中國粉體網(wǎng)訊  碳纖維發(fā)展至今40余年,，看碳纖維的七大應(yīng)用領(lǐng)域:

復(fù)合材料

　　碳纖維在傳統(tǒng)使用中除用作絕熱保溫材料外，多作為增強(qiáng)材料加入到樹脂,、金屬,、陶瓷,、混凝土等材料中,，構(gòu)成復(fù)合材料,。碳纖維已成為先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料,。由于碳纖維復(fù)合材料具有輕而強(qiáng),、輕而剛、耐高溫,、耐腐蝕,、耐疲勞、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好以及設(shè)計(jì)性好,、可大面積整體成型等特點(diǎn),，已在航空航天、國防軍工和民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。

　　碳纖維可加工成織物,、氈、席,、帶,、紙及其他材料。高性能碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料,。

　　土木建筑

　　碳纖維也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物,、鐵路公路橋梁、隧道,、煙囪,、塔結(jié)構(gòu)等的加固補(bǔ)強(qiáng)，在鐵路建筑中,，大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會(huì)有很好的應(yīng)用,，這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面,。具有密度小,，強(qiáng)度高，耐久性好,，抗腐蝕能力強(qiáng),，可耐酸,、堿等化學(xué)品腐蝕，柔韌性佳,，應(yīng)變能力強(qiáng)的特點(diǎn),。用碳纖維管制作的桁梁構(gòu)架屋頂，比鋼材輕50%左右,，使大型結(jié)構(gòu)物達(dá)到了實(shí)用化的水平,，而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高。另外,，碳纖維做補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),，不需要增加螺栓和鉚釘固定，對原混凝土結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小,，施工工藝簡便,。

　　航空航天

　　碳纖維是火箭、衛(wèi)星,、導(dǎo)彈,、戰(zhàn)斗機(jī)和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈體和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上,，可大大減輕重量,，提高導(dǎo)彈的射程和突擊能力，如美國80年代研制的洲際導(dǎo)彈三級殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,。碳纖維復(fù)合材料在新一代戰(zhàn)斗機(jī)上也開始得到大量使用,，如美國第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22采用了約為24%的碳纖維復(fù)合材料，從而使該戰(zhàn)斗機(jī)具有超高音速巡航,、超視距作戰(zhàn),、高機(jī)動(dòng)性和隱身等特性。美國波音推出新一代高速寬體客機(jī)的音速巡洋艦,，約60%的結(jié)構(gòu)部件都將采用強(qiáng)化碳纖維塑料復(fù)合材料制成,，其中包括機(jī)翼。中國自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車預(yù)制件性能達(dá)到國際水平,。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的的國產(chǎn)碳剎車盤已批量裝備于國防重點(diǎn)型號的軍用飛機(jī),，并在B757型民航飛機(jī)上使用，在其它機(jī)型上的使用也在實(shí)驗(yàn)考核中,，并將向坦克,、高速列車、高級轎車,、賽車等推廣使用,。碳纖維比鋁輕但強(qiáng)度相似。碳纖維在艦艇上也有重要的應(yīng)用價(jià)值，可減輕艦艇的結(jié)構(gòu)重量,，增加艦艇有效載荷,，從而提高運(yùn)送作戰(zhàn)物資的能力，碳纖維不存在腐蝕生銹的問題,。

　　碳纖維還是讓大型民用飛機(jī),、汽車、高速列車等現(xiàn)代交通工具實(shí)現(xiàn)“輕量化“的完美材料,。航空應(yīng)用中對碳纖維的需求正在不斷增多,，新一代大型民用客機(jī)空客A380和波音787使用了約為50%的碳纖維復(fù)合材料。波音787的機(jī)身采用碳纖維,，這使飛機(jī)飛得更快,，油耗更低，同時(shí)能增加客艙濕度,，讓乘客更舒適,。

　　汽車材料

　　碳纖維材料也成為汽車制造商青睞的材料，在汽車內(nèi)外裝飾中開始大量采用,。碳纖維作為汽車材料,，最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大,，重量僅相當(dāng)于鋼材的20%到30%,，硬度卻是鋼材的10倍以上。所以汽車制造采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化取得突破性進(jìn)展,，并帶來節(jié)省能源的社會(huì)效益,。業(yè)界認(rèn)為，碳纖維在汽車制造領(lǐng)域的使用量會(huì)變大,。

　　以中科院研發(fā)的一輛碳纖維小汽車為例,，在普通材質(zhì)的汽車引擎蓋上，榔頭用力敲擊,，漆蓋上很有可能會(huì)有凹陷,，而這輛車的車殼卻非常堅(jiān)固，用力敲擊車蓋后會(huì)迅猛反彈,，表面絲毫未損,。研究人員表示采用碳纖維復(fù)合材料做的汽車，比起普通用鋼材制造的汽車的最大特點(diǎn)是輕和快,。碳纖維汽車拋棄了傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu),，大量采用碳纖維材料制成，比普通鋼材的汽車重量能減少60%,。在同樣用油情況下,，這輛車每小時(shí)可以多開50公里。

　　碳纖維雖然輕，但有較好的安全性,，雖然碳纖維看起來像塑料，但實(shí)際上這種材料抗沖擊性比鋼鐵強(qiáng),，特別是用碳纖維做成的方向盤,，機(jī)械強(qiáng)度和抗沖性更高。在復(fù)合材料的配合下,，碳纖維汽車成了家用車中的裝甲車,。

　　纖維加固

　　碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美,、日等發(fā)達(dá)國家,。中國的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚，但隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題,，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,，亟需進(jìn)行維修,、加固。常用的加固方法有很多,，如：加大截面法,、外包鋼加固法、粘鋼加固法,、碳纖維加固法等,。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),。

　　中國從1997年開始從國外引進(jìn)碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究,，成為了研究和工程應(yīng)用的熱點(diǎn)。國內(nèi)已有數(shù)十個(gè)高校和科研院所開展了此項(xiàng)研究工作,，并取得了一批接近國際先進(jìn)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，碳纖維加固建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將呈現(xiàn)不斷增長的趨勢,。

　　體育用品

　　碳纖維運(yùn)用在運(yùn)動(dòng)休閑領(lǐng)域中,，像球桿、釣魚竿,、網(wǎng)球拍,、羽毛球拍、自行車,、滑雪杖,、滑雪板、帆板桅桿、航海船體等運(yùn)動(dòng)用品都是碳纖維的主要用戶之一,。

　　球棒和球拍框架是體育應(yīng)用中的重要體現(xiàn),。據(jù)估計(jì)，每年的球棒的產(chǎn)量為3400萬副,。全世界40%的球棒都是由碳纖維制成的,。網(wǎng)球拍框架的市場容量約為每年600萬副，其它的體育項(xiàng)目應(yīng)用還包括冰球棍,、滑雪杖等,。碳纖維還應(yīng)用在劃船、賽艇等其它海洋運(yùn)動(dòng)中,。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

　　世界上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)額定功率越來越大,，與其相適應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉片尺寸也越來越大。為了減少葉片的變形,，在主乘力件如軸承和葉片的某些部位采用碳纖維來補(bǔ)充其剛度,。碳纖維在風(fēng)能、核能和太陽能等新能源領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景,。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率超過3MW,，葉片長度超過40米時(shí)，傳統(tǒng)玻璃纖維復(fù)合材料的性能已經(jīng)趨于極限,，采用碳纖維復(fù)合材料制造葉片是必要的選擇,。只有碳纖維才能既減輕葉片的重量，又能滿足強(qiáng)度和剛度的要求,。