碳纖維-讓人眼前一亮的新材料
新材料是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一,也是科創(chuàng)板六大重點(diǎn)推薦領(lǐng)域之一。新材料領(lǐng)域涉及領(lǐng)域甚廣,其中碳纖維、半導(dǎo)體材料、硅基新材料、鋰電材料、PI薄膜等領(lǐng)域是市場(chǎng)廣闊而又發(fā)展迅速的子行業(yè),值得我們重點(diǎn)研究和跟蹤。在研究人員不斷地鉆研下,碳纖維板材,碳纖維棒成量地生產(chǎn),供應(yīng)于各個(gè)不同的領(lǐng)域。
提到碳纖維復(fù)合材料,人們或許會(huì)想到美國(guó)的第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)F22,其復(fù)合材料使用量在30%左右;先進(jìn)的隱身轟炸機(jī)B2,其復(fù)合材料使用量更是高達(dá)60%;在民航飛機(jī)波音787上超過(guò)50%的機(jī)身應(yīng)用了碳纖維復(fù)合材料。
碳纖維按絲束大小分類,碳纖維可劃分為小絲束和大絲束,按照不同K數(shù)來(lái)劃分,1K表示一束碳纖維絲中含有1000根原絲。1-24K是屬于小絲束,48K以上的被稱為大絲束。
小絲束的抗拉強(qiáng)度十分穩(wěn)定,離散性小,變異系數(shù)在5%以下,容易在生產(chǎn)和使用過(guò)程中,對(duì)其性能和質(zhì)量進(jìn)行有效的控制;而大絲束抗拉強(qiáng)度不穩(wěn)定,變異系數(shù)高達(dá)15-18%,可靠性較差,大絲束碳纖維粘連、斷絲等現(xiàn)象更多,這樣會(huì)使強(qiáng)度、剛度受影響,性能有所降低,性能的分散性也會(huì)較大,不能作為承重結(jié)構(gòu)加固材料。
提到碳纖維復(fù)合材料,人們或許會(huì)想到美國(guó)的第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)F22,其復(fù)合材料使用量在30%左右;先進(jìn)的隱身轟炸機(jī)B2,其復(fù)合材料使用量更是高達(dá)60%;在民航飛機(jī)波音787上超過(guò)50%的機(jī)身應(yīng)用了碳纖維復(fù)合材料。
碳纖維具有出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,其密度僅為鋁的1/2,強(qiáng)度為鋼的7~9倍,是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度(質(zhì)量輕)和最高的比模量(剛度大)的纖維,這是碳纖維最重要的特點(diǎn)。
碳纖維不僅形式各樣,有碳纖維板材,碳纖維棒,碳纖維管等 。 而且 ,廣泛分布于各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游原材料供應(yīng);中游主要分為:原絲、碳纖維和復(fù)合材料三部分;下游消費(fèi)主要為航空航天、風(fēng)電、體育休閑、汽車輕量化等領(lǐng)域。