碳纖維復合材料的發(fā)展和技術

 中國從1997年開始從國外引進碳(C)纖維復合材料(Material)加固混凝土(Concrete)結構技術研究（research)。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術，保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發(fā)達國家的嚴格控制。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。成為了研究和工程(Engineering)應用的熱點。國內已有數(shù)十個高校和科研院所開展(kāi zhǎn)了此項研究工作，并取得了一批接近國際先進水平的研究成果。由于中國具有世界上最為巨大的土木建筑市場(shì chǎng)，碳纖維加固建筑結構的應用將呈現(xiàn)不斷增長的的趨勢（trend)。碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導彈、戰(zhàn)斗機和艦船等尖端武器裝備(Equipment)必不可少的戰(zhàn)略（strategy）基礎材料。將碳纖維復合材料應用在戰(zhàn)略（strategy）導彈的彈體和發(fā)動機（Engine）殼體上，可大大減輕重量，提高導彈的射程和突擊能力，如美國80年代研制的洲際導彈三級殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧(Oxygen)樹脂(Resin)(Epoxy resin)復合材料。碳纖維復合材料在新一代戰(zhàn)斗機上也開始得到大量使用，如美國第四代戰(zhàn)斗機F22采用了約為24%的碳纖維復合材料，從而使該戰(zhàn)斗機具有超高音速巡航（to cruise）、超視距作戰(zhàn)、高機動性和隱身等特性。碳纖維在艦艇上也有重要的應用價值，可減輕艦艇的結構重量，增加艦艇有效載荷，從而提高運送作戰(zhàn)物質資料 的能力，碳纖維不存在腐化侵蝕 生銹的問題(Emerson)。

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