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的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)成為性的熱點(diǎn),自問(wèn)世以來(lái),減輕重量就成為了科研工作同專(zhuān)注的焦點(diǎn),在保證剛度的情況下,將整機(jī)的重量減下來(lái),就能夠減少能源消耗,提升續(xù)航里程。碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)異的綜合性能而被應(yīng)用到上。
我們先來(lái)舉一個(gè)具體的事例,國(guó)諾斯羅普、格羅門(mén)公司為美國(guó)研制的"鷹”高空長(zhǎng)航時(shí)偵察機(jī),碳纖維FR-4加工件來(lái)樣定制,除機(jī)身主結(jié)構(gòu)采用鋁合金外,它
構(gòu)件采用的復(fù)合材料,占結(jié)構(gòu)總量的65% ,而應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料的原因就是減重。一般應(yīng)用于結(jié)構(gòu)中能夠減重 25%- 30%。相比于其它復(fù)合材料在滿(mǎn)足所需強(qiáng)度與剛度的前提下,碳纖維FR-4加工件,碳纖維復(fù)合材料擁有更高的比強(qiáng)度和比剛度也能夠大大減輕的機(jī)身重量,對(duì)于的輕量化具有重大的意義。采用大面積一體成型工藝主要是配合高度翼身融合的飛翼式總體氣動(dòng)外形,碳纖維復(fù)合材料具有紡織的纖維的柔軟性,碳纖維FR-4加工件報(bào)價(jià),可塑性好,能夠采用模壓工藝進(jìn)行一體化整體成型。 碳纖維是一種非金屬材料,具有優(yōu)異的耐腐蝕能力和耐熱性能,于自然界中介質(zhì)腐蝕呈惰性,可滿(mǎn)足各種環(huán)境條件下長(zhǎng)期儲(chǔ)存壽命的要求,
在航空航天領(lǐng)域的碳纖維復(fù)合材料制品應(yīng)用是什么樣的呢?
在航空航天領(lǐng)域傳統(tǒng)的采用多采用金屬材料,因?yàn)楦邚?qiáng)度、耐高溫、高比模量等特征非常好的保證了我們?cè)诤娇蘸教祛I(lǐng)域的研發(fā)和科技的推動(dòng)。那在航空航天領(lǐng)域中研究發(fā)現(xiàn),如果能夠減重1千克,大約能夠節(jié)省下1萬(wàn)美元的燃料,那在材料使用上面的科研就是我們研發(fā)的方向,還能非常好的提升火箭、飛船的負(fù)荷質(zhì)量,所以對(duì)于航空航天材料的重量和質(zhì)量是非常值得去關(guān)注的點(diǎn)。
在航空航天領(lǐng)域還有一個(gè)非常重要的點(diǎn)就是耐高溫性能,碳纖維復(fù)合材料是通過(guò)碳纖維束和樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)浸到固化形成碳纖維預(yù)浸料,那在這個(gè)過(guò)程中,為了更好的保證碳纖維復(fù)合材料耐高溫的性能,來(lái)圖加工碳纖維FR-4加工件,就可以進(jìn)行樹(shù)脂添加物,使得成型后的碳纖維制品具備非常好的耐高溫性能。
在整個(gè)航空航天材料的選擇上面就需要有重量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、變形小的特點(diǎn),這一系列的特征都指向了碳纖維復(fù)合材料,當(dāng)然鈦合金也可以,但是鈦合金的資源太少,這也是為什么國(guó)家大力扶持碳纖維企業(yè)的原因,在國(guó)外技術(shù)不共享的情況,國(guó)內(nèi)大力推進(jìn)碳纖維復(fù)合材料研發(fā)的重要原因。
那碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中,大尺寸的碳纖維還沒(méi)有生產(chǎn)的先例,現(xiàn)在主要是進(jìn)行一些小零部件的生產(chǎn),然后進(jìn)行機(jī)加工組裝,常見(jiàn)的有飛機(jī)尾翼,利用蒙皮進(jìn)行長(zhǎng)桁組成,通過(guò)模具使得碳纖維制品進(jìn)行組合在一起,然后再進(jìn)行熱壓罐成型。
除了飛機(jī)尾翼,還有非常平尾、垂尾等。那在航空航天領(lǐng)域,我們被廣泛運(yùn)用的有整流罩、前緣、艙門(mén)以及內(nèi)部的材料選用,很好的保證了航空飛船的性能表現(xiàn),在一定程度上減少了整體的重量,那在航天飛船的桶身應(yīng)用,采用多段桶身的生產(chǎn)后,然后進(jìn)行組成,從而生產(chǎn)出碳纖維復(fù)合材料的航空壁體,在這個(gè)過(guò)程中特別重要的地方就是銜接處。
目前科技領(lǐng)域的研究的進(jìn)展是廣受關(guān)乎的事情,在未來(lái)無(wú)論是還是民用都有著非常廣闊的空間,制造技術(shù)的進(jìn)步有著很大的意義。減重一直是發(fā)展的主要方向之一,在保證強(qiáng)度的情況下,讓重量更輕,變能夠獲得更長(zhǎng)的飛行時(shí)間和能量消耗。
在的戰(zhàn)斗機(jī)上碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)有著成熟的使用,在方面也是能夠有效降重的理想材料。與金屬比碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度、剛度、抗震性等方面都有很大優(yōu)勢(shì),另外能降低25%~30%的重量,可塑性強(qiáng)能制作出各種造型。碳纖維復(fù)材制作出的相對(duì)傳統(tǒng)材料綜合性能要高出很多,大大促進(jìn)了行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。下面一起來(lái)了解碳纖維復(fù)合材料在殼上的具體優(yōu)勢(shì)。
1、出色的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì):想要達(dá)到符合要求的強(qiáng)度,碳纖維的用料重量要比其他材料輕出很多,而且同重量的情況下該材料的剛性?xún)?yōu)勢(shì)明顯。這種性能下在有效減重的同時(shí),還能夠降低載荷,讓更剛性更結(jié)實(shí)。
2、材料可塑性好,更容易設(shè)計(jì):制作的碳纖維復(fù)合材料主要是用樹(shù)脂做基體的,碳纖維起到增強(qiáng)作用。這類(lèi)材料的制作一般是在模具中一體成型制成,在適應(yīng)的氣動(dòng)外形等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)模之后可進(jìn)入流水化生產(chǎn),適合大批量制作。
3、材料化學(xué)性能穩(wěn)定:碳纖維復(fù)材的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,耐酸堿鹽霧等復(fù)雜環(huán)境,不用擔(dān)心生銹腐蝕,熱膨脹系數(shù)低,材料穩(wěn)定性好,維護(hù)成本相對(duì)較低,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,使用壽命長(zhǎng)。
4、可與其他材料部件結(jié)合:碳纖維制品能夠擴(kuò)展添加金屬件,另外能夠植入或鑲嵌芯片,形成整體智能設(shè)備。材料本身的抗震性能好,一般電機(jī)振動(dòng)和起落不會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生影響。
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