Jinan Vantage-碳碳复合材料-应用领域简介

碳碳复合材料概述第一篇：碳碳复合材料概述碳/碳复合材料碳/碳复合材料概述摘要本文介绍了碳碳复合材料的发展、工艺、特性以及应用。

关键词碳碳复合材料制备工艺性能应用１前言C/C复合材料是指以碳纤维或各种碳织物增强，或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积（CVD）所形成的复合材料。

碳/碳复合材料在高温热处理之后碳元素含量高于99%, 故该材料具有密度低,耐高温, 抗腐蚀, 热冲击性能好, 耐酸、碱、盐,耐摩擦磨损等一系列优异性能。

此外, 碳/碳复合材料的室温强度可以保持到2500℃, 对热应力不敏感, 抗烧蚀性能好。

故该复合材料具有出色的机械特性, 既可作为结构材料承载重荷, 又可作为功能材料发挥作用, 适于各种高温用途使用[1]。

因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。

２碳碳复合材料的发展碳碳复合材料是高技术新材料，自1958年碳碳复合材料问世以来，经历了四个阶段：60年代——碳碳工艺基础研究阶段，以化学气相沉积工艺和液相浸渍工艺的出现为代表； 70年代——烧蚀碳碳应用开发阶段，以碳碳飞机刹车片和碳碳导弹端头帽的应用为代表； 80年代——碳碳热结构应用开发阶段，以航天飞机抗氧化碳碳鼻锥帽和机翼前缘的应用为代表；90年代——碳碳新工艺开发和民用应用阶段，致力于降低成本，在高性能燃气涡轮发动机航天器和高温炉发热体等领域的应用。

由于碳碳具有高比强度、高比刚度、高温下保持高强度，良好的烧蚀性能、摩擦性能和良好抗热震性能以及复合材料的可设计性，得到了越来越广泛的应用。

当今,碳碳复合材料在四大类复合材料中就其研究与应用水平来说,仅次于树脂基复合材料,优先于金属基复合材料和陶瓷基复合材料,已走向工程应用阶段。

从技术发展看，碳碳复合材料已经从最初阶段的两向碳碳复合材料发展为三向、四向等多维碳碳复合材料；从单纯抗烧蚀碳碳复合材料发展为抗烧蚀—抗侵蚀和抗烧蚀—抗侵蚀—稳定外形碳碳复合材料；从但功能材料发展为多功能材料。

炭/炭复合材料一、综述炭/炭复合材料(C/C)是由炭纤维及其制品(炭毡或炭布)增强的炭纤维复合材料。

C/C的组成元素只有一个，即碳元素，因而C/C 具有许多炭和石墨材料的优点，如密度低(石墨的理论密度为2.2 g/cm3)和优异的热性能，即高的导热性、低热膨胀系数以及对热冲击不敏感等特性。

作为新型结构材料，C/C还具有优异的力学性能，如高温下的高强度和模量，尤其是其随温度的升高，强度不但不降低，反而升高的特性以及高断裂韧性、低蠕变等性能。

这些特性，使C/C复合材料成为目前唯一可用于高温达2800 ℃的高温复合材料。

C/C复合材料在航空航天、核能、军事以及许多工业领域受到极大关注。

二、C/C复合材料的应用世界各国均把C/C复合材料用作导弹及先进飞行器高温区的主要热结构材料，随着材料性能的不断改进，其应用领域逐渐拓宽。

1、航空航天领域的应用包括先进飞行器上的应用、固体火箭发动机喷管上的应用、刹车领域的应用等。

2、生物学上的应用--骨修复上C/C复合材料能控制孔隙的形态，这是很重要的特性，因为多孔结构经处理后，可使天然骨骼融入材料之中，目前C/C复合材料在临床上已有骨盘骨夹板和骨针的应用;人工心脏瓣膜中耳修复材料也有研究报道;人工齿根已取得了很好的临床应用效果。

