碳纤维陶瓷复合材料中碳纤维是基体

碳纤维陶瓷复合材料中碳纤维是基体

碳纤维增强复合材料,增强体当然是碳纤维. 金属基,基体就是金属, 陶瓷瓦不是专业术语啊,应该叫碳纤维增强陶瓷基复合材料,基体是陶瓷. 基体还有很多种类啊,比方说最常用的是树脂基复合材料,也叫碳/碳复合材料,水泥基复合材料等等. 不懂再问啊,有问必答!————除非不会……

什么是“碳纤维复合材料”？

碳纤维复合材料在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使复合材料领域呈现出一派勃勃生机。

下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。 碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。

碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。

碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。

由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。

有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。

关于碳纤维复合材料

复合材料是指两种或两种以上的材料复合而成的固体材料。可以是层的复合，也可一是混合的那种形式的复合。

通常基体材料由强度较低、韧性较好的材料充当，如橡胶、塑料、金属。

增强材料由高强度材料充当，如碳纤维或金属纤维。现在机械工业上运用最广的是树脂基纤维复合材料碳纤维增强金属复合材料集合了碳纤维和金属的力学性能及物理性能，疲劳强度、韧性、耐磨性等均比其基体金属有所提高，如你所说，可以做轴承或齿轮等等。但机械设计要考虑的不仅仅是设备具有高的强度，还要考虑成本，成本是大的因素。不能盲目的追求高品质而不考虑成本，这样可能造成性能综合指标上升很少，而成本上升好几倍。

对于你说的军事陶瓷，不太了解。但是碳纤维增强陶瓷的复合材料是有的。碳纤维可以增加材料的比强度，也就是说质量更轻，力学性能更好的意思。

这样会是设备更轻，减少动力消耗。碳纤维还可以增强材料韧性，这是很关键的，例如陶瓷材料，优点很多很多，但脆性大是其致命缺点，也限制了他的应用范围，加入碳纤维就可能解决这一问题。我想既然你问碳纤维，你会对他有一定了解，加入碳纤维，就会使材料多了一些碳纤维材料这种材料的优点。

这也是复合材料的研究方向之一。

碳纤维复合材料有害吗

碳纤维复合材料是一种新型的材料，本身就是奔着环保的，环氧树脂一、无毒：一般看有没有毒主要是看它是不是环保,也就是有没有通过环保SGS报告,如果通过那它就是环保的,一般如果要选择的话就要选择有SGS报告的优先，氧树脂AB胶全部是通过SGS报告的。二、环氧树脂AB胶：环氧树脂AB胶是由环氧树脂为基的双组分耐高温胶粘剂，主要适用于耐高温金属、陶瓷等的胶接。

其使用温度工作温度为-50～+180℃，短时可达+250℃。

环氧树脂AB胶主要用于金属与金属、陶瓷与金属、陶瓷与陶瓷等耐高温部件的胶接，如用于航模飞机电机等耐高温部件的胶接等等。

“韧劲十足”的纤维增强陶瓷基复合材料

中国建筑材料科学研究总院有限公司 霍艳丽 高性能陶瓷材料如碳化硅、氧化铝、氮化硅等，具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点，但是这类材料也有致命的缺陷，就是高脆性，在受到应力冲击时容易导致断裂。而采用高强度、高弹性模量的纤维与陶瓷基体复合可阻止裂纹的扩展，从而得到具有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料，既可以保留陶瓷材料的优点，又能克服掉陶瓷材料脆性高的弱点，是提高陶瓷韧性和可靠性的有效方法。

纤维增强陶瓷基复合材料 好比构造齐全的“人体组织” 纤维增强陶瓷基复合材料的结构一般包含四个部分：补强纤维、界面相、基体及表面抗氧化涂层。

其中补强纤维相当于复合材料的“骨架”，是复合材料的主要承载结构单元，复合材料的强度很大程度上取决于增强纤维的强度。纤维可分为短切纤维和连续纤维。短切纤维的长度一般在150mm以下，通常采用颗粒弥散及晶须复合增韧的方法来实现与基体的复合；连续纤维则具有较大的长径比，能够实现沿长度方向的不间断增强效应，可靠性较高。包覆在纤维外的界面相相当于连接在骨架上的“筋”，是复合材料的传载结构单元，主要作用是将复合材料的载荷传递到尽可能多的纤维上。

