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碳纤维预浸料介绍 复材云集|复合材料

2023-05-26 10:144500


碳纤维是当前大飞机、卫星等航空航天,氢能、光伏、风能等新能源领域不可或缺的关键战略材料。前几期,我们分别从碳纤维是什么、碳纤维能应用在哪以及碳纤维的干喷湿纺工艺给大家做了介绍,今天我们就来了解下碳纤维预浸料

01
什么是碳纤维预浸料 ?

说碳纤维预浸料前,先解释一下什么是预浸料?预浸料是指将基体材料浸渍在强化纤维中制成的复合材料的中间体。基体材料有很多种,如树脂、金属、橡胶、陶瓷等,而强化纤维也有不少,如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。

碳纤维预浸料就是碳纤维充分浸润了树脂基体后,经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的碳纤维复合材料,又名碳纤维预浸布。 

02
碳纤维预浸料有哪些分类 ?

碳纤维预浸料的分类方式其实是按照碳纤维丝的方向来决定的,分为单向预浸料和织物预浸料,具体可以看下面的2张示意图。

A、单向预浸料(UD): 

B、织物预浸料:织物预浸料是根据碳纤维丝的编织方式不同而进行的细致划分。

a、平纹:铺覆性能差;纤维弯曲率高。

b、缎纹:铺覆性能好;纤维弯曲率低。

c、斜纹:铺覆性能中等;纤维弯曲率中等。

03
碳纤维预浸料的应用优势是什么 ?

碳纤维丝本身具有的性能优势是密度小、强度高、耐性好等,而制备成碳纤维预浸料后融合了树脂的一些特点,综合起来看性能上虽然有所下降,但是整体稳定性更好,碳纤维预浸料的具体优势如下:

A、力学性能好;

B、产品缺陷少;

C、精确控制纤维体积含量;

D、性能和加工特性一致性好;

碳纤维预浸料在制作碳纤维制品,如板、管、辊时,会经历一个特殊的加工过程,那就是铺层,就是将一层层的碳纤维预浸料按照合适的角度和厚度进行铺叠,再压实。这一步骤对碳纤维制品成型后的性能起到重要的奠基作用,如果这个步骤没有做好,那碳纤维预浸料本身携带的所有特性将会严重降低,基本失去了碳纤维材料应用的价值。

04
碳纤维预浸料应用领域

碳纤维预浸料作为一种先进复合材料,具有模量高、刚度高、强度高、耐腐蚀、可设计性、质量轻等各项突出的性能,广泛应用在高科技领域的各个方面。

其中航空领域如波音787、空客380、C919大飞机,航天领域从火星探索者、国际空间站到天宫嫦娥,工业领域如风电叶片、汽车、磁悬浮列车、高铁等等,均离不开先进复合材料的支撑。

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