三、性能(1)物理性能有耐酸、碱和盐的化学稳定性，其比热容大，热导率随石墨化程度的提高而增大，线膨胀系数随石墨化程度的提高而降低等优越性能。

(2)力学性能炭纤维长度方向的力学性能比垂直方向高出几十倍，C/C复合材料的拉伸强度大于270 MPa，单向高强度C/C复合材料可达700 MPa以上。

(3)热学及烧蚀性能C/C复合材料导热性能好、热膨胀系数低，因而热冲击能力很强，不仅可用于高温环境，而且适合温度急剧变化的场合。

其比热容高，这对于飞机刹车等需要吸收大量能量的应用场合非常有利。

四、制备（1）液相浸渍工艺液相浸渍工艺是制备C/C复合材料的一种主要工艺。

碳\碳复合材料摘要：碳/碳(简称C/C)复合材料，即以碳纤维(简称CF)增强碳基体所组成的复合材料，不仅具有高比强度等良好的结构性能，而且具有耐热、绝热、吸附、超导、耐磨等优异的功能特性，是最有发展前途的高技术新材料之一。

本文综述了碳\碳复合材料的基体相、增强体、界面、制备方法、应用等，对国内外的发展状况进行了总结。

[1]关键词：碳\碳复合材料/基体/增强体/制备/应用正文:碳/碳（简称C/C）复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料，它由碳纤维和碳基体两cm，实际密度部分组成，不仅具有碳-石墨材料的固有本性，如低密度（理论密度为2.2g/3cm）；而且还具有一系列有益的力学性能和热力学性能：高温下高强度、通常为1.75~2.10g/3高模量、良好的断裂韧性、耐磨损性能和抗热震性能、热膨胀系数小等，因此，C/C复合材料是碳-石墨材料家族中性能最好的材料，目前已广泛应用于航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统、洲际导弹的端头和鼻锥、火箭发动机喷管、飞机刹车盘等，显示出了极大的优越性。

C/C复合材料的制备工艺包括:CF及其结构的选择;基体碳先驱物的选择;C/C复合材料坯体的成型工艺;坯体的致密化工艺以及工序间和最终产品的加工等。

1、碳纤维的选择CF纱束的选择和纤维织物结构的设计是制造C/C复合材料的基础，通过合理选择纤维种类和织物的编织参数，如纱束的排列取向、纱束间距、纱束体积含量等，可以改变C/C复合材料的力学和热物理性能，以满足制品性能方面的要求。

常用CF有三种，即人造丝CF，聚丙烯腈(PAN)CF和沥青CF。

它们分别由先驱料人造丝、聚丙稀腈(PAN)和沥青制成的。

CF中的聚丙烯腈(PAN)CF使用得最多，而低成本的沥青基CF正在得到发展，在我国已研制成功，但尚未进入市场。

CF又可分为高强CF(HT)的高模CF(HM)。

前者强度高，而后者弹性模量高。

纤维选择主要基于所设计复合材料的用途和工作环境，用于增强C/C复合材料的纤维有多种，对重要的结构选用高强、高模纤维;若要求导热系数低，则选用低模量CF，如粘胶基CF。

