碳纤维复合材料应用.ppt

碳纤维复合材料,1 复合材料定义及其组成 定义：复合材料（composites 或composite material），由两种或两种以上独立组分材料经复合工艺制得的一种多组分材料。 增强体（ reinforcement）分散相 组成 基体（ matrix）连续相,一 复合材料简介,在复合材料中，各组分保持原有性质，但彼此能取长补短，相得益彰，使其综合性能更加完善。 先进复合材料（Advanced Composite Material，ACM）具有质量轻、强度高、刚性大、耐疲劳和热膨胀系数小等特点。,2 复合材料特点,3 复合材料分类,常见复合材料,碳纤维复合材料分类,碳纤维增强热固性树脂复合材料（CFRTS） 碳纤维增强热塑性树脂复合材料（CFRTP） 碳纤维增强碳基复合材料（C/C） 碳纤维增强金属基复合材料（CFRM） 碳纤维增强陶瓷基复合材料（CFRC） 碳纤维增强橡胶基复合材料（CFRR） 碳纤维增强木材复合材料（CFRW）,二、碳纤维复合材料应用现状,1. 军用碳纤维复合材料应用现状 2007年上海合作组织军演，直-9是我国最先进的直升 飞机，CFCM 占机身质量的60% 日本OH-1“忍者”直升飞机机身40%采用CFCM 美国F-22战机CFCM占35% 美国AV-8B军用飞机CFCM占26%，使整机减重9%，有效载荷比 AV-8A增加一倍。,2、民用飞机 波音787中结构材料有近50%使用CFCM，包括机身和机翼 20世纪70年代空客A300上CFCM占整机质量的5% 2010年问世的A350超宽客机，CFCM使用量占整机的62% 目前最大客机A380整机中CFCM占35-40% 据统计，波音787，空客A380和A400M三种新型飞机对CFCM 年需求量高达3000吨。,3、工业领域的应用 风力发电 据预测，到2020年中国市场将需求超过2.5万台大 容量风机，合计需要CFCM 30000吨。 碳纤维汽车 汽车传动轴、发动机罩、上下悬架臂等 石油开采 抽油杆、张力腿平台、管材等,4、体育休闲 羽毛球拍、网球拍、钓鱼竿、高尔夫球杆 5、建筑补强,碳纤维复合材料,结构性碳纤维复合材料国家工程实验室成立,中航工业航材院、制造所、哈飞、西飞、沈飞、成飞及威海拓展纤维有限公司、北京航空航天大学、南京航空航天大学、中国航天科技集团航天特种材料与工艺研究所和中国航天科技集团公司第四研究院43所十一家科研院所、高等院校和企业组建而成，揭牌仪式于2010年5月28日在中航工业航材院举行。,三、笔记本发展趋势,笔记本电脑是一种小型、可携带的个人电脑，其销量已完全超过台式电脑，当前发展的趋势是体积越来越小，质量越来越轻，而功能却越发强大。碳纤维强度比现在流行的镁拉丝强度更高，是铝镁合金强度的两倍，质量更轻，而且成型容易，散热效果好。碳纤维笔记本外壳被看作是未来发展的方向。,四、笔记本外壳现状,1 聚碳酸酯-工程塑料 （PC-ABS） PC：优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能 ABS: 优良的加工流动性、耐磨性、染色性、成型加工性。万元以下笔记本电脑中，70%采用的都是以ABS为主的工程塑料 优点：成本较低 、易于加工 、尺寸稳定性好，性价比高 缺点：质量较重 、散热性不佳,采用最普遍的材质 笔记本价格范围：几乎所有,2 镁铝合金 铝占94.35%，镁占4.5%，锰0.35%，铁0.35%，锌0.25%，锶0.2% 镁铝合金的硬度是ABS工程塑料的数倍，但重量仅为塑料的三分之一，而且具有优良的散热能力。镁铝合金材质更适合超轻薄便携本。镁铝合金不耐磨，而且喷过漆的产品容易出现划痕、掉漆等情况。 优点：强度高、质量轻、散热好 缺点：成本较高、喷漆容易磨损,Dell latitude系列商务本 笔记本价格范围：5000-12000,3、碳纤维 碳纤维材质它既拥有镁铝合金高雅坚固的特性，又有ABS工程塑料的高可塑性。强度和导热能力优于ABS塑料；碳纤维是一种导电材质，可以起到类似金属的屏蔽作用（ABS外壳内表面则需要另外镀一层金属膜来屏蔽），耐磨。 优点：散热好、质量轻、韧性好，强度高 缺点：成本高、外观单调,索尼的TZ/SZ/G系列商务本 笔记本价格范围：8000-15000,2010年碳纤维笔记本外壳的销量已经达到2400万个！,4、钛合金 钛合金的主要成分也是铝，钛的含量不足3%。钛合金与铝镁合金除了掺入金属本身的不同外，最大的分别之处，就是还渗入碳纤维材料，无论散热、强度还是表面质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好。 优点：集所有优点于一身 缺点：通过焊接等繁琐的加工程序，十分昂贵,ThinkPad T/X系列笔记本 笔记本价格范围：13000以上,5、皮革 皮革本身过软，所以它不能单独用作笔记本的外壳，必须是附着在某种坚硬的材质表面才可以 。 优点：柔韧性好、手感出色、时尚感强 缺点：散热一般、价格较高。,华硕F8H585V-SL,6、竹子 竹子本身比较坚固耐久