碳纤维复合材料的可设计性

　　碳纤维复合材料(CFRP)是一种高强度的材料，主要由作为增强材料的碳纤维和作为基本材料的热固性树脂组成。CFRP具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀、耐化学辐射等优良特性。它的比强度一般都在3500MPa以上，是普通高强度钢的7-9倍；比强度(即材料的强度与其密度之比)可达到2000MPa/(g·cm^-3)以上，性能非常好。
 

（图示：碳纤维复合材料）

 

　　CFRP由于具有独特的性能，在肮空 、 产品中得到广泛应用。例如2011年10月开始商业运行的波音787机体采用碳纤维复合材料，可节省燃油约20%。同时在汽车车身结构件中，碳纤维义合材料的零部件比同类型的钢铁零件轻50%，比铝制零件轻30%，因此得到国内外各大汽车公司的广泛关注。

 

　　碳纤维复合材料成型工艺灵活，其结构和性能具有很强的可设计性。因为每一缕碳纤维是山5万根单个纤维组成的，纤维的走向、角度、松紧、结成的层数在经过人为的设计之后，会表现不同的性能，因此可以通过纤维种类和不同排布的设计，碳纤维潜在的性能集中到必要的方向上，使碳纤维更为有效地发挥作用。通过调节复合材料各组分的比例、结构及排列方式，既可使结构件在不同方向承受不同的作用力，又可以制成兼有刚性、韧性和塑性等矛后性能的树脂基复合材料和多功能制品。

 

　　良好的可设计性让碳纤维复合材料适用于各个行业。关于它的成型方法，有手糊成型、缠绕成型、挤拉成型和树脂传递模等塑多种。对这方面感兴趣的话可以看看《碳纤维缠绕成型工艺的特点》、《碳纤维成型的新技术》这两篇文章。