碳碳复合材料的应用
碳碳复合材料是一种具有优异性能的新型材料，其在航空航天、汽车制造、电子产品等领域有着广泛的应用。

本文将就碳碳复合材料的应用进行介绍。

首先，碳碳复合材料在航空航天领域有着重要的应用。

由于碳碳复合材料具有高强度、高模量、耐高温等优异性能，因此被广泛应用于航天器的热结构件、导弹的导向系统、飞机的制动系统等方面。

其优异的性能使得碳碳复合材料成为航空航天领域不可或缺的材料之一。

其次，碳碳复合材料在汽车制造领域也有着重要的应用。

随着汽车工业的不断发展，对汽车材料的要求也越来越高。

碳碳复合材料具有轻质、高强度、耐磨损等特点，因此被广泛应用于汽车的制动系统、排气系统、车身结构等方面。

碳碳复合材料的应用不仅可以提高汽车的性能，还可以减轻汽车的重量，降低能耗，符合现代汽车工业的发展趋势。

此外，碳碳复合材料在电子产品领域也有着重要的应用。

由于碳碳复合材料具有优异的导热性能和电磁屏蔽性能，因此被广泛应用于电子产品的散热模块、EMI 屏蔽罩、天线支架等方面。

碳碳复合材料的应用可以提高电子产品的稳定性和可靠性，满足了电子产品对材料性能的要求。

总的来说，碳碳复合材料具有广泛的应用前景，在航空航天、汽车制造、电子产品等领域都有着重要的应用。

随着科技的不断发展，相信碳碳复合材料的应用领域还会不断扩大，为各行各业的发展提供更多可能性。

碳纳米金属基复合材料应用什么是碳纳米金属基复合材料？碳纳米金属基复合材料是一种由金属基体和嵌入其中的碳纳米材料组成的复合材料。

碳纳米材料可以是碳纳米管、碳纳米纤维或石墨烯等，而金属基体可以是铝、镁、钛等金属。

这种复合材料具有很多优异的特性，例如高强度、低密度、优异的导电性和导热性，以及出色的机械性能和化学稳定性。

碳纳米金属基复合材料的制备方法有很多种，包括机械混合、化学气相沉积、电化学沉积、表面修饰等。

这些方法可以根据具体的应用需求选择，以实现所需的性能和结构。

碳纳米金属基复合材料的应用广泛。

首先，它们在航空航天领域具有重要的应用价值。

由于碳纳米材料具有轻量化和高强度的特点，将其嵌入金属基体中可以显著提升航空航天器的性能。

例如，利用碳纳米金属基复合材料可以降低飞机的重量，提高燃油效率，增加载荷能力，并改善航空器的耐久性和抗疲劳性能。

其次，碳纳米金属基复合材料在电子和电气领域也有广泛的应用。

由于碳纳米材料具有良好的导电性能和导热性能，将其与金属基体结合可以制备出高性能的电子器件和散热器件。

例如，利用碳纳米金属基复合材料可以制备高效的电子电路、超级电容器和电磁屏蔽材料。

此外，碳纳米金属基复合材料还可以用于制备柔性电子器件和可穿戴设备，以满足日益增长的便携式电子产品的需求。

此外，碳纳米金属基复合材料还可以应用于储能和催化领域。

由于碳纳米材料具有大spec-ific 表面积和优异的电化学性能，将其与金属基体结合可以制备高性能的储能材料，例如超级电容器和锂离子电池。

此外，碳纳米金属基复合材料还可以被用作催化剂的载体材料，以提高催化剂的稳定性和活性。

总结起来，碳纳米金属基复合材料是一种具有广泛应用前景的材料。

它们在航空航天、电子和电气、储能和催化等领域都有潜在的应用价值。

随着相关技术的不断进步和发展，碳纳米金属基复合材料将会在更多领域展现出它们独特的优势和潜力。

碳纤维复合材料的研究与应用简介碳纤维复合材料是一种高强度、高刚度、轻质化、高耐蚀性的高级材料。

它由碳纤维和树脂基体组成，具有优异的力学、物理、化学等性能。

目前，碳纤维复合材料已广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材、医疗器械等领域。

碳纤维的生产碳纤维是一种高强度、高模数的纤维材料，其主要成分是碳元素。

