團隊，表彰其發明的「高性能碳纖維復合材料構件高質高效加工技術與裝備」解決了碳纖維復合材料構件高質高效加工難題，將我國碳纖維復合材料構件加工技術水平推進到國際前沿。

經過10多年攻關，團隊研發出13台套高性能碳纖維復合材料數控加工工藝裝備，成為我國航空航天多個重點型號關鍵復合材料構件加工的唯一裝備，實現了從無法加工或手工加工到低損傷數字化加工的跨越。成果已在航天一院、航天三院、中航工業、中國商飛等企業應用，突破了某新型航天裝備艙段、某飛行器筒段、某系列直升機旋翼、某重型飛機調節板、大型客機機身筒段試驗件、高鐵車身試驗件等關鍵復合材料構件高質高效加工難題，打破國外封鎖。

② 碳纖維增強樹脂復合材料的性能指標（可以相對於鋼來說，要有具體數值）

碳纖維是脆性材料，但強度很高，通常單獨是無法使用的，但作為纖維增強體可以添加到樹脂基體中以提高樹脂的性能，成為高性能的復合材料。

③ 國內做碳纖維的企業都有哪些

國內做碳纖維的企業有江蘇恆神股份有限公司、中復神鷹碳纖維有限公司、威海拓展纖維有限公司、江城碳纖維有限責任公司、吉林市吉研高科技纖維有限責任公司。

1、江蘇恆神股份有限公司於2007年08月17日在鎮江市工商行政管理局登記成立。法定代表人錢雲寶，公司經營范圍包括纖維材料、復合材料及其製品的研發、製造、銷售及其檢測等。

經營范圍：纖維材料、復合材料及其製品的研發、製造、銷售及其檢測、技術服務、技術咨詢、設備的研製；樹脂的研發、生產和銷售；自營和代理各類商品及技術的進出口業務（國家限定企業經營或禁止進出口商品和技術除外）。

2、中復神鷹碳纖維有限責任公司隸屬於世界500強企業——中國建築材料集團有限公司，2006年9月成立。坐落於連雲港經濟技術開發區，提供包括碳纖維原絲研發、碳纖維生產、碳纖維復合材料製品研發。

公司擁有全套的碳纖維原絲生產線和碳化生產線，主要生產設備完全依靠自身技術能力設計製造，擁有多項生產技術專利及技術成果。公司擁有一支高素質的技術人才隊伍，成立了碳纖維技術研發中心和實驗室。

(3)自主研發碳樹脂復合材料擴展閱讀：

碳纖維具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。

碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合，製造先進復合材料。碳纖維增強環氧樹脂復合材料，其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。

④ 目前國內有哪些機構在碳復合材料方面的研究比較好

該碳纖維強化復合材料作為碳纖維和樹脂組成的復合材料，雖然重量僅為鐵的1/4，但是強度約為其5倍。通過量輕化提高燃油費用，近年來該材料開始廣泛應用於航空飛機和汽車上。該材料表面雖然採用金屬網狀物防禦措施，但是如果遭遇雷擊還是容易燒焦受損。如何防雷成為亟需解決的課題。

⑤ 碳纖維增強樹脂基復合材料有哪些性能

碳纖維增強樹脂基復合材料rarhnn
fiber
reinforced
resin
matrix
composite以碳纖維及其製品增強的樹脂基復合材
料。專
這種復合材料比強度和模量高，其，卜屬比模量是芳綸增強
復台材料的2倍，是玻璃纖維增強復合材料的4一5佑，抗蠕
變性能也優於這二者，耐疲勞性能優良，摩擦系數和磨損率
低，具有自潤滑性;耐熱性能取決於樹脂，如酚醛樹脂可耐
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,聚酞亞胺可耐31D},;導熱、導電性能良好;熱膨脹系
數小，耐化學腐蝕性能優良。缺點是層間剪切強度和沖擊強
度低，價格昂貴。主要成型工藝有接觸成型(手糊)、纏繞成
型、低壓(袋壓、熱壓罐)成型及層壓和模壓成型等。主要應用
十航空航大工業中作主、次及非承力結構材料，如機翼、副翼、
尾翼、噴管、火箭殼體等，少量用於某些醫療器械、體育用品及
自潤滑耐磨機械零件，如齒輪、軸承等。

⑥ 高性能復合材料的重點發展方向有哪些

盡管新冠疫情持續蔓延，令行業面臨諸多挑戰，但到去年年底，有跡象表明，與復合材料行業相關的汽車和交通等眾多領域開始復甦。運輸業在雖然結構轉型還遠未完成，但目前行業已經開始正視挑戰。然而，航空業目前還未恢復到以前水平，如今，航空航天的未來比以往任何時候都更依賴於其創新能力。

汽車工業：在未來幾年內突破2017年的高水位線

與新冠疫情相關的停產對2020年的輕型汽車供需產生了極大的負面影響。2020年初的製造業停產使對材料的需求驟然停止，新冠疫情流行對經濟影響進一步降低了全球對新型乘用車的需求。盡管到夏季恢復生產並且需求恢復高於預期，但2020年全球產量比上年依然下降20％。汽車用復合材料的銷售量也相應下降，降至約35億磅。

輕型汽車生產的恢復將是漸進的，並具有明顯的地區差異。中國是首先受到冠狀病毒影響的大市場，預計到2022年將完全恢復到2017年的水平。歐盟和北美等成熟市場的汽車需求在新冠疫情大流行之前有所放緩，並且在2025年之前恐怕難以恢復到2017年的水平。對於隨市場漲跌的汽車商品供應商來說，復甦之路將是漫長而緩慢的。

