碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維,經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。


碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。由碳纖維和環(huán)氧樹脂結(jié)合而成的復(fù)合材料,由于其比重小、剛性好和強(qiáng)度高而成為一種先進(jìn)的航空航天材料。因?yàn)楹教祜w行器的重量每減少1公斤,就可使運(yùn)載火箭減輕500公斤。


所以,在航空航天工業(yè)中爭(zhēng)相采用先進(jìn)復(fù)合材料。有一種垂直起落戰(zhàn)斗機(jī),它所用的碳纖維復(fù)合材料已占全機(jī)重量的1/4,占機(jī)翼重量的1/3。據(jù)報(bào)道,美國(guó)航天飛機(jī)上3只火箭推進(jìn)器的關(guān)鍵部件以及先進(jìn)的MX發(fā)射管等,都是用先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料制成的。碳纖維“外柔剛” ,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。
碳纖維是一種含碳量在95%人上的纖維材料,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)g防建設(shè)中不可或缺戰(zhàn)略新材料,碳纖維一般不單獨(dú)使用,多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂等材料中構(gòu)成復(fù)合材料。
以往業(yè)內(nèi)的觀點(diǎn)是,在腐蝕環(huán)境中,各向異性不如各向同性鋪層好,而制造各向同性鋪層的有效辦法是使用隨機(jī)取向的短切纖維作為增強(qiáng)組分。而且有些零部件尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,如果采用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的方式,工藝要求和制作成本比較高,所以近年來,短切碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料或粉末增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料被認(rèn)為具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),相關(guān)的研究也比較多。