在航空航天领域的碳纤维复合材料制品应用是什么样的呢?
在航空航天领域传统的采用多采用金属材料,因为高强度、耐高温、高比模量等特征非常好的保证了我们在航空航天领域的研发和科技的推动。那在航空航天领域中研究发现,如果能够减重1千克,大约能够节省下1万美元的燃料,那在材料使用上面的科研就是我们研发的方向,还能非常好的提升火箭、飞船的负荷质量,所以对于航空航天材料的重量和质量是非常值得去关注的点。
在航空航天领域还有一个非常重要的点就是耐高温性能,碳纤维复合材料是通过碳纤维束和树脂进行预浸到固化形成碳纤维预浸料,那在这个过程中,为了更好的保证碳纤维复合材料耐高温的性能,邵东碳纤维制品,就可以进行树脂添加物,使得成型后的碳纤维制品具备非常好的耐高温性能。
在整个航空航天材料的选择上面就需要有重量轻、强度高、耐高温、变形小的特点,这一系列的特征都指向了碳纤维复合材料,当然钛合金也可以,但是钛合金的资源太少,这也是为什么国家大力扶持碳纤维企业的原因,在国外技术不共享的情况,国内大力推进碳纤维复合材料研发的重要原因。
那碳纤维在航空航天领域的应用中,大尺寸的碳纤维还没有生产的先例,现在主要是进行一些小零部件的生产,然后进行机加工组装,常见的有飞机尾翼,利用蒙皮进行长桁组成,通过模具使得碳纤维制品进行组合在一起,然后再进行热压罐成型。
除了飞机尾翼,还有非常平尾、垂尾等。那在航空航天领域,我们被广泛运用的有整流罩、前缘、舱门以及内部的材料选用,很好的保证了航空飞船的性能表现,在一定程度上减少了整体的重量,那在航天飞船的桶身应用,采用多段桶身的生产后,然后进行组成,从而生产出碳纤维复合材料的航空壁体,在这个过程中特别重要的地方就是衔接处。
,凭借出色的表现,在、民用领域两开花,阿塞拜疆能答应亚美尼亚,来图加工碳纤维制品,功不可没。现代机架多采用新型材料制作,如碳纤维等,其实除了碳纤维,还有其他几种材料生产的,我们来看看吧。 1、木质机架:采用木质机架是一种比较廉价的制造方式,这个方法可能会在测试机型上使用,但除了价格便宜,剩下的基本都是缺点了。强度不高,自重较大,而且还容易发生损坏,寿命较短,并不是理想的机架材料。 2、玻璃纤维机架:玻璃纤维是性能较为出色的一种材料,绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高,但本身很脆,也不耐磨,整体性能对比碳纤维存在一定的差距,也可以用来制作机架,不过整体强度和刚度稍弱,不过优点也很明显,耐摔,价格相对便宜,容易加工,可设计性强,碳纤维制品来样定制,是测试机型非常好的材料。 3、碳纤维机架:因为碳纤维复合材料密度小,所以支撑的碳纤维重量更轻,而高强度又使得的韧性更高,加上耐腐蚀、耐氧化等特点,让可以适合多种环境。不过碳纤维机架的制造工艺复杂,来样加工碳纤维制品,基本都采用手工的方式来生产,所以产量上不去,价格也比较高。 4、铝制机架:铝是很轻的一种金属,再加入镁等金属元素形成的铝合金可以生产出性能不错的机架,对比碳纤维机架,价格会便宜一些,不过它存在一个很难解决的问题,就是柔软度的问题,即便是铝合金,也容易发生弯折。 5、聚机架:首先这不是很好的机架材料,因为聚材料对于火及溶剂非常敏感,化学性能很差,同时刚度也不及铝合金和碳纤维,聚机架存在较多的隐患,因此不建议使用这种材料来制作。 上述的5种机架中,玻璃纤维、铝合金及碳纤维这3种的性能都不错,但是真的想要生产出的机架,还是选择碳纤维或多种材料混合使用,制造不同部件再加以组装。
碳纤维性能优势
碳纤维材料质轻而高强,和金属材料相比,铝合金算是这一种常用的减重材料, 其密度约为2.7g/cm3 ,而碳纤维复合材料的密度仅有
1.7g/cm3 ,而强度比钢还要。同时,碳纤维具备纺织纤维的柔软性,能够采用一体成型工艺,减少零配件的使用,简化结构,减轻重量。
大多数金属材料的疲劳极限是其抗拉强度的30%- 50% ,而碳纤维复合材料的疲劳极限能够达到抗拉强度的70%-80% ,并且其抗拉强度要优于多数结构材料。和金属材料不同的是,碳纤维是-种非金属材料,电化学活性较低,耐腐蚀、防生锈,可以长时间使用。碳纤维的高强度可以抵抗飞行过程中受到的强度阻力,保证了安全性。同时碳纤维还具有吸能抗振、耐高温、抗老化、热膨胀系数小等一系列优点。
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