碳纤维的生产主要分为以下几步：原料选择碳纤维的原材料是聚丙烯腈(PAN)、沥青和煤焦油。

其中以PAN为主要原料，其次是沥青和煤焦油。

PAN的纤维化程度高，且经济实惠，是碳纤维生产的主要原料。

纤维化PAN经过预处理后，再通过拉伸和碳化的工序，制成碳纤维。

碳纤维的制备过程主要分为三个阶段：预氧化、碳化和石墨化。

预氧化是指将PAN预处理后固化，以便将其碳化成为具有一定强度的原始碳纤维。

碳化是指将预氧化后的PAN在高温下进行重整制备成高强高模的碳纤维。

石墨化是将碳化后的碳纤维在高温下处理，结晶化，以提高其强度与模量。

将制成的碳纤维进行表面处理，并进行丝束整理、筛分、对捻等后处理加工，成为纤维束或纤维绳。

树脂基体的选择和制备树脂基体常用的材料有热固性树脂和热塑性树脂。

热固性树脂多用于碳纤维的制造中，热塑性树脂主要用于易于成型的产品。

热固性树脂主要有环氧树脂、苯醇酚树脂、酚醛树脂等。

环氧树脂是最常用的基体材料，它具有良好的化学稳定性和耐久性，且可通过改变配比，达到不同的性能要求。

热塑性树脂主要有聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等。

与热固性树脂相比，热塑性树脂具有成型性好、质量稳定、加工稳定等优点，但强度和耐用性较弱。

碳纤维复合材料的制备碳纤维和树脂基体通过复合工艺制成碳纤维复合材料。

碳纤维复合材料的制造一般包括以下工艺流程：布料、预浸渍、硬化、成型、修整、钻孔、表面处理等工序。

布料纤维以规定长度、宽度、厚度等要求，堆放在模具内。

将环氧树脂预浸渍碳纤维纱线匀布在模具上，排出预浸渍后的碳纤维，压实为薄片，形成初步成型。

硬化放入烤箱中，固化出初步制成的树脂固体。

碳纤维复合材料在船舶市场的应用摘要：随着我国科学技术的飞速发展，碳纤维复合材料在海洋船舶中的应用非常广泛，这主要得益于它所特有的优异性能，尤其是在海水环境中所表现出来的优异性能。

采用复合材料设计制造船舶可以实现高航速、低排放、远续航、长寿命、优异舒适性的设计理念，已经成为现代造船的理想材料。

基于此，本文首先对碳纤维复合材料的性能进行了概述，详细探讨了碳纤维复合材料在船舶市场的应用现状，旨在促进船舶业的快速发展。

关键词：碳纤维复合材料；船舶市场；应用碳纤维（Carbon fiber）是一种纤维状碳材料。

它具有强度比钢的还大、密度比铝的还小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、热膨胀系数小、导电性像金属、可吸收冲击能量等很多宝贵的电学、热学以及力学性能，是一种高科技的新型材料。

近年来，在船舶市场得到了广泛的应用。

1 碳纤维复合材料的性能碳纤维复合材料因具有如下的优异性能而成为船艇工业不可缺少的重要材料。

1.1耐腐蚀船艇长年航行在江河湖泊、大洋深海之中，日晒雨淋，水泡盐蚀，工作环境十分恶劣，因此要求建造船艇的材料耐水、耐盐雾、耐腐蚀、耐环境老化、抗水生物附生。

木材长期浸泡在水中会腐烂，钢铁经海水腐蚀要生锈，而复合材料只要配方设计合理，工艺优化，可耐酸、耐碱、耐海水浸蚀，水生物也难以附生，是船艇建造的理想材料。

用碳纤维复合材料制造的渔船不但降低自重，提高船速，节约能耗，而且因耐海水性好，大大提高了使用寿命，经济效益明显。

1.2优良的声、磁、电性能碳纤维复合材料透波、透声性好，无磁性，介电性能优良，适宜作舰艇的功能结构材料。

船艇依靠声纳在海上定位、测距、发现目标，作为声纳设备保护装置的声纳导流罩，其材料要求透声波性好，声波的失真畸变小。

特性阻抗是表征透声性能的重要参数，材料的特性阻抗与海水越接近，越适宜作舰艇的声纳导流罩。

传统不锈钢声纳导流罩的特性阻抗大，已遭淘汰。

复合材料以其优良的透声性能而成为声纳导流罩的首选材料。