碳纤维复合材料的应用

本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能,简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、航空航天、石油工业等方面的应用情况。

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开发 j旨南 精细工原及中体化料间

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碳纤维复合材料的应用陈士杰

(常州刘国钧高等职业技术学校

江苏常州 2 3 0 ) 1 0 4

摘要：本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能，简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、空航天、航 石油工业等方面的应用情况。 关键词：碳纤维复合材料应用’

Ap f a in o r o i e mp st a e il p c t fCa b n F b r Co o ieM tras i o

C N h i HE S ie j ( hn Z o q ct n l eh ooyCo ee C a gh u2 3 0, hn ) C a g h uL Voa o a T c n lg lg, hn zo 10 4 c ia i lAbsrc:The r p ris o a b n i e o o i s n he e eop nt a d a p iai f c r n fb r ta t p o e te f c r o f r c mp st a d t d v l me n p l t b e c on o abo e i c omp stsi Brd e r if r e n,Ae o pa e a d Avai n i d sr,o li u ty we ep ee td i t sp p r o ie n i g en o c me t r s c n i t n u ty i nd sr r r s n e n hi a e . o Ke w o d:c r n f e;c mp i s p lc t y r s abo b r o ost;a pi ai i e on

1前言

等侵蚀。3碳纤维复合材料的应用 31土木建筑领域的应用 .

碳纤维复合材料自 2 0世纪 5 0年代面世以来。 以其独特的性能 .主要用于火箭、天、空等尖端航航

科学技术，随着碳纤维复合材料性能的不断完善和提高.目前在土木建筑、油工业、石汽车工业、育器体材等领域得到广泛应用。 2碳纤维复合材料的性能碳纤维是由碳元素组成的特种纤维，其含碳量一

水泥在土木建材领域中用量最大 .但水泥也有诸如脆性大、拉强度低等缺点。抗而现在用混凝土或水泥做基体制成的碳纤维增强复合材料，强度高、模

量大、比重小、碱腐蚀，耐克服了水泥的缺点。土木在建筑应用中日益受到重视。碳纤维取代钢筋，用可消

般在 9%以上。在纤维增强材料中碳纤维是发展 0

除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用。使建筑构件重量减轻，安装施工方便，缩短建筑工期【 1 J。碳纤维复合材料片是采用常温固化的热固性树

最迅速、应用范围很广、于不同领域要求的纤维材适料。

碳纤维材料基本性能如下：密度小、质量轻。密度为 1￣ g c,当于钢密度的 14铝合金密度 . 2/m3相 5/、

脂 (常是环氧树脂 )定向排列的碳纤维柬粘结起通将

来制成的薄片。日本、欧美国家将碳纤维复合材料片用于加固震后受损的钢筋混凝土桥板 .这种薄片按

的 12强度、/;弹性模量高，强度比钢大 4 5倍，其 -弹性回复 10具有各向异性， 0%;热膨胀系数小，热率导

照设计要求。贴在结构物被加固的部位，充分发挥碳

随温度升高而下降，耐骤冷、热，急即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂；电性好，5(时高导 2￣ 2模量纤维为 7 5￣ m~ 7 1 c,高强度纤维为 1 0 p2 x 50 A c; m~耐高温和低温性好， 3 0￣非氧化气氛下不在 0 0( 3

纤维的高拉伸模量和高拉伸强度的作用，来修补加固钢筋混凝土结构物[此外在增强石油平台壁及 2 1。耐冲击性能的许多工程上都获得了较大的应用。 3 . 2航空航天领域的应用航天飞行器的重量每减少 1公斤，就可使运载

融化、软化，不在液氮温度下依旧很柔软，也不脆化；耐酸性好，酸呈惰性，耐浓 HC1 P H2O对能、 O、 S H3