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航空航天材料一直代表著應(yīng)用材料的最先進(jìn)水平，按化學(xué)成分的不同其可分為金屬與合金材料、有機(jī)非金屬材料、無機(jī)非金屬材料和復(fù)合材料，其中占復(fù)合材料大部分比例的碳纖維復(fù)合材料成為最有發(fā)展?jié)摿Φ南冗M(jìn)復(fù)合材料之一。
因?yàn)楹娇蘸教飚a(chǎn)品工作環(huán)境的特殊性，其對(duì)材料的性能要求非常高，主要體現(xiàn)在“輕質(zhì)高強(qiáng)”和“耐高溫耐蝕”兩方面。所謂“輕質(zhì)高強(qiáng)”是指要求材料的比強(qiáng)度高且密度小，材料越輕越好。“耐高溫耐蝕”是指材料要能耐受較高的工作溫度和具有優(yōu)良的抗腐蝕性，特別是抗應(yīng)力腐蝕和抗疲勞的能力。
碳纖維——新材料產(chǎn)業(yè)中的新熱點(diǎn)
碳纖維復(fù)合材料以其獨(dú)特、卓越的理化性能，廣泛應(yīng)用在火箭、導(dǎo)彈和高速飛行器等航空航天領(lǐng)域。例如，飛機(jī)的一次構(gòu)造材料：主翼、尾翼、機(jī)體；二次構(gòu)造材料：副翼、方向舵、升降舵、內(nèi)裝材料、地板材、桁梁、剎車片等及直升飛機(jī)的葉片；火箭的排氣錐體、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等；人造衛(wèi)星結(jié)構(gòu)體、太陽能電池板和天線、運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈殼體等。目前，在小型商務(wù)機(jī)和直升飛機(jī)中，碳纖維復(fù)合材料已占所用材料總量的55%左右，軍用飛機(jī)中占25%左右，大型客機(jī)占20%左右。
碳纖維——新材料產(chǎn)業(yè)中的新熱點(diǎn)
如今，除了航空航天領(lǐng)域外，還有很多行業(yè)也都在大力開發(fā)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊價(jià)值，例如新能源汽車以及高鐵等軌道交通產(chǎn)業(yè)。對(duì)這些產(chǎn)業(yè)來說，輕量化是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前新能源汽車的續(xù)航能力是其核心技術(shù)之一，通過在內(nèi)飾、設(shè)備倉、電池盒、防撞梁和吸能盒等方面使用碳纖維復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)有效減重，減少動(dòng)能消耗，延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間成為絕大部分新能源汽車的共同選擇。而對(duì)于一節(jié)車體重量就高達(dá)十多噸的軌道車輛來說，車體在啟動(dòng)和加速階段的耗能是最大的，減輕重量自然可以大幅降低運(yùn)行能耗，同時(shí)減輕對(duì)車軸和車輪的磨耗，因此使用碳纖維復(fù)合材料制作軌道車輛的內(nèi)飾件、結(jié)構(gòu)件也成為該行業(yè)技術(shù)開發(fā)的熱門課題。
碳纖維——新材料產(chǎn)業(yè)中的新熱點(diǎn)
工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)碳纖維復(fù)合材料的利用也呈現(xiàn)出“百花齊放”的局面，除了碳纖維風(fēng)電葉片、碳纖維抽油桿等起步較早的應(yīng)用外，近年來，隨著工業(yè)智能化的飛速發(fā)展，碳纖維機(jī)械臂的應(yīng)用得到了前所未有的重視。使用碳纖維復(fù)合材料制作機(jī)械手臂，可以在保證強(qiáng)度性能的基礎(chǔ)上，大幅度減輕自重減少能耗，而且碳纖維復(fù)合材料的線性膨脹系數(shù)極低，即便在較大的溫差下，使機(jī)械臂仍能保持良好的精準(zhǔn)度。國家電網(wǎng)正在全國范圍內(nèi)推廣使用的一款配電站巡檢機(jī)器人，使用的是無錫威盛新材料科技有限公司生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合材料多層可伸縮式機(jī)械臂，該機(jī)械臂在延長(zhǎng)工作時(shí)間及耐磨損耐高寒等方面反映尤佳。
碳纖維——新材料產(chǎn)業(yè)中的新熱點(diǎn)
因?yàn)榱己玫牡腦光透過性，碳纖維復(fù)合材料還成為新一代放射醫(yī)療產(chǎn)品的重要組成部分，受到醫(yī)療器械行業(yè)的青睞。碳纖維放射頭托和定位架、碳纖維手術(shù)和介入式導(dǎo)管床板、碳纖維乳腺機(jī)支撐板和DR平板探測(cè)器等等都是碳纖維復(fù)合材料在放射性醫(yī)療器械中較為廣泛的應(yīng)用案例。
碳纖維——新材料產(chǎn)業(yè)中的新熱點(diǎn)
作為“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的重要內(nèi)容，新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了國家的高度重視和大力支持，碳纖維復(fù)合材料作為先進(jìn)復(fù)合材料中的一匹“黑馬”，以“更輕更強(qiáng)”的姿態(tài)，將緊抓這一歷史發(fā)展機(jī)遇，為中國的2025目標(biāo)節(jié)約更多的能耗，貢獻(xiàn)出更多的發(fā)展成果。