幸運的是，許多復合材料不是商品，由於它們在成本、重量和性能方面與競爭材料相比具有明顯優勢，因此市場份額正在增加。由於二氧化碳排放和燃油經濟性的法規監管，對輕質材料的需求超過了市場的增長。在2021年至2030年之間，歐洲二氧化碳排放限制將收緊60%以上。美國可能會重新考慮暫停奧巴馬時代的燃油經濟性標准，這可能需要在2020年至2025年之間將車隊燃油經濟性提高23％。

使用輕質材料（包括復合材料）可以幫助原始設備製造商OEM滿足法規要求，保持消費者的吸引力。從2008年到2018年，先前的效率法規幫助復合材料在汽車應用中每年增加2％，鑒於當前的法規環境，這種趨勢可能會持續下去。

然而，僅靠輕質材料並不能使OEM滿足較高的燃油經濟性要求。因此，汽車製造商計劃在未來幾年內部署一種新的混合電動汽車動力系統。這將包括大量增加混合動力、電池電動和燃料電池汽車，以補充內燃機。電動汽車的興起為電池盒、氫燃料箱和其他要求輕量化和耐腐蝕的部件中的復合材料創造了機會。

此外，在設計這些新車時，可以利用零件整合的機會。這些因素可能使復合材料在未來十年中占據更多的汽車材料用量份額，並將有助於推動汽車復合材料的總銷量在2023年之前超過2017年的水平。

復合材料行業的增長潛力可通過將汽車產量和汽車復合材料的銷量指數化以2017年為基準年並預測到2025年的需求來進行說明。如果復合材料繼續像過去十年那樣以每年高於市場2%的速度增長，到2023年，汽車復合材料的產量將超過基準年的2017年，但全球汽車產量預計不會在2025年之前恢復到2017年的水平。

盡管2020年對於汽車行業和復合材料製造商來說是艱難的一年，但汽車復合材料的長期前景是光明的。根據成本、重量和性能方面的價值，該行業將在未來幾年內突破2017年的高水位線。

2020年新冠疫情給許多行業和生活方方面面帶來了重大影響和破壞，汽車和復合材料行業也不例外，兩者都受到了新冠疫情的巨大影響，其影響將在未來幾年內顯現出來。然而，對於復合材料製造商而言，有一個好消息是，預期的汽車行業復甦、全球環境監督和電動汽車的激增將為復合材料和輕質汽車材料提供很有前途的前景。

航空航天：以創新為基礎的技術解決方案對於其成功至關重要

在過去的幾年裡，航空航天業受到了一系列事件的巨大影響，最顯著的是波音737 Max的停飛和新冠疫情流行。2020年11月18日，美國聯邦航空局局長Steve Dickson取消了2019年3月13日發布的波音737 Max停飛令。但是期間的18個月給整個行業帶來了巨大損失。

此外，在新冠疫情大流行期間，波音公司和空中客車公司都不得不暫時關閉其設施。正如預期的那樣，波音和空中客車公司都在為大幅降低生產率和降低訂單而苦苦掙扎。

隨著航空航天工業的復甦，以創新為基礎的技術解決方案對於其成功至關重要。利用計算機功能的項目繼續推動復合材料製造業在航空航天領域的發展，其中包括集成計算材料工程（integrated computational materials engineering，ICME），它可以利用不同模型框架之間的數據流進行數字製造，3D列印部件及其完整性認證驗證的差距越來越大，而通過使用分析學可以彌補這一差距。

藉助ICME，航空航天製造商可以在涵蓋整個組織的框架中看到敏捷性的顯著優勢。復合材料是理想的材料系統，可以驅動建模、分析或數字孿生方法增加價值，在這種方法中，復合材料成分、添加劑及其形態的復雜性不僅在成分選擇方面而且在製造工藝方面都帶來無數的性能差異。當通過計算可以顯著減少客戶要求與FAA認證之間的時間時，這就顯得格外重要。

美國現代化新型技術和優先考慮事項的交叉點一直集中在高超音速、太空和網路安全領域，後者給整個航空航天供應鏈帶來了巨大挑戰，尤其是對保護信息的需求。從2020年11月30日開始，美國國防部（DOD）引入了一種自我評估方法，要求DOD供應鏈量化並報告其當前的網路安全合規性。在創新方面，政府機構繼續促進初創技術開發商與一級航空航天公司之間的合作。空軍AFWERX計劃就是一個例子，該計劃促進了整個行業、學術界和軍隊之間的聯系。

對這些新興技術至關重要的是材料的進步，基於馬赫數5到馬赫數20之間最惡劣的空間環境中生存的材料的需求，導致對增材製造用陶瓷基復合材料的研究和投資有所增加。為了在航空航天領域站穩腳跟，復合材料行業可以借鑒在聚合物基復合材料和金屬基復合材料中獲得的經驗教訓，利用ICME工作流程為陶瓷基復合材料的模型驅動設計提供依據。此外，將專家知識轉換為基本的2×2正交實驗設計，在同一試驗中比較傳統材料，將為使用新的復合材料和製造方法建立信心。

盡管基礎指標歷來包括高強度重量比、耐腐蝕和耐化學腐蝕性能，但新的行星外空間要求在極端高溫和低溫下都具有長周期服役能力。如美國航空航天學會（AIAA）標准指導委員會（SSC）等機構資源服務為標准制定做出了貢獻，這將有助於使航空航天利益相關者之間的測試和其他活動標准化。

