碳纤维复合材料在卫星结构中的性能与优势分析

随着航天技术的不断发展,对卫星结构材料的要求日益严格。碳纤维复合材料以其轻质、高强、高模、耐疲劳等优异性能,成为卫星结构设计的首选材料。为此,本文梳理了目前碳纤维复合材料在低轨卫星及卫星天线上的应用情况,综合分析了碳纤维复合材料在卫星结构中的优势,结合未来我国卫星结构对碳纤维复合材料的发展需求,总结展望了我国未来碳纤维复合材料在卫星结构中的发展趋势。

热固性碳纤维复合材料回收技术及再利用研究进展

碳纤维复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀、抗冲击等优点,市场规模近几年不断扩大,拥有良好的应用前景。目前国内市场以热塑性碳纤维复合材料为主,其回收再利用较为困难,碳纤维废弃物不但会造成资源浪费,同时也给生态环境带来巨大压力。文中介绍机械回收法、化学回收法、热解法3类热固性碳纤维复合材料回收工艺研究进展,同时也分别介绍所回收热固性复合材料在汽车、建筑、航天航空、增材制造领域的应用情况,并对碳纤维复合材料回收行业发展进行展望。

环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺与应用

介绍了环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料的特点及其应用;总结了EP/CF复合材料的成型工艺及每种成型工艺的优缺点。指出随着CF制备技术、表面处理技术,以及EP制备技术和固化工艺的发展,采用环保、简便、快捷且价廉的成型工艺生产性价比更高的EP/CF制品是EP/CF复合材料的发展方向。

炭纤维复合材料在智能建筑结构中的应用

介绍了炭纤维及其树脂复合材料在建筑结构材料智能化技术上的应用。由于炭纤维的高强度、良好的耐火性以及好的导电性，炭纤维不仅被用作高强度结构补强材料，还同时被用作大型结构的安全诊断和寿命预测。炭纤维与玻璃纤维的复合、炭纤维与碳颗粒及陶瓷颗粒的复合、炭纤维布与电热丝的复合及其应用，将成为未来大型构件的智能化发展的重要方向。

LCM中碳纤维织物结构对横向渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的横向流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的三维渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。结果表明:不同结构的斜纹、双轴向、单向的碳纤维织物内部流动行为和渗透性差异显著;相同结构中,面密度小时层数的增加会对流动通道产生更多阻碍作用而降低横向渗透性;纤维体积分数低时,双轴向织物较斜纹织物厚度方向上的渗透率低;在紧密织物结构中,双轴向比斜纹织物的渗透率要高。单向织物中面内层内流动容易,而厚度方向的渗透率较低,相比其他2种结构低1～2个数量级。

碳纤维复合材料在光学遥感器中的应用探讨

碳纤维复合材料因性能优异而成为光学遥感器新一代理想的结构材料。由于光学遥感器的特殊性,使得复合材料的材料选择和成型工艺更为严格。文章结合卫星光学遥感器相机镜筒的设计要求,阐述了成型技术应着力解决的问题。

5405改性双马来酰亚胺树脂基复合材料的湿热老化特性

５４０５是针对飞机主受力构件的应用而研制的兼具有韧性、湿热性能和良好工艺性的改性双马来酰亚胺基体树脂。本文报道该树脂浇铸体及其碳纤维复合材料在热、湿作用及热／湿联合作用下的性能变化情况。结果表明，５４０５树脂及复合材料具有优良的湿热老化特性，其水平与Ｎａｒｍｃｏ５２４５Ｃ相当，能确保飞机主受力构件在１３０℃下的使用。

高模量碳纤维增强改性氰酸酯树脂基复合材料研究

采用折光指数控制法研究了改性氰酸酯树脂体系的预聚效果。结果表明:当折光指数在1.574 5~1.578 5时,改性氰酸酯树脂的软化点可控制在25~30℃,室温铺覆性能良好。力学性能及耐环境性研究表明M40/BADCy复合材料的层间剪切强度可达到67.8 MPa。高低温交替变化及紫外线老化对M40/BADCy复合材料的力学性影响很小。M40/BADCy复合材料水煮100 h后的吸水率小于0.94%,其层间剪切强度仅下降18%。

5405双马来酰亚胺树脂基复合材料的韧性评价

研制出高韧性，耐湿热，工艺性好的基体树脂是复合材料扩大到飞机主受力构件应用的关键。５４０５双马来酰亚胺树脂正是基于这一目的而研制的，它以Ｎａｒｍｅｏ５２４５Ｃ作为参比对象，在保证１３０℃使用和良好工艺性的前题下，以突出高韧性为目标。本文研究该树脂浇铸体及碳纤维复合材料的韧性数据，结果表明，５４０５树脂具有良好的韧性，其韧性数据优于５２０８和５２４５，迭层板部分性能达到ＮＡＳＡＲＰ１１４２中规定的指标。

