什么是碳纖維復合材料？有哪些種類？

隨著科學技術的不斷進步，環保意識的不斷增強，一種符合環保需求且質優價廉的新型材料——碳纖維復合材料成為當前眾多領域材料的首選。那么，什么是碳纖維復合材料呢?它又包括哪些?本文將具體介紹。

1.碳纖維復合材料

碳纖維復合材料(Carbon Fiber Reinforcedlastic，CFRP)是以碳纖維為增強體，結合了樹脂、陶瓷及金屬等基體復合而成的結構材料，是當前世界上最先進的復合材料之一，憑借強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕等多種優異性能，在航空航天、船舶、汽車制造、軍工等領域獲得了廣泛的應用。

2.碳纖維復合材料分類

(1)樹脂基復合材(CFRP)

樹脂基復合材(CFRP)又可分為熱固性樹脂(TS)和熱塑性樹脂(TP)，前者具備強度、剛度高;酚醛樹脂基耐熱性好的特點，后者特點主要包括耐濕熱、強韌、優良的成型加工性。

由于上述特點，二者被用于宇宙飛行器外表面防熱層及火箭噴嘴、航空航天結構材料、釣漁竿、建筑補強等。

(2)碳/碳復合材料(C/C)

碳/碳復合材料(C/C)是由碳纖維及其制品(碳布等)增強的復合材料，具備低密度、耐燒蝕、抗熱震、高導熱、低膨脹、摩擦磨損性能優異，被用于制造導彈彈頭、固體火箭發動機噴管、航天飛機、飛機剎車盤、人工骨骼等。

(3)金屬基復合材料(CFRM)

主要包括錒、鋁、鎳、銅，具備高比強度、高比模量、優異的疲勞強度等特點，被用于宇航結構材料、汽車、鐵道、機械等領域。

(4)陶瓷基復合材料(CFRC)

陶瓷基復合材料(CFRC) 具備改善韌性、提高機械沖擊/熱沖擊性等特點，被用于發動機高溫部件等領域。

(5)橡膠基復合材料(CFRR)

橡膠基復合材料(CFRR)具備改善熱疲勞性、提高使用壽命的特點，被用于管材、耐磨襯輪、特殊密封件等領域。

目前碳纖維復合材料以樹脂基復合材料(CFRP)為主，占全部碳纖維復合材料市場份額的90%以上。碳碳復合材料也是碳纖維復合材料家族的重要一員，其以極強的耐溫性廣泛應用于光伏熱場部件和航天部件等領域，近年來隨著光伏行業的迅猛發展，帶動碳碳復材的需求激增。

3.碳纖維復合材料與常用材料性能對比

相較其他材料，碳纖維復合材料密度最低，根據《碳纖維復合材料在汽車輕量化中的應用》，高強度型/高模量型碳纖維復合材料密度分別為1.5/1.6g/cm3，減重率達到55%-60%。同時，碳纖維復合材料強度/模量也高于大部分材料，高強度型/高模量型碳纖維復合材料抗拉強度分別為1400/1100Mpa，彈性模量分別為130/190Gpa(碳纖維復合材料的抗拉強度/彈性模量會小于碳纖維碳絲)。因此在輕量化/高強/高模等應用領域，碳纖維復合材料的性能優勢明顯。隨著碳纖維成本和價格的下降，碳纖維復合材料應用領域有望快速擴大。

以上重點介紹了當前碳纖維復合材料的主要類型及其應用領域，同時比較了其與常用材料的性能差別，如果您想了解更多相關行業知識，敬請關注三個皮匠報告行業知識欄目。

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