總之，航空航天的未來比以往任何時候都更依賴於其創新能力。這將需要政府、主要機構、供應鏈和初創公司利益相關者之間的綜合發展。每個利益相關者在平衡合規性和業務模式中斷以確保反彈方面將發揮重要作用。

玻璃纖維：2021年的前景更加光明

由於新冠疫情影響，2020年是復合材料行業的危機年，因為疫情引發了現金流和需求危機、供應鏈中斷和工人安全問題。雖然2020年充滿挑戰，但2021年的前景似乎更加光明。

2020年初，美國復合材料行業起步相當不錯，並顯示出與2019年相似的良好增長跡象。到3月底，新訂單推遲甚至被取消。在第二季度，特別是在4月和5月，疫情流行影響最大，導致了自大蕭條以來最嚴重、最劇烈的經濟收縮。夏季有超過2000萬人失業，各行各業的工廠也被關閉。運輸、建築和海運業受到的打擊最大，導致2020年第二季度美國玻璃纖維的需求與2020年第一季度相比減少了20％。

但是，2020年下半年成為經濟和復合材料行業復甦最快的時期。自2020年7月以來，在刺激計劃和工廠重新開張的推動下，美國復合材料行業的各種最終用途行業的需求開始增長，包括汽車、船舶和建築行業。因此，與2020年第二季度相比，美國玻璃纖維市場在2020年第三季度增長了約23%。

在2020年第四季度，美國玻璃纖維市場保持強勁，11月的增長率與2019年11月相比約為5%。到2020年底，玻璃纖維市場無法從大流行中完全恢復過來，預計將下降約6％，需求降至24.4億磅，而2019年為25.9億磅。冠狀病毒對整個價值鏈的影響都是不規律的，汽車、管道和儲罐、航空航天和海洋應用呈顯著下降趨勢，而風能、電氣和電子以及建築業仍保持良好發展態勢。

風電行業是2020年的一個亮點，盡管由於供應鏈瓶頸、跨境運輸問題和政府的限制在3月和4月暫時放緩，但風能產業仍實現了兩位數的增長。總體而言，市場增長是因為風電場開發商急於在年底預期到期之前及時開工，以獲得生產稅抵免資格。

COVID-19迫使高管們重新思考復合材料行業的未來。在某些細分市場中，過剩的產能加劇了緩慢的復甦，如航空航天業。波音公司首席執行官Dave Calhoun估計，航空旅行需要2至3年時間才能恢復到COVID之前的水平。

消費者對可持續性的意識也越來越高，這促使行業參與者在材料和復合材料零件的生產中探索綠色材料、可再生能源和回收技術。此外，大多數部門越來越多地使用數字技術來改變工作和勞動力。

在去年12月批準的新刺激方案和冠狀病毒疫苗的幫助下，Lucintel預計2021年第1季度和第2季度在美國玻璃纖維行業中將有良好的復甦。汽車、住房、管道和儲罐、電氣和電子產品、消費品和海洋的有利趨勢將導致2021年玻璃纖維市場以8%至10%的速度增長，達到或超過2019年的需求水平。

碳纖維：所有細分市場都具有巨大增長潛力

自2010年以來，全球碳纖維市場已從不到4萬噸增長到2019年的10萬噸以上。在此期間，碳纖維增長平穩且不間斷，每年增長速度達到10％到12％。

但是2020年，隨著COVID-19大流行來襲，全球碳纖維幾乎在一夜之間發生了變化。2020年，全球對碳纖維的需求總計約為10.5萬噸，僅比2019年增長1％，預計在2021年，增長幅度也僅為1％。

碳纖維市場受到許多領域應用增長的推動，例如航空航天、風能、體育用品、船舶、汽車、壓力容器等。在2020年之前，所有這些細分市場的增長率以及整個行業的增長率都在穩步上升。

但是隨著2020年初邊境的關閉，國際航空旅行停止，飛機停飛，飛機製造商大幅削減了生產率，碳纖維行業似乎在瞬間失去了動力。碳纖維在航空航天領域的應用占工業總量的20%以上，占行業價值的40％。商業航空業的放緩嚴重影響了碳纖維行業，要恢復到疫情之前的水平可能要花費數年的時間。

盡管航空航天方面的消息令人沮喪，但2020年並非所有的都是壞消息。當人們學會了居家工作和在家附近度假時，一些市場表現良好，如在2020年，體育用品的需求躍升了30％至40％，風力渦輪機的安裝按計劃繼續比上一年增加了20％。
按照最終用途市場劃分，2020年碳纖維應用市場細分大致如下：
風能—23％；
航空航天—20％；
體育用品—12％；
汽車—10％；
壓力容器—10％；
用於注塑塑料和其他短纖維應用的復合材料—8％；
建築和基礎設施—8％；
其他細分市場—9％

正如疫情之前的時期一樣，隨著新應用和項目的投產，碳纖維的所有細分市場都具有巨大的增長潛力。在新冠疫情暴發之前，碳纖維具有吸引力的潛在長期大趨勢保持不變。碳纖維的優點——剛度、高強度重量比、耐腐蝕性、導電性等——至今仍然有效。為了實現增長，碳纖維和CFRP零件必須同時具有技術和經濟效益。

因此，人們對推動碳纖維整體需求的各個行業和應用有著不同的看法，有些行業下滑，有些行業則會上漲。那些已經收縮的領域尤其是航空航天領域，導致碳纖維行業的總量在2020年看起來相對平穩，預計2021年只會有非常溫和的增長。但是，長期前景更為樂觀。在未來幾年內，可以合理預期碳纖維行業將再次恢復較強勁的同比增長。

