浅谈碳纤维织物的应用

陈晓蕾

摘 要：碳纤维具有质轻、高强、高模、耐腐蚀、低膨胀、抗疲劳等特性，在建筑材料、交通、航空航天、医疗等领域中得到了广泛的应用。本文主要针对常见碳纤维织物的种类与应用进行分析。

关键词：碳纤维织物；种类；应用

近年来，以碳纤维织物为代表的新型复合材料已经在建筑材料、交通、航空航天、医疗等领域中得到了广泛的应用。该种材料强度高、质地轻、耐腐蚀性能强，具有良好的应用趋势。

1 碳纤维织物的常见种类

碳纤维织物包括碳纤维单向织物、碳纤维双向织物、碳纤维多轴向织物三种。碳纤维单向织物可以通过机织、无纬、缝编单向织物三种织造方法织造，具有质量轻、耐久性强、耐酸碱腐蚀性强等特点；碳纤维双向织物有包括纯碳纤维织与碳纤维交织物，拥有很多优质的力学性能，能防止纱线滑动，大大的提高了尺寸的稳定性能；碳纤维多轴向织物不卷曲，拥有多轴向以及多层结构的材料，而且每一层材料的质量因为具体用途的不同而不同，多轴向织物整体的材料性能较好，抗撕裂以及拉伸性能也很好，特别是沿厚度方向的经编线，大大的提高了每一层间的性能，设计领过，可以根据设计的需要来进行调整。碳纤维织物还分为斜纹和断文织物两种，平稳织物强度高较高，較为精细，取向度高，目前大量应用于船舶、建筑、交通以及体育器材等方面。同时碳纤维应用技术的不断革新和提高，其应用的领域也越来越广阔；碳纤维多轴织物的耐腐蚀、可塑造可设计性强，与其他结构材料一起应用的过程中能够使应用材料的整体结构得到优化，大大降低了成本，因此碳纤维多轴织物目前被广泛应用于航天、体育休闲一级一般的工业领域中，碳纤维消费的最大市场是航空航天业，占据了市场份额的21%。因为碳纤维织物的这些多种优质性能使其在现代社会中多种领域得到了广泛的使用。

2 碳纤维织物的应用

碳纤维织物在汽车，多层钢筋，保温温控等领域都投入了使用。目前有碳纤维单向织物已经已经成功应用于建筑中，比如桥梁工程，带柱工程等的修复加固等。因为碳纤维单向织物的拉升强度比普通的碳素钢板拉伸强度要高10倍以上，而且织物质量轻薄，柔软性很强，宽度在（20cm～100cm）之间，使得碳纤维单向织物在实际工程的应用中比较灵活方便，而且碳纤维织物能够大大的提高工程中桥梁板的抗弯性能。试验证明，在桥梁板上粘贴一层碳纤维单向织物可能会将桥梁的抗弯性能提高5%～8%，抗压性以及灵活性等这些优质的特性就使得碳纤维的特征在建筑桥梁工程加固领域应用会更进一步的广泛应用起来，比如国内的九江大桥、国道旧桥加固等加固工程中都运用了碳纤维织物。同时碳纤维织物在海洋工程领域的应用也会逐步加大应用，碳纤维耐腐蚀性强的性能对于在海洋中进行钻井有着非常强大的作用，深海油田就需要碳纤维织物这种耐腐蚀性强，抗压性强的材料。碳纤维双向织物目前还主要应用于工业产品领域，主要用于抗拉、抗剪以及抗震加固。

随着经济的发展，科技水平得到了显著的提升，碳纤维在汽车行业的应用也更加的广泛和成熟，目前碳纤维增强塑料在汽车的生产过程中开始寻找新的突破口，逐步开始对碳纤维织物进行规模化的应用。如若在运输工具上运用碳纤维织物，则不仅能够减轻重量，降低惯性，还能够实现节能减排，降低能耗，同时碳纤维还能够进行回收，在生产汽车的过程中，裁剪下来的多余的碳纤维还能够作为其他的一些装饰件或者用于汽车的刹车片，而且在交通运输行业，安全性能是第一位置。碳纤维在应用的过程中，减重对于降低交通运输的运营成本来说意义很大，使用寿命也可以延长。碳纤维多轴织物在风电叶片的应用中，能够减轻单位千瓦的质量，使转换效率的方向得到极大的提高，而且制作成本较低。这就真真正正的做到了环保、节能、节省。所以目前在世界上很多国家已经广泛使用碳纤维多轴织物，并且逐步代替其他的纤维织物。

3 结语

目前，中国碳纤维织物应用于工业目前仍然存在一些发展的障碍，结构性过剩，生产流程流程过长，控制点众多，需要综合多门学科知识，我国的人才储备不够充足，同时碳纤维织物在工艺及设备方面要求高。从供需关系方面来看，我国碳纤维织物在低端产品应用领域有严重的产能过剩问题，利润很低，在高端的民航以及军工领域需求特别高，但是相对而言价格也特别的昂贵。随着科技的发展，我国的很多工业领域也在逐步发展，对于碳纤维织物的需要也快速的增長，对于碳纤维织物的更深层次的研究与应用也成为了当前一个重要的问题，将碳纤维织物应用于我们的日常生活中，必然是一个大势所趋。

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