漫說碳纖維:碳纖維預(yù)浸料介紹 復(fù)材云集|復(fù)合材料

碳纖維是當(dāng)前大飛機(jī)、衛(wèi)星等航空航天,氫能、光伏、風(fēng)能等新能源領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。前幾期,我們分別從碳纖維是什么、碳纖維能應(yīng)用在哪以及碳纖維的干噴濕紡工藝給大家做了介紹,今天我們就來了解下碳纖維預(yù)浸料。
01什么是碳纖維預(yù)浸料 ?
說碳纖維預(yù)浸料前,先解釋一下什么是預(yù)浸料?預(yù)浸料是指將基體材料浸漬在強(qiáng)化纖維中制成的復(fù)合材料的中間體?;w材料有很多種,如樹脂、金屬、橡膠、陶瓷等,而強(qiáng)化纖維也有不少,如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等。
碳纖維預(yù)浸料就是碳纖維充分浸潤了樹脂基體后,經(jīng)過涂膜、熱壓、冷卻、覆膜、卷取等工藝加工而成的碳纖維復(fù)合材料,又名碳纖維預(yù)浸布。?
02碳纖維預(yù)浸料有哪些分類 ?
碳纖維預(yù)浸料的分類方式其實(shí)是按照碳纖維絲的方向來決定的,分為單向預(yù)浸料和織物預(yù)浸料,具體可以看下面的2張示意圖。
A、單向預(yù)浸料(UD):?
B、織物預(yù)浸料:織物預(yù)浸料是根據(jù)碳纖維絲的編織方式不同而進(jìn)行的細(xì)致劃分。
a、平紋:鋪覆性能差;纖維彎曲率高。
b、緞紋:鋪覆性能好;纖維彎曲率低。
c、斜紋:鋪覆性能中等;纖維彎曲率中等。
03碳纖維預(yù)浸料的應(yīng)用優(yōu)勢是什么 ?
碳纖維絲本身具有的性能優(yōu)勢是密度小、強(qiáng)度高、耐性好等,而制備成碳纖維預(yù)浸料后融合了樹脂的一些特點(diǎn),綜合起來看性能上雖然有所下降,但是整體穩(wěn)定性更好,碳纖維預(yù)浸料的具體優(yōu)勢如下:
A、力學(xué)性能好;
B、產(chǎn)品缺陷少;
C、精確控制纖維體積含量;
D、性能和加工特性一致性好;
碳纖維預(yù)浸料在制作碳纖維制品,如板、管、輥時,會經(jīng)歷一個特殊的加工過程,那就是鋪層,就是將一層層的碳纖維預(yù)浸料按照合適的角度和厚度進(jìn)行鋪疊,再壓實(shí)。這一步驟對碳纖維制品成型后的性能起到重要的奠基作用,如果這個步驟沒有做好,那碳纖維預(yù)浸料本身攜帶的所有特性將會嚴(yán)重降低,基本失去了碳纖維材料應(yīng)用的價值。
04碳纖維預(yù)浸料應(yīng)用領(lǐng)域
碳纖維預(yù)浸料作為一種先進(jìn)復(fù)合材料,具有模量高、剛度高、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性、質(zhì)量輕等各項(xiàng)突出的性能,廣泛應(yīng)用在高科技領(lǐng)域的各個方面。
其中航空領(lǐng)域如波音787、空客380、C919大飛機(jī),航天領(lǐng)域從火星探索者、國際空間站到天宮嫦娥,工業(yè)領(lǐng)域如風(fēng)電葉片、汽車、磁懸浮列車、高鐵等等,均離不開先進(jìn)復(fù)合材料的支撐。(來源:中復(fù)神鷹)
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