至於碳纖維行業的產能，全球碳纖維生產商的銘牌產能合計約為16萬噸，足以滿足當前需求。一些生產商正在計劃增加新的工廠和產能，以滿足日益增長的未來需求。最後，必須牢記，碳纖維仍處於早期發展階段。飛機是通過手工製造的，每天只有一兩架；其他應用稍高一些，但仍然沒有自動化。與之相比，汽車的批量生產速度超過每分鍾一輛。如今，碳纖維仍主要用於小批量應用，尚未實現「大量生產」。

總而言之，新冠疫情給碳纖維行業帶來了一定的打擊，但這只是暫時的。盡管在這不平凡的一年裡發生了很多事情，但碳纖維的未來還是充滿希望的，未來幾年的發展也將會十分有趣。

建築與基礎設施：建設有所縮減，可能是行業的轉折點

當人們在談論復合材料主要應用領域時，建築工業往往不是位居榜首，但它卻一直在發展。全球建築經濟是世界上最大的建築經濟體之一，也是最大的資源和能源消費領域之一，它同樣也是最大的污染源之一，這些因素共同推動了對可持續發展的全面需求，復合材料在其中可以發揮作用。

根據《全球建築展望》和牛津經濟研究院發布的《2030年全球建築》，預計到2030年，全球建築業產值將增長85％，達到15.5萬億美元，其中大部分增長將集中在美國、中國和印度。麥肯錫全球研究所報告稱，到2025年，全球20個最大的城市將需要3600萬套新住房。

建築業的其他研究表明，美國23%的空氣污染、40%的水污染和50%的垃圾填埋場垃圾都是建築業造成的。此外，美國綠色建築委員會說，建築物和建築項目每年約佔全球能源消耗的40％。

復合材料在建築中的作用是多種多樣的，從窗框和木材增強到復合材料鋼筋和纖維增強混凝土。無論使用哪種材料，復合材料的輕量化、設計靈活性和耐用性優勢都有助於加快施工速度，提高建築的可持續性得分。

以阿拉伯聯合大公國（UAE）迪拜正在建設的未來博物館為例，這座78米高的建築有七層樓，裡面有一個環形外殼，位於三層裙樓頂上。圓環的外立麵包括1024塊阻燃復合材料板，每個面板均覆蓋有不銹鋼，具有獨特的3D形狀，並融合了模製的阿拉伯文字。

在美國紐約州布魯克林，增材製造復合材料幫助加快了45層高的One South First和相連的10 Grand的建設速度，這些建築位於Domino Park內。這些建築物包括一個復雜的混凝土立面，需要通過澆口預制數百個混凝土框架。Gate聘請了添加劑工程解決方案公司（AES）來幫助製造用於塑造混凝土框架的模具。在部分生產中，AES選擇了LNP Thermomp AM復合材料，一種高模量、低翹曲的材料，由SABIC提供的短切碳纖維增強ABS樹脂材料。

由於新冠疫情的到來，2021年的住宅建設和公共建設都會有所委縮。大多數基礎設施和公共建築的建設將受到政府實體的預算平衡、稅收和收費收入的下降以及與大流行相關的未預算支出的限制。在短期內，只有少數非住宅利基市場看起來很有希望。其中包括對許多類型的現有設施進行翻新，以適應與冠狀病毒相關的要求。此外，在醫院和療養院之外需要更多的設施來提供醫療、篩查和測試。學校建設可能是部分例外。隨著更多家庭的搬遷，對新建和改建或擴建學校的需求將不斷增長。

新冠疫情的流行增加了對替代稀缺的現場熟練工人的方式的需求。在某種程度上，復合材料和產品可以替代現場製造，或者由經驗較少或技能水平較低的工作人員更快地安裝，即使產品本身成本更高，對復合材料的需求也將不斷增長。

因此，對於承包商而言，2021年可能是充滿挑戰的一年。但這可能標志著希望打入建築市場的復合材料製造商的轉折點。（廣東博皓復合材料有限公司成立於2004年，有著近二十年復合材料行業服務經驗，是一家復合材料行業整體解決方案服務商。我們致力於為客戶提供完善的顧問式采購服務，先進的復合材料產品解決方案，頂尖的復合材料工藝及技術服務，高品質的復合材料模具設計與製造。）

⑦ 碳纖維樹脂復合材料用途有哪些缺點介紹

雖然我們周圍可以選擇的基礎材料有很多，但是各種材料都有本身難以替代的優勢以及缺點，因此有一些廠家就開始尋求多種材料復合而成的復合材料，比如今天為大家舉例的碳纖維樹脂復合材料，顧名思義就是綜合了碳纖維以及樹脂這兩者優勢的一款材料產品，它經過熱處理和多種多樣的工序和步驟加工而成，是一種力學性能十分出色的新型材料。一方面具有碳材料本身的穩定牢靠特點，另外一方面又具有紡織纖維柔軟可以加工的表現，所以應用在日常生活中的許多領域。

