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碳纖維是由含碳量較高,在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維,經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。

碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強(qiáng)度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。

壓縮天然氣（Compressed NaturalGas,CNG）在我國應(yīng)用較為廣泛,用起來比較安全,成本低、無污染,是比較理想的能源。氣瓶是CNG的儲(chǔ)存容器,是CNG的關(guān)鍵部件,是合金鋼瓶或復(fù)合材料氣瓶均可。

相對于鋼瓶而言,碳纖維復(fù)合材料氣瓶破損安全性好,當(dāng)復(fù)合材料氣瓶超載時(shí)可能發(fā)生少量纖維斷裂,此時(shí)壓力載荷會(huì)迅速在未破壞的纖維上重新分配,不致使氣瓶在短期內(nèi)超過承載能力。

在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用

風(fēng)電的價(jià)格與風(fēng)機(jī)功能是有關(guān)的,在一定范圍內(nèi)它們成反比例的關(guān)系,也就是說電機(jī)功率越大,單位發(fā)電的成本也就越低。風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵部件之一就是葉片,而葉片的長度對風(fēng)機(jī)的功率起重要作用。

提高發(fā)電機(jī)的功率對葉片的長度、質(zhì)量、材料強(qiáng)度有很高的要求。在發(fā)展更大功率風(fēng)力發(fā)電裝置和更長轉(zhuǎn)子葉片時(shí),采用性能更好的碳纖維復(fù)合材料勢在必行。

目前全球已經(jīng)有不少的公司已經(jīng)開始應(yīng)用,如：德國葉片制造商采用了碳纖維新制造的56m長,5MW風(fēng)機(jī)葉片。加上新型成型的加工技術(shù)支持,碳纖維復(fù)合材料在電力生產(chǎn)中一定會(huì)發(fā)揮起來越重要的作用。

此外,碳纖維復(fù)合導(dǎo)線輸電導(dǎo)線中也存在巨大的潛在市場,碳纖維復(fù)合導(dǎo)線可以提高輸送電能的效率,也是能源利用的重要領(lǐng)域。

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

復(fù)合材料加工能耗低、且輕質(zhì)高強(qiáng)、成型工藝性好,已然是汽車工業(yè)以塑代鋼的理想材料。目前,汽車工業(yè)空前興盛,但也正面臨資源和環(huán)境的巨大挑戰(zhàn),如何推進(jìn)汽車輕量化達(dá)到降低油耗的目的,是汽車工業(yè)發(fā)展的主題。

正因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料擁有熱固性和熱塑性,因此可適用于不同的汽車部件。在國際上,碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于汽車的包括車身部件、動(dòng)力部件等各個(gè)部件。值得提出的是,實(shí)現(xiàn)在汽車上真正大規(guī)模應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料,需要突破很多關(guān)鍵技術(shù)。

在石油領(lǐng)域的應(yīng)用

石油是一種非常寶貴的能源,也是有限且不可再生的能源,當(dāng)今綜合國力競爭的重要因素。在我國,機(jī)械采油井?dāng)?shù)占總生產(chǎn)井?dāng)?shù)的90%以上,在其中80%是采用傳統(tǒng)的桿泵抽油模式。

這種金屬抽油桿存在著大重量、易腐蝕、低疲勞性能,采油事故發(fā)生率高的缺點(diǎn),而采用碳纖維復(fù)合材料連續(xù)抽油桿克制了這些缺點(diǎn),具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐磨損的特點(diǎn),大大提高采油效率,應(yīng)用前景十分廣泛。

不可忽視的是,深海油氣開采是當(dāng)今世界石油開發(fā)的趨勢,且我國深海油較豐富,更好更快地開發(fā)深海油氣也是我國當(dāng)前石油戰(zhàn)略發(fā)展的重要課題。

目前,我國開采海域深度已經(jīng)達(dá)到1500~3000m,深度不斷加深給原有的開采設(shè)備和技術(shù)帶來了難以攻克的技術(shù)難題。由此可見在深海油氣開發(fā)領(lǐng)域,碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件的研發(fā)是未來必然發(fā)展的方向​。

2、出色的耐熱性(可以耐受2000℃以上的高溫)。

3、出色的抗熱沖擊性。

4、低熱膨脹系數(shù)(變形量小)。

5、熱容量�。ü�(jié)能）。

6、比重�。ㄤ摰�1/5）。

7、優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能。