碳纤维复合材料在飞机结构中的应用

回顾了40年来碳纤维复合材料在飞机结构中的应用发展过程,从成本角度分析了影响其在飞机结构中扩大应用的障碍和现状,指出以碳纤维复合材料在空客A380、A350和波音787飞机中的大范围应用为代表,碳纤维复合材料技术已克服了成本障碍,为今后在更多领域高性能结构的大范围应用提供了可能,进入了大规模工业应用的新纪元。根据飞机结构使用碳纤维复合材料的经验教训,针对国内碳纤维发展现状,指出为扩大国产碳纤维在飞机及其他高性能结构中的应用,碳纤维生产企业应努力的方向:首先是保证产品质量的稳定性和可靠性,制订符合国际规范的材料标准和验收方法;其二应注重对碳纤维下游产品,即复合材料及其结构研制与评定,碳纤维是否能用于飞机结构,其主要依据是碳纤维对复合材料结构制造的适用性和相应的性能指标;同时应注意对复合材料结构设计技术的普及和人才培养。最后根据飞机结构完整性的要求,提出了对第二代碳纤维力学性能指标的某些建议。

国产BHM3碳纤维在卫星结构中的应用研究

研究了国产BHM3碳纤维原材料性能,制备了BHM3碳纤维/环氧648复合材料单向板结构,并将国产BHM3碳纤维应用到卫星结构件中。结果表明,国产BHM3碳纤维原材料拉伸强度为3100MPa,拉伸模量为400GPa;BHM3碳纤维/环氧648复合材料制备过程中工艺性良好,力学性能稳定;BHM3碳纤维卫星结构件的质量良好,均能够满足要求。

航空航天复合材料发展现状及前景

文章通过空客A-350XWB飞机和波音公司B-787飞机复合材料之战的实际案例,介绍了航空航天应用复合材料,特别是碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的发展现状、特点以及航空航天复合材料结构一体化综合等新技术,并对未来发展前景进行讨论。

碳纤维及其复合材料在卫星上的应用

本文阐明了碳纤维复合材料已成为卫星的主要结构材料．较详细地综述了国内外卫星采用复合材料的情况，进一步说明采用复合材料制造卫星结构，功效尤为显著．还就发展卫星复合材料技术提出初步看法．

高模量碳纤维复合材料在卫星结构上的应用

卫星技术在航空航天领域占有重要地位,对提高国民经济及强大国防具有重要意义。卫星技术的强弱主要体现在卫星结构的材料性能。高模量碳纤维由于高刚度、轻质化、热变形小的优异特点,在卫星结构上广泛应用。本文介绍了国内外高模量碳纤维的研究现状,综述了高模量碳纤维复合材料在卫星太阳电池阵结构、天线结构、桁架结构及卫星本体结构中的应用,总结出碳纤维复合材料在我国卫星结构应用上存在的不足及亟需改进的方向。

碳纤维复合材料埋件在蜂窝夹层结构中的应用

本文以“嫦娥五号”月球探测器支撑结构和整形连接结构产品研制任务为背景,阐述了碳纤维复合材料埋件在蜂窝夹层结构中的成功应用,成功达到减重目标。本文介绍了在蜂窝夹层结构中采用碳纤维复合材料埋件代替铝合金埋件的应用过程,首先采用三维机织-RTM工艺和缝合-RTM工艺制造碳纤维复合材料坯件,进而通过机械加工手段制备相应埋件,为满足使用需求,在埋件内部安装相应的钢丝螺套。进一步对碳纤维复合材料埋件进行了力学性能和使用性能的试验验证,实现了碳纤维复合材料埋件在“嫦娥五号”月球探测器支撑结构和整形连接结构上的成功应用,满足结构力学和功能的需求,并达到结构减重和减小热变形的效果,值得推广应用。

《金属-有机框架》专辑序言──金属-有机框架:新型多功能材料

金属-有机框架是由金属离子与有机配体通过配位键形成的三维框架材料,是近几十年来配位化学领域中发展较快的新型多功能材料。自上世纪90年代以来,金属-有机框架的研究呈现空前的增长,目前已有大于20000例的金属-有机框架被报道。金属-有机框架可变的金属中心及有机配体使其结构与功能具有多样性。金属中心的选择几乎覆盖了所有金属,包括主族元素、过渡元素和镧系金属。而配体的选择,除了传统的氮杂环和羧酸类配体外,还可以引入一些官能团对其进行修饰,

碳纤维复合材料在轨道车辆应用展望

文章首先介绍碳纤维复合材料在各国轨道交通领域的应用现状,并详细分析碳纤维复合材料在轨道车辆研发、制造、应用方面的关键技术。同时提出碳纤维复合材料在车辆应用的研究方法,并对碳纤维复合材料产业链发展前景进行分析,可为碳纤维复合材料在轨道交通装备制造领域的发展提供借鉴和思考。

碳纤维材料及应用

简要介绍了碳纤维材料的产品形式以及碳纤维的特性,从航空航天与军事领域、体育运动领域、一般工业制造业领域以及土木工程建筑及新能源开发领域总结了碳纤维材料的应用状况,并在此基础上对于我国的碳纤维应用前景进行了展望。