一、碳纖維樹脂復合材料用途

1.航空航天，飛機的外殼和內部裝備都可以用碳纖維來完成，同等強度，輕於合金，省燃料。

2.風力發電，發電機的葉片由碳纖維+玻纖製作，電力環保，未來能源的方向之一。

3.體育市場，高爾夫球桿身、網羽球拍、登山杖、自行車、滑雪板、溜冰鞋、釣竿、潛水氣瓶等等高檔產品都由碳纖維製作。

4.汽車配件，外殼、車架、空氣動力學配件、座椅、內飾甚至輪轂都可以由碳纖維製作，同樣屬於高端市場。

5.建築加固，碳纖維短切絲可以用於混凝土內，加強加固的作用

6.流行市場，由於碳纖維可以製作出高檔感的外觀，在鞋底、袖扣、皮帶扣、高檔煙酒包裝、電子產品外殼等領域也被青睞，但用量少，都為高檔產品。

7.音樂領域，提琴、吉他、笛、等樂器以及音箱由碳纖維製作的效果非常令人驚嘆。

8.其他：頭盔、滑鼠墊、眼鏡架、三腳架、手錶等領域亦有應用。

二、碳纖維復合材料缺點

成本高——盡管CFRP復合材料性能優異，為什麼碳纖維沒有廣泛地應用於產品生產呢?目前，CFRP復合材料生產成本過高。根據當前的市場情況(供給和需求)，碳纖維的種類(航天VS商品級)，纖維束的大小不同，纖維的價格也判若雲泥。每磅碳纖維原材料的價格，可達5-25倍玻璃纖維價格不等。而相比於鋼材，CFRP材料的高成本性就更加突出了。

導電性——這既可以作為碳纖維復合材料的優勢，也可能成為實際應用中的一個缺陷。碳纖維導電性極強，而玻璃纖維是絕緣的。許多產品使用玻璃纖維，而不能用碳纖維或金屬替代，是因為其要求具備嚴格的絕緣性。

在公用設施生產中，許多產品都需要使用玻璃纖維。例如，梯子的生產使用玻璃纖維作為梯架，原因在於：當玻璃纖維梯子與電力線接觸時，觸電的可能性會降低許多。而碳纖維梯子導電性極強，後果則不可想像。

今天為大家介紹的碳纖維復合材料是一種新型的復合產品，它不僅僅力學性能優異，而且一方面具有碳材料本身的穩定性，另外一方面有紡織纖維柔軟，可以加工的優點表現。算是新一代的增強纖維。我們在日常生活中的很多地方都可以看見它所扮演著的關鍵角色，因為碳纖維復合材料耐高溫耐摩擦，而且導電導熱和耐腐蝕，經過長久的使用，也不會出現性能方面的損耗，除此之外，還可以發現一款合格的碳纖維復合材料，既可以用來製作某些精密儀器，還可以用在飛機結構或者是電工領域。

⑧ 碳纖維樹脂復合材料屬於什麼類型的物質

和玻璃鋼差不多，就是把玻璃纖維換成碳纖維而已

⑨ 碳纖維增強樹脂復合材料應用在哪些領域

總結碳纖維復合材料的現實應用有以下幾個方面: (1)宇航工業用作導彈防熱及結構材料如火箭噴管、鼻錐、大面積防熱層;衛星構架、天線、太陽能翼片底板、衛星-火箭結合部件;太空梭機頭,機翼前緣和艙門等製件;哈勃太空望遠鏡的測量構架,太陽能電池板和無線電天線。 (2)航空工業用作主承力結構材料,如主翼、尾翼和機體;次承力構件,如方向舵、起落架、副翼、擾流板、發動機艙、整流罩及座板等,此外還有C/C剎車片。 (3)交通運輸用作汽車傳動軸、板簧、構架和剎車片等製件;船舶和海洋工程用作製造漁船、魚雷快艇、快艇和巡邏艇,以及賽艇的桅桿、航桿、殼體及劃水漿;海底電纜、潛水艇、雷達罩、深海油田的升降器和管道。 (4)運動器材用作網球、羽毛球和壁球拍及桿、棒球、曲棍球和高爾夫球桿、自行車、賽艇、釣桿、滑雪板、雪車等。 (5)土木建築幕牆、嵌板、間隔壁板、橋梁、架設跨度大的管線、海水和水輪結構的增強筋、地板、窗框、管道、海洋浮桿、面狀發熱嵌板、抗震救災用補強材料。 (6)其它工業化工用的防腐泵、閥、槽、罐;催化劑,吸附劑和密封製品等。生體和醫療器材如人造骨骼、牙齒、韌帶、X光機的床板和膠卷盒。 編織機用的劍竿頭和劍竿防靜電刷。

⑩ 樹脂基復合材料知識

纖維增強樹脂基復合材料常用的樹脂為環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。目前常用的有：熱固性樹脂、熱塑性樹脂，以及各種各樣改性或共混基體。熱塑性樹脂可以溶解在溶劑中，也可以在加熱時軟化和熔融變成粘性液體，冷卻後又變硬。熱固性樹脂只能一次加熱和成型，在加工過程中發生固化，形成不熔和不溶解的網狀交聯型高分子化合物，因此不能再生。復合材料的樹脂基體，以熱固性樹脂為主。早在40年代，在戰斗機、轟炸機上就開始採用玻璃纖維增強塑料作雷達罩。60年代美國在F—4、F—111等軍用飛機上採用了硼纖維增強環氧樹脂作方向舵、水平安定面、機翼後緣、舵門等。在導彈製造方面，50年代後期美國中程潛地導彈「北極星A—2」第二級固體火箭發動機殼體上就採用了玻璃纖維增強環氧樹脂的纏繞製件，較鋼質殼體輕27%；後來採用高性能的玻璃纖維代替普通玻璃纖維造「北極星A—3」，使殼體重量較鋼制殼體輕50%，從而使「北極星A—3」導彈的射程由2700千米增加到4500千米。70年代後採用芳香聚醯胺纖維代替玻璃纖維增強環氧樹脂，強度又大幅度提高，而重量減輕。碳纖維增強環氧樹脂復合材料在飛機、導彈、衛星等結構上得到越來越廣泛的應用。

