碳纤维复合材料加工工艺

碳纤维复合材料的市场特点？

碳纤维复合材料在医疗行业的优势 1、优异的力学性能 碳纤维复合材料具有强度高，重量轻的特点，具有高比强度和比模量；在医疗设备中，可用于需刚性好且重量要求轻的配件。

2、各向异性及可设计性 医疗设备上某些部件，需要在某一方向承载后挠度很小，具有很高的刚性；碳纤维增强树脂基复合材料可有显著的各向异性，即沿纤维轴向和垂直于纤维轴向有显著的性能差异，材料的各向异性给设计带来较大的自由度。

材料的铺层取向可在较宽的范围内调整，由于铺层的各向异性特征，可通过改变铺层的取向与铺叠顺序来改变复合材料的弹性和强度特性，以获得既满足使用要求又具有最佳性能质量比的复合材料结构。

3、优异的X射线透过性能 X射线穿透物质后的强度衰减或被吸收的程度与物质的组成、原子序数、密度和厚度有关。

对于碳纤维复合材料，树脂的元素组成为C、H、O，碳纤维的元素组成为C，X射线质量吸收系数都非常小，远低于一般材料。碳纤维环氧树脂复合材料的铝当量为0.11，碳纤维复合材料泡沫夹层结构的铝当量为0.52，X射线透过性能均大大优于铝板、胶合板和酚醛树脂板等传统医用材料。

并且碳纤维复合材料允许射线以任何角度照射在床板上而不产生折射。

4、良好的抗疲劳特性 由于病人诊治量大，对于床面板的疲劳性能要求较高。

在碳纤维增强树脂基复合材料中存在着难以数计的纤维／树脂界面，这些界面能阻止裂纹进一步扩展，从而推迟疲劳破坏的发生。

使用过程中，复合材料构件即使过载造成少量纤维断裂，其载荷也会迅速重新分布到未破坏的纤维上，从而在短时内不会使整个构件丧失承载能力，显示出结构具有良好的破损安全性。

5、成形工艺性好 碳纤维复合材料有多种成型工艺，一般医疗设备用碳纤维复合材料成型工艺为真空袋、热压罐及模压成型

碳纤维对复合材料有影响吗？

(1)碳纤维对PTFE复合材料力学性能有一定影响，碳纤维填充量增加，其拉伸强度、伸长率有所下降。

(2)碳纤维对PIFE复合材料摩擦磨损性能有定影响，随着碳纤维填充量的增加，摩擦系数略有减小，磨痕宽度下降，少量石墨的存在，有利于提高材料的耐磨性能。

(3)采用碳纤维-石墨填充PIFE复合材料，碳纤维填充量15%左右、石墨填充量3%~5%生产的复合材料，用于制作组合密封件、导向支撑环等，在往复和旋转工况下使用，尤其在水润滑的条件下优于其他PTFE复合材料。制品的综合性能良好，抗磨损性能优良，寿命长。

碳纤维复合材料有哪些缺点？

碳纤维复合材料缺点：

1.成本高：尽管CFRP复合材料性能优异，目前，CFRP复合材料生产成本过高。根据当前的市场情况(供给和需求)，碳纤维的种类(航天VS商品级)，纤维束的大小不同，纤维的价格也判若云泥。每磅碳纤维原材料的价格，可达5-25倍玻璃纤维价格不等。而相比于钢材，CFRP材料的高成本性就更加突出了。

2.导电性：这既可以作为碳纤维复合材料的优势，也可能成为实际应用中的一个缺陷。碳纤维导电性极强，而玻璃纤维是绝缘的。许多产品使用玻璃纤维，而不能用碳纤维或金属替代，是因为其要求具备严格的绝缘性。

一篇文章读懂碳纤维复合材料在航空航天领域的应用？

碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、各向异性等突出优点。

一、碳纤维在导弹上的应用

导弹发射器的性能要求发射器采用圆筒薄壁结构，其身管厚度不得大于2mm，且发射器的重量不能超过导弹的1/6，制成的导弹身管要具有足够高的强度，以及良好的密封性、透湿率等性能。

实验表明，将碳纤维材料用于导弹发射器的身管，大幅降低了发射器的重量，可满足发射器身管透湿率、轴线变形性等要求，而且电磁屏蔽性能很好。

二、碳纤维在运载火箭上的应用

碳纤维复合材料主要用于制造运载火箭箭体和发动机壳体的结构部件，其中，发动机盖、壳体、燃烧室等需要采用耐高温、比刚度和比模量高的材料，整流罩需要采用易于加工、整体成形性能好的材料。

