碳纖維材料的主要用途有哪些

(1)高科技領(lǐng)域

由于碳纖維復(fù)合材料密度低、剛性好合強(qiáng)度高，已成為一種先進(jìn)的航天材料。我國對碳/碳燒蝕材料相關(guān)的科技問題進(jìn)行了深入地研究，其研究成果已在導(dǎo)彈發(fā)射管、固體火箭發(fā)動機(jī)殼體、衛(wèi)星和飛船上等得到應(yīng)用。
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(2)飛機(jī)、汽車制造

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碳纖維材料現(xiàn)在也成為汽車制造商青睞的材料，在汽車內(nèi)外裝飾中開始大量采用。其最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度大，重量僅相當(dāng)于鋼材的20%～30%，硬度卻是鋼材的10倍以上。所以汽車制造采用碳纖維材料可以使汽車的輕量化取得突破性進(jìn)展，節(jié)省能源。業(yè)界認(rèn)為，碳纖維在汽車制造領(lǐng)域今后的使用量會越來越大。 123,123

航空應(yīng)用中對碳纖維的需求正在不斷增多，波音777飛機(jī)利用碳纖維做結(jié)構(gòu)材料，包括水平和垂直的橫尾翼和橫梁，這些材料被稱為“首要的結(jié)構(gòu)材料”，所以對他們的質(zhì)量要求極其苛刻。對于波音777飛機(jī)，日本東麗公司是波音公司指定的唯一有資格的碳纖維制造商。歐洲空客也在他們的飛機(jī)上使用了大量的碳纖維，東麗的TORAYCA碳纖維將被大量應(yīng)用在新型客機(jī)A380上。美國波音公司推出新一代高速寬體客機(jī)—“音速巡洋艦”，約60 %的結(jié)構(gòu)部件都將采用強(qiáng)化碳纖維塑料復(fù)合材料制成，其中包括機(jī)翼。它比鋁輕，但強(qiáng)度不相上下。

我國自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車預(yù)制件，其性能已全面達(dá)到國外水平。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的的國產(chǎn)碳/碳剎車盤已批量裝備于國防重點(diǎn)型號的軍用飛機(jī)，并在B757-200型民航飛機(jī)上使用，在其它機(jī)型上的使用也在實(shí)驗(yàn)考核中，并將向坦克、高速列車、高級轎車、賽車等推廣使用。

(3)體育休閑用品

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體育應(yīng)用中的三項(xiàng)重要應(yīng)用為高爾夫球棒、釣魚桿和網(wǎng)球拍框架。目前，據(jù)估計(jì)每年的高爾夫球棒的產(chǎn)量為3400萬副。按照國家和地區(qū)分類，這些高爾夫球棒主要產(chǎn)地為美國、中國、日本和中國臺灣,美國和日本是高爾夫球棒的主要消費(fèi)地，占80%以上。全世界40%的碳纖維高爾夫球棒都是由東麗公司的碳纖維制成的。全世界碳纖維釣魚桿的產(chǎn)量約為每年2000萬副。網(wǎng)球拍框架的市場容量約為每年600萬副,其它的體育項(xiàng)目應(yīng)用還包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行車，同時，碳纖維還應(yīng)用在劃船、賽艇、沖浪和其它的海洋運(yùn)動項(xiàng)目中。 123456

(4)碳纖維復(fù)合材料抽油桿 本文來自123

有關(guān)數(shù)據(jù)表明，至2008年有8%～10%更新或新增的抽油桿用碳纖維復(fù)合材料抽油桿取代，共需碳纖維320～420t。預(yù)測至2010年如果按15%的取代量計(jì)算，則碳纖維消耗量可達(dá)624t。

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(5)碳纖維加固建筑結(jié)構(gòu) 123456

我國從1997年開始從國外引進(jìn)碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，并開始進(jìn)行相關(guān)研究。由于其巨大的技術(shù)優(yōu)勢，近幾年成為了研究和工程應(yīng)用的熱點(diǎn)。國內(nèi)已有數(shù)十個高校和科研院所開展了此項(xiàng)研究工作，并取得了一批接近國際先進(jìn)水平的研究成果。由于我國具有世界上最為巨大的土木建筑市場，碳纖維加固建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將呈現(xiàn)不斷增長的的趨勢。

(6)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片 內(nèi)容來自123456

如今，世界上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)額定功率越來越大，與其相適應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉片尺寸也越來越大。為了減少葉片的變形，在主乘力件如軸承和葉片的某些部位采用碳纖維來補(bǔ)充其剛度。我國“十五”期間的風(fēng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘恳堰_(dá)到1.5GW，因而碳纖維在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上的應(yīng)用前景看好。

(7)其他應(yīng)用

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在鐵路建筑中，大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來會有很好的應(yīng)用，這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面。壓力容器主要用在汽車的壓縮天然氣(CNG)罐上，而且還用在救火隊(duì)員的固定式呼吸器(SCBA)上。CNG罐源于美國和歐洲國家, 現(xiàn)在日本和其他的亞洲國家也對這項(xiàng)應(yīng)用表現(xiàn)出了極大的興趣。

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另外，在X射線儀器市場上，碳纖維的應(yīng)用可以減少人體在X 射線下的暴露。其它應(yīng)用還包括機(jī)器部件、家用電器、微機(jī)及與半導(dǎo)體相關(guān)的設(shè)備的復(fù)合材料的生產(chǎn)，可以用來起到加強(qiáng)、防靜電和電磁波防護(hù)的作用。

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