在化學工業上的應用
編輯
環氧乙烯基酯樹脂在氯鹼工業中，有著良好的應用。
氯鹼工業是玻璃鋼作耐腐材料最早應用領域之一，目玻璃鋼已成為氯鹼工業的主要材料。玻璃鋼已用於各種管道系統、氣體鼓風機、熱交換器外殼、鹽水箱以至於泵、池、地坪、牆板、格柵、把手、欄桿等建築結構上。同時，玻璃鋼也開始進入化工行業的各個領域。在造紙工業中的應用也在發展，造紙工業以木材為原料，造紙過程中需要酸、鹽、漂白劑等，對金屬有極強的腐蝕作用，唯有玻璃鋼材料能抵抗這類惡劣環境，玻璃鋼材料已、在一些國家的紙漿生產中顯現其優異的耐蝕性。
在金屬表面處理工業中的應用，則成為環氧乙烯基酯樹脂重要應用，金屬表面處理廠所使用的酸，大多為鹽酸、基本上用玻璃鋼是沒有問題的。環氧樹脂作為纖維增強復合材料進入化工防腐領域，是以環氧乙烯基酯樹脂形態出現的。它是雙酚A環氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環加成化學反應而製成，每噸需用環氧樹脂比例達50%，這類樹脂既保留了環氧樹脂基本性能，又有不飽和聚酯樹脂良好的工藝性能，所以大量運用在化工防腐領域。
其在化工領域的防腐主要包括：化工管道、貯罐內襯層；電解槽；地坪；電除霧器及廢氣脫硫裝置；海上平台井架；防腐模塑格柵；閥門、三通連接件等。為了提高環氧乙烯基酯樹脂優越的耐熱性、防腐蝕性和結構強度，樹脂還不斷進行改性，如酚醛、溴化、增韌等環氧乙烯基酯樹脂等品種，大量運用於大直徑風葉、磁懸浮軌道增強網、賽車頭盔、光纜纖維牽引桿等。
樹脂基復合材料作為一種復合材料，是由兩個或兩個以上的獨立物理相，包含基體材料（樹脂）和增強材料所組成的一種固體產物。樹脂基復合材料具有如下的特點：
（1）各向異性（短切纖維復合材料等顯各向同性）；
（2）不均質（或結構組織質地的不連續性）；
（3）呈粘彈性行為；
（4）纖維（或樹脂）體積含量不同，材料的物理性能差異；
（5）影響質量因素多，材料性能多呈分散性。
樹脂基復合材料的整體性能並不是其組分材料性能的簡單疊加或者平均，這其中涉及到一個復合效應問題。復合效應實質上是原相材料及其所形成的界面相互作用、相互依存、相互補充的結果。它表現為樹脂基復合材料的性能在其組分材料基礎上的線性和非線性的綜合。復合效應有正有負，性能的提高總是人們所期望的，但有進材料在復合之後某些方面的性能出現抵消甚至降低的現象是不可避免的。
復合效應的表現形式多樣，大致上可分為兩種類型：混合效應和協同效應。
混合效應也稱作平均效應，是組分材料性能取長補短共同作用的結果，它是組分材料性能比較穩定的總體反映，對局部的擾動反應並敏感。協同效應與混合效應相比，則是普遍存在的且形式多樣，反映的是組分材料的各種原位特性。所謂原位特性意味著各相組分材料在復合材料中表現出來的性能並不只是其單獨存在時的性能，單獨存在時的性能不能表徵其復合後材料的性能。
樹脂基復合材料的力學性能
力學性能是材料最重要的性能。樹脂基復合材料具有比強度高、比模量大、抗疲勞性能好等優點，用於承力結構的樹脂基復合材料利用的是它的這種優良的力學性能，而利用各種物理、化學和生物功能的功能復合材料，在製造和使用過程中，也必須考慮其力學性能，以保證產品的質量和使用壽命。
1、樹脂基復合材料的剛度
樹脂基復合材料的剛度特性由組分材料的性質、增強材料的取向和所佔的體積分數決定。樹脂基復合材料的力學研究表明，對於宏觀均勻的樹脂基復合材料，彈性特性復合是一種混合效應，表現為各種形式的混合律，它是組分材料剛性在某種意義上的平均，界面缺陷對它作用不是明顯。
由於製造工藝、隨機因素的影響，在實際復合材料中不可避免地存在各種不均勻性和不連續性，殘余應力、空隙、裂紋、界面結合不完善等都會影響到材料的彈性性能。此外，纖維（粒子）的外形、規整性、分布均勻性也會影響材料的彈性性能。但總體而言，樹脂基復合材料的剛度是相材料穩定的宏觀反映。
對於樹脂基復合材料的層合結構，基於單層的不同材質和性能及鋪層的方向可出現耦合變形，使得剛度分析變得復雜。另一方面，也可以通過對單層的彈性常數（包括彈性模量和泊松比）進行設計，進而選擇鋪層方向、層數及順序對層合結構的剛度進行設計，以適應不同場合的應用要求。
2、樹脂基復合材料的強度
材料的強度首先和破壞聯系在一起。樹脂基復合材料的破壞是一個動態的過程，且破壞模式復雜。各組分性能對破壞的作用機理、各種缺陷對強度的影響，均有街於具體深入研究。
樹脂基復合材強度的復合是一種協同效應，從組分材料的性能和樹脂基復合材料本身的細觀結構導出其強度性質。對於最簡單的情形，即單向樹脂基復合材料的強度和破壞的細觀力學研究，還不夠成熟。