当前，美国、日本、法国等国家的运载火箭发动机壳体均采用碳纤维复合材料制造，例如，日本的M-5火箭的发动机壳体等，运载火箭应用碳纤维复合材料在质量上比铝合金材料减少10%-25%。

三、碳纤维在人造卫星上的应用

碳纤维复合材料具有较高的比强度、比刚度，良好.的抗疲劳性能，以及优异的整体成形性能等特性，因此，碳纤维复合材料自问世以来就被用作卫星飞行器的本体结构、天线，以及太阳能电池板构件。

碳纤维复合材料具有密度小、重量轻、易于加工、整体成形性好等一系列特性，因而可用来制作卫星的太阳能电池阵，包括太阳能电池基板和连接架等。

碳纤维复合材料可以做出哪些产品？

1. 耐磨性差。碳纤维成型后，直接用普通砂纸就可以磨下碳粉。所以你能买到的碳纤维产品表面都有耐磨的油漆或其他材质。

2. 横向耐冲力差。如高尔夫球杆，在击打过程中杆身的中段碰到坚硬物，便会折断。 碳纤维车身的汽车，在碰撞时，碳纤维外壳会碎片性断裂，吸收能量，保护乘客。

3. 价格较高。这个原因有两个：a 能生产稳定原材料的厂家不多，产量有限。主要被飞机制造公司、军事机构订购，剩下的产能才会用于民用。b 工艺复杂，需要加热成型-烤箱耗电，开模的费用较高，机械价格也较贵，高尔夫杆身的生产线需要约150W投入。

特种纤维复合材料什么用处？

碳纤维是由含碳量高、热处理不熔融的人造纤维，经过热稳定氧化处理、碳化处理以及石墨化等工艺制成的特种纤维。其力学性能优异，与一般碳素材料不同的是，碳纤维具有很强的各向异性，在沿纤维轴的方向有着很高的强度。

碳纤维一般不作为材料单独使用，会与树脂、金属、陶瓷等基质复合，制成碳纤维增强复合材料。考虑到成本控制和工艺问题，目前应用较多的是碳纤维增强树脂基复合材料，能够满足对密度、刚度、重量、疲劳特性等要求严格的领域需求。

碳纤维复合材料一开始在航空航天等高端领域应用，随着技术工艺的不断成熟，目前在机械、汽车、纺织、体育等领域也有着广泛应用。

1.航空领域

航天飞行器每减少1kg的重量，运载火箭可以减少500kg，碳纤维复合材料比重小、刚性好、强度高，所以在航天飞行器中很受欢迎。

某垂直起落战斗机，碳纤维复合材料的使用量占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据悉，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，都是用碳纤维复合材料制成的。

2.汽车领域

碳纤维复合材料用于汽车领城多数是代替钢材，可减质量40%以上，从而节省燃油降低使用成本。

据知汽车结构每减质量10%,可节省燃油7%。F1(世界一级方程锦标赛)赛车，车身大部分结构都用碳纤维材料。家用汽车应用复合材料目前也逐渐形成一种趋势，在当前能源紧张、燃油涨价的形势下，尤其是随着电动汽车的风行，必将形成复合材料潜在的应用大户。

3.风力发电领域

风力是清洁环保可再生的能源，当前风力发电是能源领域增长最快的，世界上大约以25%的年速率递增。由于单机发电容量越来越大，桨叶叶片越来越长，质量越来越大，强度和刚度的要求越来越高，于是研究人员开始将目光投向碳纤维复合材料。

目前的桨叶多用混杂复合材料，以碳纤与玻纤混杂为主，既使受力合理又节省碳纤维用量，从而实现成本控制。

4.医疗领域

碳纤维复合材料有着高达98%以上的透光性，可以作为X光机、CT机、乳腺机等放射医疗器械的部件材料。

随着假肢技术的不断发展，碳纤维复合材料还可用于假脚、踝关节、膝关节、接受控等部位的制作，能够让使用者更舒适、更省力。

除上述的几个领域，碳纤维复合材料还应用于电子、高速列车、工程建筑、家具、油气田等领域，可以毫不夸张的说，碳纤维复合材料几乎是“无所不能”了。当然了，更多地应用领域还需我们不断地探索开发。。