Основная цель углеродного волокна — соединение смолы, металла, керамики и других матриц для изготовления конструкционных материалов.Композиционные материалы на основе эпоксидной смолы, армированные углеродным волокном, имеют самые высокие комплексные показатели удельной прочности и удельного модуля среди существующих конструкционных материалов.Композиционные материалы из углеродного волокна имеют преимущества в областях, где предъявляются строгие требования к плотности, жесткости, весу и усталостным характеристикам, а также где требуются высокие температуры и высокая химическая стабильность.
Углеродное волокно было произведено в ответ на потребности передовой науки и техники, таких как ракетная, аэрокосмическая и авиационная промышленность, в начале 1950-х годов, и в настоящее время широко используется в спортивном оборудовании, текстиле, химическом машиностроении и медицине.В связи с растущими требованиями передовых технологий к техническим характеристикам новых материалов, научные и технологические работники поощряются к дальнейшему совершенствованию.В начале 1980-х годов одно за другим появились высокопроизводительные и сверхвысокопроизводительные углеродные волокна.Это был еще один технологический скачок, а также ознаменовало, что исследования и производство углеродных волокон вступили в продвинутую стадию.
Композитный материал, состоящий из углеродного волокна и эпоксидной смолы, стал передовым материалом для аэрокосмической отрасли благодаря небольшому удельному весу, хорошей жесткости и высокой прочности.Поскольку вес космического корабля уменьшен на 1 кг, ракета-носитель может быть уменьшена на 500 кг.Поэтому в аэрокосмической отрасли наблюдается спешка по внедрению современных композиционных материалов.Существует истребитель вертикального взлета и посадки, у которого на долю углепластикового композитного материала приходится 1/4 веса самолета и 1/3 веса крыла.По имеющимся данным, ключевые компоненты трех ракетных двигателей космического корабля США и усовершенствованной пусковой трубы ракеты MX изготовлены из современных композитных материалов из углеродного волокна.
В нынешнем автомобиле Формулы-1 (чемпионата мира Формулы-1) большая часть конструкции кузова выполнена из материалов из углеродного волокна.Большим преимуществом лучших спортивных автомобилей также является использование углеродного волокна по всему кузову для улучшения аэродинамики и прочности конструкции.
Углеродное волокно можно перерабатывать в ткань, фетр, коврик, ремень, бумагу и другие материалы.В традиционном использовании углеродное волокно обычно не используется отдельно, за исключением теплоизоляционного материала.Чаще всего его добавляют в качестве армирующего материала в смолу, металл, керамику, бетон и другие материалы для образования композиционных материалов.Композиционные материалы, армированные углеродным волокном, могут использоваться в качестве материалов-заменителей тела, таких как конструкционные материалы самолетов, материалы электромагнитной защиты, искусственные связки и т. д., а также для изготовления ракетных снарядов, моторных лодок, промышленных роботов, автомобильных рессор и приводных валов.
Время публикации: 11 ноября 2021 г.