碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強(qiáng)度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電,具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料所做的飛機(jī)不但輕巧,而且消耗動(dòng)力少,推力大,噪音??;


用碳纖維制電子計(jì)算機(jī)的磁盤,能提高計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和運(yùn)算速度;用碳纖維增強(qiáng)塑料來制造和火箭等宇宙飛行器,機(jī)械強(qiáng)度高,質(zhì)量小,可節(jié)約大量的燃料。1999年發(fā)生在南聯(lián)盟科索沃的中,北約使用石墨破壞了南聯(lián)盟大部分電力供應(yīng),其原理就是產(chǎn)生了覆蓋大范圍地區(qū)的碳纖維云,這些導(dǎo)電性纖維使供電系統(tǒng)短路。
碳纖維在生產(chǎn)過程中非常容易出現(xiàn)的難題
常見的制作工藝有鉆削、制孔、激光切割。鉆削加工工藝用于確保預(yù)制構(gòu)件的精密度,碳纖維歸屬于一種難鉆削原材料,關(guān)鍵是由于碳纖維原材料強(qiáng)度高、虛梁抗壓強(qiáng)度低,而具體表現(xiàn)為數(shù)控刀片損壞快、鉆削摩擦阻力大、鉆削溫度過高造成的層次、燒蝕。當(dāng)預(yù)制構(gòu)件必須安裝規(guī)定時(shí),一般必須開展制孔零件加工,同樣非常容易造成數(shù)控刀片損壞及其層次,層次部位非常容易反映在出入口層。也有直徑收攏、規(guī)格精密度無法保證,出入口層邊沿易造成、金屬拉絲、崩塊。激光切割加工工藝也是碳纖維生產(chǎn)加工中常見的一種,在激光切割過全程極易造成二種缺點(diǎn),一是創(chuàng)口危害,二是虛梁層次,虛梁層次是內(nèi)部機(jī)構(gòu)變松散,促使預(yù)制構(gòu)件抗壓強(qiáng)度減少。
以往業(yè)內(nèi)的觀點(diǎn)是,在腐蝕環(huán)境中,各向異性不如各向同性鋪層好,而制造各向同性鋪層的有效辦法是使用隨機(jī)取向的短切纖維作為增強(qiáng)組分。而且有些零部件尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,如果采用連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的方式,工藝要求和制作成本比較高,所以近年來,短切碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料或粉末增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料被認(rèn)為具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),相關(guān)的研究也比較多。