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碳纤维跨入高强高模时代

所属分类:行业动态 | 浏览次数:0 | 发布日期:2017-03-14 14:42:04

碳纤维复合材料现在在小型商务飞机和直升机上的运用份额已达到70%~80%,在军用飞机上为30%~40%,在大型客机上则为15%~50%。波音787和空客A350客机在复合材料用量上的竞赛一度是航空业界的焦点,也让大家认识到,碳纤维复合材料现已初次代替铝合金,成为未来双通道客机的首选材料。波音787和空客A350的碳纤维复合材料用量在50%左右,而铝合金仅有20%。

日本东丽公司统计,2004年~2010年,国际干线飞机制作商场的碳纤维需求增加了130%,年均增加15%。能够说,在曩昔的10年间,碳纤维复合材料现已成为航空运用需求量最大的基本构造材料。

碳纤维复合材料招引航空原资料制作商的缘由,除了强度大、刚度大和防腐性等优异功能以外,即是其外形制作能够高完整性一次成形,在一个加工周期内使机翼全体带筋壁板和机身全体筒形带筋壁板成形,极大地减少了紧固件的运用;并且碳纤维复合材料选用加成制作方法成形构造件,在坚持强度等功能的一起,避免了金属切削加工形成的大量原资料浪费。但是,碳纤维复合材料还具有一些明显的缺点,比方:碳纤维技术进步缓慢,现在的航空干流碳纤维仍选用30年前的商品;机翼、机身这么的主承力构件固化通常需求热压罐,能耗大且费时;原材料和加工本钱高,经济可接受性较低;环保性、防腐性和收回性有待进步。

当然,复合材料正在充分使用技术立异来补偿自身缺点。首要,第三代碳纤维商品现已完成了跨代开展。现在干流航空航天级碳纤维选用日本东丽公司的第二代碳纤维商品T800S。其归于高强度、中模量商品。因为模量低、碳纤维材料脆性强,复合材料构件简单疲惫损伤,发作灾难性损坏。高端航空商品一向迫切需求高强度和高模量兼备的碳纤维原材料。2014年3月,东丽公司宣告研发出了新式碳纤维T1100G,其拉伸强度较T800S加大了12%,一起拉伸模量较T800S和T1000G均高10%,归于高强高模类型碳纤维商品。这是继T800S研发成功30年以后,碳纤维拉伸强度和拉伸模量的初次同步晋级,在归纳目标进步方面具有跨代含义,被认为是第3代碳纤维商品

其次,非热压罐制作技术改进了传统的固化技术。非热压罐成形一向是业界立异研讨的要点,有望完成复合材料的疾速生产和制作本钱下降而备受重视。现在在这个范畴现已有很多丰盛的成果,其间比较典型的有:洛·马公司制作的X-55领先全复合材料运输机及其18米长的全复合资料机身,波音和空客协作制作的波音787后压力隔框及2.5米长的翼梁验证件, GKN航宇公司制作的下一代复合材料全体机翼验证件,Duqueine集团使用模压成形制作的A350机身结构组件,以及波音和洛·马别离运用根据非热压罐成形的主动丝束铺放技术制作大型部件等。

最终,热塑性复合材料有望运用到主承力构造件上。以接连纤维或长纤维增强的高功能热塑性复合材料(选用PEEK、PES、PPS等高功能热树脂),既具有热固性复合材料那样杰出的归纳力学功能,又在材料耐性、防腐性、耐磨性及耐温性方面有明显的优势,并且在技术上还具有杰出的二次或屡次成形和易于收回的特性,有利于资本充分使用和减轻环境压力,具有杰出的开展和运用远景。空客A380就选用了玻璃纤维增强的PPS热塑性复合资料制作机翼前缘。
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