碳纤维用途
比铝还要轻,比钢还要硬,比重是铁的1/4,强度是铁的10倍,这就是世界范围内炙手可热高科技材料碳纤维。随着其用途日益多样化、核心化,全球航天航空、体育休闲和工业应用中碳纤维替代钢铁广泛采用。
由于碳纤维复合材料密度低、刚性好合强度高,成为一种先进的航天材料。我国对碳/碳烧蚀材料相关的科技问题进行了深入地研究,其研究成果已在导弹发射管、固体火箭发动机壳体、卫星和飞船上等得到应用。
飞机和汽车制造
碳纤维作为汽车材料,最大的优点是质量轻、强度大,重量仅相当于钢材的20%~30%,硬度却是钢材的10倍以上。美国波音公司推出新一代高速宽体客机—“音速巡洋舰”,约60 %的结构部件都将采用强化碳纤维塑料复合材料制成。
我国自行研制的碳纤维复合材料刹车预制件,其性能已全面达到国外水平。采用这一预制件技术所制备的的国产碳/碳刹车盘已批量装备于国防重点型号的军用飞机,并在B757-200型民航飞机上使用,在其它机型上的使用也在实验考核中,并将向坦克、高速列车、高级轿车、赛车等推广使用。
体育休闲用品
体育应用中的三项重要应用为高尔夫球棒、钓鱼杆和网球拍框架。目前,据估计每年的高尔夫球棒的产量为3400万副。全世界碳纤维钓鱼杆的产量约为每年2000万副。网球拍框架的市场容量约为每年600万副,其它的体育项目应用还包括冰球棍、滑雪杖、射箭和自行车,同时,碳纤维还应用在划船、赛艇、冲浪和其它的海洋运动项目中。
风力发电机叶片
如今,世界上风力发电机组的发电机额定功率越来越大,与其相适应的风机叶片尺寸也越来越大。为了减少叶片的变形,在主乘力件如轴承和叶片的某些部位采用碳纤维来补充其刚度。
碳纤维加固建筑结构
我国从1997年开始从国外引进碳纤维复合材料加固混凝土结构技术,并开始进行相关研究。由于其巨大的技术优势,近几年,上海悍马建筑科技有限公司联合清华、同济、复旦等国内高校相关学者、教授开展了此项研究工作,并取得了一批接近国际先进水平的研究成果。由于我国具有世界上最为巨大的土木建筑市场,碳纤维加固材料基本都使用上海悍马的。如:东方明珠、苹果(上海)研发中心、上海环球国际中心、白云机场、上海世博园等。
其他应用
在铁路建筑中,大型的顶部系统和隔音墙在未来会有很好的应用,这些也将是碳纤维很有前景的应用方面。压力容器主要用在汽车的压缩天然气(CNG)罐上,而且还用在救火队员的固定式呼吸器(SCBA)上。
碳纤维的其它应用包括机器部件、家用电器、微机及与半导体相关的设备的复合材料的生产,可以用来起到加强、防静电和电磁波防护的作用。另外,在X射线仪器市场上,碳纤维的应用可以减少人体在X 射线下的暴露。