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三大热门高性能纤维增强复合材料

来源:新材料全球交易网 发表时间:2015-04-17 14:42:25 分享到
【摘要】
随着国家政策支持与市场发展的共同促进,以碳纤维、玻璃纤维为代表的纤维增强复合材料发展迅猛。2014年 8月20日,由工信部引导,中国建材集团牵头成立了碳纤维产业联盟。新材料全球交易网为您介绍三大热门纤维增强复合材料。

随着国家政策支持与市场发展的共同促进,以碳纤维、玻璃纤维为代表的纤维增强复合材料发展迅猛。2014年 8月20日,由工信部引导,中国建材集团牵头成立了碳纤维产业联盟。新材料全球交易网为您介绍三大热门纤维增强复合材料。

从整个市场来看,目前三大纤维复合材料应用最广,即玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维复合材料,其中市场最大的属玻璃纤维复合材料,其次是碳纤维复合材料,最小的是芳纶纤维复合材料。

玻璃纤维复合材料

玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料有一个很有名的俗称——玻璃钢。它是以合成树脂为基体材料,玻璃纤维及其制品作为增强材料的复合材料。根据合成树脂的不同,玻璃钢可以分为环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、聚酯玻璃钢。

 高性能纤维增强复合材料

说起来,玻璃纤维制作过程也是一个化腐朽为神奇的过程。它是以废旧玻璃作为原料,经过高温熔制、拉丝、织布等工艺制作而成。原来硬而脆的玻璃制成玻璃纤维后变得高强度、高柔韧性、抗腐蚀性好,但只能承拉,不能承受弯曲、剪切、压应力。所以,通常使用合成树脂将玻璃纤维粘合在一起,制成玻璃钢。

玻璃钢最大的特点是轻质高强,密度比铝合金还轻三分之一,比强度超过普通钢。此外,玻璃钢还具有电绝缘、线膨胀系数低,可耐高达3800度的瞬时高温,良好的抗腐蚀性能和抗疲劳性能。

因其优良性能,玻璃钢在建筑、化工、汽车、电子通讯等领域得到了广泛应用。玻璃钢是三大纤维复合材料中应用最广泛的。

碳纤维及其复合材料

碳纤维碳纤维是由有机纤维或者低分子烃气体加热至1500度形成的纤维状碳材料,碳含量90%以上,具有低密度、高强度、高模量、耐高温等等一系列的优良特性。

以拉伸强度作为衡量标准,碳纤维被分成不同的品级。例如T300抗拉强度3.5Gpa,属于碳纤维中低端品级。高端品级T800的抗拉强度5.5Gpa,日本东丽生产的高强T1000达到7.05Gpa。

 高性能纤维增强复合材料

如果对这些数字没有概念,我们可以对比钢铁的抗拉强度。普通钢材的抗拉强度在几百Mpa,高于500Mpa则是高强度钢,目前超高强度钢的抗拉强度极限值约1.7Gpa。如此看来,所谓的高强度钢比起强度来,在碳纤维面前也不过如此。

碳纤维复合材料是以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以树脂、陶瓷等为基体的复合材料。比较普遍的碳纤维复合材料是以热固性树脂作为基体。这种材料具有很高的比强度,轻量化效果非常明显,是一种极为重要的轻量化材料。

目前,碳纤维复合材在航空航天、汽车、风能设备方面的应用得到了快速的发展。例如波音787中碳纤维复合材料占材料使用比例超过一半。宝马公司也计划在自己的车型中开始大量使用碳纤维复合材料,并为此与其他公司合资建设碳纤维生产厂。

芳纶纤维复合材料

芳纶纤维芳纶纤维的全称是芳香族聚酰胺纤维,是一种高强度、高模量、低密度、高耐磨的有机合成材料,可以分为对位芳纶和间位芳纶以及杂环芳纶。它由芳香族化合物经缩聚纺丝制成。芳纶纤维主要有耐高温、阻燃性能佳、电绝缘、耐腐蚀、弹性模量大、强度大等性能。

 高性能纤维增强复合材料

芳纶纤维复合材料同玻璃钢类似,也是采用树脂作为基体材料。芳纶纤维复合材料具有高比强度、高比模量、密度低、抗冲击、耐疲劳等特性,在航空航天、防弹防爆、电子电器、体育器材等方面有广泛的应用。

玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维复合材料同时跻身新材料中高性能纤维及复合材料的的三大明星之列,便是依赖于其优良的性能与市场潜力,更多高性能纤维及复合材料的应用资讯,请关注新材料全球交易网。


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