單向樹脂基復合材料的軸向拉、壓強度不等，軸向壓縮問題比拉伸問題復雜。其破壞機理也與拉伸不同，它伴隨有纖維在基體中的局部屈曲。實驗得知：單向樹脂基復合材料在軸向壓縮下，碳纖維是剪切破壞的；凱芙拉（Kevlar）纖維的破壞模式是扭結；玻璃纖維一般是彎曲破壞。
單向樹脂基復合材料的橫向拉伸強度和壓縮強度也不同。實驗表明，橫向壓縮強度是橫向拉伸強度的4～7倍。橫向拉伸的破壞模式是基體和界面破壞，也可能伴隨有纖維橫向拉裂；橫向壓縮的破壞是因基體破壞所致，大體沿45°斜面剪壞，有時伴隨界面破壞和纖維壓碎。單向樹脂基復合材料的面內剪切破壞是由基體和界面剪切所致，這些強度數值的估算都需依靠實驗。
雜亂短纖維增強樹脂基復合材料盡管不具備單向樹脂基復合材料軸向上的高強度，但在橫向拉、壓性能方面要比單向樹脂基復合材料好得多，在破壞機理方面具有自己的特點：編織纖維增強樹脂基復合材料在力學處理上可近似看作兩層的層合材料，但在疲勞、損傷、破壞的微觀機理上要更加復雜。
樹脂基復合材料強度性質的協同效應還表現在層合材料的層合效應及混雜復合材料的混雜效應上。在層合結構中，單層表現出來的潛在強度與單獨受力的強度不同，如0/90/0層合拉伸所得90°層的橫向強度是其單層單獨實驗所得橫向拉伸強度的2～3倍；面內剪切強度也是如此，這一現象稱為層合效應。
樹脂基復合材料強度問題的復雜性來自可能的各向異性和不規則的分布，諸如通常的環境效應，也來自上面提及的不同的破壞模式，而且同一材料在不同的條件和不同的環境下，斷裂有可能按不同的方式進行。這些包括基體和纖維（粒子）的結構的變化，例如由於局部的薄弱點、空穴、應力集中引起的效應。除此之外，界面粘結的性質和強弱、堆積的密集性、纖維的搭接、纖維末端的應力集中、裂縫增長的干擾以及塑性與彈性響應的差別等都有一定的影響。
樹脂基復合材料的物理性能
樹脂基復合材料的物理性能主要有熱學性質、電學性質、磁學性質、光學性質、摩擦性質等（見表）。對於一般的主要利用力學性質的非功能復合材料，要考慮在特定的使用條件下材料對環境的各種物理因素的響應，以及這種響應對復合材料的力學性能和綜合使用性能的影響；而對於功能性復合材料，所注重的則是通過多種材料的復合而滿足某些物理性能的要求。
樹脂基復合材料的物理性能由組分材料的性能及其復合效應所決定。要改善樹脂基復合材料的物理性能或對某些功能進行設計時，往往更傾向於應用一種或多種填料。相對而言，可作為填料的物質種類很多，可用來調節樹脂基復合材料的各種物理性能。值得注意的是，為了某種理由而在復合體系中引入某一物質時，可能會對其它的性質產生劣化作用，需要針對實際情況對引入物質的性質、含量及其與基體的相互作用進行綜合考慮。
樹脂基復合材料的化學性能
大多數的樹脂基復合材料處在大氣環境中、浸在水或海水中或埋在地下使用，有的作為各種溶劑的貯槽，在空氣、水及化學介質、光線、射線及微生物的作用下，其化學組成和結構及各種性能會發生各種變化。在許多情況下，溫度、應力狀態對這些化學反應有著重要的影響。特別是航空航天飛行器及其發動機構件在更為惡劣的環境下工作，要經受高溫的作用和高熱氣流的沖刷，其化學穩定性是至關重要的。
作為樹脂基復合材料的基體的聚合物，其化學分解可以按不同的方式進行，它既可通過與腐蝕性化學物質的作用而發生，又可間接通過產生應力作用而進行，這包括熱降解、輻射降解、力學降解和生物降解。聚合物基體本身是有機物質，可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應力腐蝕。所謂的應力腐蝕，是摜材料與某些有機溶劑作用在承受應力時產生過早的破壞，這樣的應力可能是在使用過程中施加上去的，也可能是鑒於製造技術的某些局限性帶來的。根據基體種類的不同，材料對各種化學物質的敏感程度不同，常見的玻璃纖維增強塑料耐強酸、鹽、酯，但不耐鹼。一般情況下，人們更注重的是水對材料性能的影響。水一般可導致樹脂基復合材料的介電強度下降，水的作用使得材料的化學鍵斷裂時產生光散射和不透明性，對力學性能也有重要影響。不上膠的或僅只熱處理過的玻璃纖維與環氧樹脂或聚酯樹脂組成的復合材料，其拉伸強度、剪切強度和彎曲強度都很明顯地受沸水影響，使用偶聯劑可明顯地降低這種損失。水及各種化學物質的影響與溫度、接觸時間有關，也與應力的大小、基體的性質及增強材料的幾何組織、性質和預處理有關，此外還與復合材料的表面的狀態有關，纖維末端暴露的材料更易受到損害。