基体则相当于复合材料的“肌肉”，是形成复合材料外形和刚性的基本结构，基体应具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能，在服役环境中起到保护纤维和界面的作用。而表面涂层则相当于“皮肤”，是复合材料和外界环境直接接触的结构单元，是保护复合材料内部结构的第一道屏障。 纤维增强陶瓷基复合材料 应用潜力巨大 提到纤维增强陶瓷基复合材料，首先要说的就是碳/碳（C/C）复合材料，碳纤维最早起源于1860年英国人用于灯丝的炭丝，经过200多年的发展，碳纤维已成为研究最成熟、性能最好的纤维之一。

20世纪60年代以来，受先进飞行器的要求所推动，碳纤维及其复合材料的制备获得很大发展。与金属材料相比，C/C复合材料具有良好的耐热性、极小的热膨胀率、很轻的重量（只有铁的1/5）、良好的耐腐蚀性等性能优势；与石墨相比，C/C复合材料具有更高的强度、更好的韧性，不易破碎；与树脂相比，C/C复合材料能耐更高的温度（最高耐温达2800 左右），具有良好的耐腐蚀性和极高的耐摩擦性；与单相陶瓷相比，C/C复合材料具有良好的韧性、极佳的耐冲击性和易加工性。这些特性使其应用领域涵盖军用战略导弹、载人飞船等再入飞行器的热端部件，飞机、 汽车 和高速火车等刹车材料，广泛用于民用领域的高温炉发热体、炉体、承重板、螺栓、螺母、垫片等。

碳/碳化硅（C/SiC）复合材料具有C/C复合材料的一系列优点，且克服了C/C复合材料在氧化气氛中易氧化失效的缺点，其抗氧化性能要远远优于C/C复合材料，可应用于再入飞行器、空间反射镜、装甲防弹等领域。 随着SiC纤维制备技术的不断突破，SiC/SiC陶瓷基复合材料作为后起之秀，与C/SiC复合材料相比，其增强相SiC纤维具有高强高模、耐高温、抗蠕变、耐腐蚀、材料热膨胀系数小及更佳的抗氧化性等优点，同时克服了碳化硅陶瓷断裂韧性低和抗冲击性能差的缺陷，是目前国际公认的最有潜力的发动机热结构材料之一。 我国高性能陶瓷基复合材料 仍处于追赶先进阶段 党的十八大以来，我国组织实施了“国家重点研发计划”“两机专项”等系列项目研究，重组、组建了“中国航发集团”“中航复材中心”等研发队伍与基地，取得了一系列的成果。

但是我国在高性能碳纤维、SiC纤维制备技术的开发方面与西方发达国家仍存在10 15年的差距。以美国为首的西方发达国家，SiC陶瓷基复合材料已广泛应用于燃烧室内衬套、燃烧室筒、翼或螺旋桨前缘、喷口导流叶片、涡轮叶片、涡轮壳环等热端部件，而我国虽然已成功研制出多种SiC陶瓷基复合材料构件，但仅有少数C/SiC、SiC/SiC结构件通过试车和考核，离批量应用尚存在距离。可以说我国高性能陶瓷基复合材料仍处于追赶先进的研制阶段。

碳纤维是复合材料吗成分是什么

碳纤维首先是一种物质，是由和钻石同等材质在1000℃以上高温碳制成的。碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。

碳纤维的另一重要特性就是比重小。

比重一般在1.6左右，是铝的二分之一，钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻，但它强度高，有很高的“比强度”（比强度＝材料的强度极限/材料的单位重），它的比强度是钢的5倍，刚性非常好。碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。

在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。鉴于以上碳纤维的诸多优异特性，碳纤维应用的范围越来越广。从50年代主要应用在火箭、宇航及航空等尖端科学，到80年代被广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。

同时，随着高性能及超高性能的碳纤维的相继出现，它应用的范围越来越广，如a380、波音777、美国新型主战坦克，碳纤维比重占到15%以上。同时，随着碳纤维加工技术的普及，它的应用范围自80年代起逐渐涉及到民用方面。到目前为止，我国各种应用占碳纤维率需求比例分别为体育30%，航空10%，工业60%。

体育用碳纤维主要应用于高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。另外，它在建筑的抗震加固方面也有广泛的应用。