碳纖維材料，又名“黑色黃金”，在日常生活中可見度并不算高，但是卻關(guān)乎我們的生活。飛機、高鐵、汽車上都有碳纖維材料的影子，尤以飛機使用程度更高，智上新材料帶你了解一下碳纖維材料在飛機上應(yīng)用的3個階段吧。
 
碳纖維復(fù)合材料飛機應(yīng)用的3個階段
 
    什么是碳纖維及碳纖維復(fù)合材料？
 
    碳纖維是一種黑色材料，以有機纖維氧化而成，含碳量超過95%，具有超高的強度和模量，是力學(xué)性能非常優(yōu)秀的新型材料。不過碳纖維無法單獨使用，需要搭配樹脂基體，形成碳纖維復(fù)合材料。
 
    碳纖維復(fù)合材料延續(xù)了碳纖維的優(yōu)秀力學(xué)性能，同時具備了樹脂的特性，在具備低密度、高強度、抗蠕變等物理特性的情況下，耐高溫程度受到了一定的限制。廣泛應(yīng)用于航天航空、國防軍工、軌道交通、新能源和體育等多個領(lǐng)域。
 
    碳纖維復(fù)合材料飛機應(yīng)用的3個階段
 
    1、非承力結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)60-70年代：由于1公斤CFRP大體可以替代3公斤鋁合金，性能滿足要求，因此開始用于非承力結(jié)構(gòu)，如艙門、前緣、口蓋、整流罩等尺寸較小的部件。對于民機，除了上述應(yīng)用外，機艙大量的內(nèi)飾也會用到復(fù)合材料，但其中有很多是芳綸或者玻璃纖維復(fù)材。
 
    2、次承力結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)70-80年代：隨著力學(xué)性能的改善與前期應(yīng)用的效果提高了人們的信心，CFRP逐步擴展到飛機的次承力結(jié)構(gòu)，即垂尾、平尾、鴨翼、副襟翼舵面等受力較大、尺寸較大的部件。
 
    3、主承力結(jié)構(gòu)：從上世紀(jì)80年代至今，隨著高性能碳纖維和預(yù)浸料-熱壓罐整體成型工藝的成熟，CFRP逐步進入機翼、機身等受力大、尺寸大的主承力結(jié)構(gòu)中。
 
    碳纖維材料在飛機上的應(yīng)用階段，也對應(yīng)了碳纖維材料的發(fā)展過程。強度和模量更高的碳纖維材料被開發(fā)出來，碳纖維復(fù)合材料的融合技術(shù)越來越好，碳纖維復(fù)合材料保留的力學(xué)性能越來越強，預(yù)示著碳纖維對于現(xiàn)在和未來工業(yè)生產(chǎn)的幫助也越來越大。