聚合物的熱降解有多種模式和途徑，其中可能幾種模式同時進行。如可通過"拉鏈"式的解聚機理導致完全的聚合物鏈的斷裂，同時產生揮發性的低分子物質。其它的方式包括聚合物鏈的不規則斷裂產生較高分子量的產物或支鏈脫落，還有可能形成環狀的分子鏈結構。填料的存在對聚合物的降解有影響，某些金屬填料可通過催化作用加速降解，特別是在有氧存在的地方。樹脂基復合材料的著火與降解產生的揮發性物質有關，通常加入阻燃劑減少著火的危險。某些聚合物在高溫條件下可產生一層耐熱焦炭，這些聚合物與尼龍、聚酯纖維等復合後，因這些增強物本身的分解導致揮發性物質產生可帶走熱量而冷卻燒焦的聚合物，進一步提高耐熱性，同時賦予復合材料以優良的力學性能，如良好的坑震性。
許多聚合物因受紫外線輻射或其它高能輻射的作用而受到破壞，其機理是當光和射線的能量大於原子間的共價鍵能時，分子鏈發生斷裂。鉛填充的聚合物可用來防止高能輻射。紫外線輻射則一般受到更多的關注，經常使用的添加劑包括炭黑、氧化鋅和二氧化鈦，它們的作用是吸收或者反射紫外線輻射，有些無面填料可以和可見光一樣傳輸紫外線，產生熒光。
力學降解是另一種降解機理，當應力的增加頻率超過一個鍵通過平移所產生的響應能力時，就發生鍵的斷裂，由此形成的自由基還可能對下一階段的降解模式產生影響。硬質和脆性聚合物基體應變小，可進行有或者沒有鏈斷裂的脆性斷裂，而較軟但粘性高的聚合物基體大多是力學降解的。
樹脂基復合材料的工藝特點
樹脂基復合材料的成型工藝靈活，其結構和性能具有很強的可設計性。樹脂基復合材料可用模具一次成型法來製造各種構件，從而減少了零部件的數量及接頭等緊固件，並可節省原材料和工時；更為突出的是樹脂基復合材料可以通過纖維種類和不同排布的設計，把潛在的性能集中到必要的方向上，使增強材料更為有效地發揮作用。通過調節復合材料各組分的成分、結構及排列方式，既可使構件在不同方向承受不同的作用力，還可以製成兼有剛性、韌性和塑性等矛盾性能的樹脂基復合材料和多功能製品，這些是傳統材料所不具備的優點。樹脂基復合材料在工藝方面也存在缺點，比如，相對而言，大部分樹脂基復合材料製造工序較多，生產能力較低，有些工藝（如製造大中型製品的手糊工藝和噴射工藝）還存在勞動強度大、產品性能不穩定等缺點。
樹脂基復合材料的工藝直接關繫到材料的質量，是復合效應、"復合思想"能否體現出來的關鍵。原材料質量的控制、增強物質的表面處理和鋪設的均勻性、成型的溫度和壓力、後處理及模具設計的合理性都影響最終產品的性能。在成型過程中，存在著一系列物理、化學和力學的問題，需要綜合考慮。固化時在基體內部和界面上都可能產生空隙、裂紋、缺膠區和富膠區；熱應力可使基體產生或多或少的微裂紋，在許多工藝環節中也都可造成纖維和纖維束的彎曲、扭曲和折斷；有些體系若工藝條件選擇不當可使基體與增強材料之間發生不良的化學反應；在固化後的加工過程中，還可進一步引起新的纖維斷裂、界面脫粘和基體開裂等損傷。如何防止和減少缺陷和損傷，保證纖維、基體和界面發揮正常的功能是一個非常重要的問題。
樹脂基復合材料的成型有許多不同工藝方法，連續纖維增強樹脂基復合材料的材料成型一般與製品的成型同時完成，再輔以少量的切削加工和連接即成成品；隨機分布短纖維和顆粒增強塑料可先製成各種形式的預混料，然後進行擠壓、模塑成型。
組合復合效應
復合體系具有兩種或兩種以上的優越性能，稱為組合復合效應貧下中農站這樣的情況很多，許多的力學性能優異的樹脂基復合材料同時具有其它的功能性，下面列舉幾個典型的例子。
1、光學性能與力學性能的組合復合
纖維增強塑料，如玻璃纖維增強聚酯復合材料，同時具有充分的透光性和足夠的比強度，對於需要透光的建築結構製品是很有用的。
2、電性能與力學性能的組合復合
玻璃纖維增強樹脂基復合材料具有良好的力學性能，同時又是一種優良的電絕緣材料，用於製造各種儀表、電機與電器的絕緣零件，在高頻作用下仍能保持良好的介電性能，又具有電磁波穿透性，適製作雷達天線罩。聚合物基體中引入炭黑、石墨、酞花菁絡合物或金屬粉等導電填料製成的復合材料具有導電性能，同時具有高分子材料的力學性能和其它特性。
3、熱性能與力學性能的組合復合
①耐熱性能
樹脂基復合材料在某些場合的使用除力學性能外，往往需要同時具有好的耐熱性能。
②耐燒蝕性能
航空航天飛行器的工作處於嚴酷的環境中，必須有防護材料進行保護；耐燒蝕材料靠材料本身的燒蝕帶走熱量而起到防護作用。玻璃纖維、石英纖維及碳纖維增強的酚醛樹脂是成功的燒蝕材料。酚醛樹脂遇到高溫立即碳化形成耐熱性高的碳原子骨架；玻璃纖維還可部分氣化，在表面殘留下幾乎是純的二氧化硅，它具有相當高的粘結性能。兩方面的作用，使酚醛玻璃鋼具有極高的耐燒蝕性能。