航空制造的“新寵兒”：碳纖維復合材料

　　從20世紀70年代開始，航空工業(yè)中復合材料的使用量正在不斷地增加。制造飛機結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)材料包括鋁、鋼和鈦。復合材料的主要優(yōu)點是減輕了重量，簡化了裝配。性能優(yōu)勢和減輕飛機結(jié)構(gòu)重量是軍用飛機復合材料發(fā)展的主要推動力。雖然商用飛機正日漸關(guān)注燃油經(jīng)濟性，但是復合材料發(fā)展的主要推動力，是不斷減少生產(chǎn)和維護成本。

　　20世紀60年代末，高性能碳纖維作為增強纖維實現(xiàn)了初步的商業(yè)化，以連續(xù)碳纖維增強的高性能樹脂基復合材料應運而生。碳纖維是含碳量在90%以上的碳素材料，與其他高性能的纖維相比具有最高的比強度和比模量，因此，力學性能十分優(yōu)異。此外，碳纖維還具有密度低、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導電導熱性、電磁屏蔽性、易加工性等優(yōu)良性能。因此，碳纖維被廣泛的應用于軍事及民用工業(yè)的各個領(lǐng)域，在航空航天所作出的卓越貢獻尤其受矚目。

　　碳纖維復合材料的比強度、比模量，比其它與之功能類似的航空航天合金高很多倍。也就是說，在相同的抗拉強度和拉伸模量下，當產(chǎn)品滿足性能要求，碳纖維制品的重量要遠遠低于合金制品。這一優(yōu)勢可以轉(zhuǎn)化為顯著的減重效果，可使飛機載重量增大，航程延長，節(jié)約能源。要知道，在飛機上每減輕1克質(zhì)量的價值可要遠大于1克黃金，業(yè)內(nèi)專家指出飛機自重每減少1千克，相當于增加500萬美元的經(jīng)濟效益。

　　碳纖維復合材料的穩(wěn)定性更好。碳纖維復合材料的穩(wěn)定性體現(xiàn)在耐腐蝕性、抗疲勞性等性能上。飛機在外長途飛行，經(jīng)常要風里來、雨里去，風吹日曬是免不了的。空氣中的硫化物和雨水中的各種酸堿物質(zhì)，都在不停的侵蝕著飛機的表面，碳纖維復材比合金更強的耐腐蝕性、抗疲勞性，有著更好的經(jīng)濟效益，能夠降低飛機全壽命成本。

　　其實，碳纖維復合材料還有其他很多優(yōu)點，比如熱膨脹系數(shù)低，飛機的機身就沒那么容易因為溫度的變化而變形；結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化，組裝飛機所用的部件減少了，降低了工作量，又提升了效率；電磁屏蔽性好，這樣飛機在執(zhí)行任務時，具有更好的隱身性能，不容易被發(fā)現(xiàn)等。

　　上述提及的這些性能，都能讓碳纖維復合材料在航空領(lǐng)域得以廣泛應用，成了航空領(lǐng)域的新寵兒。同時，伴隨著碳纖維技術(shù)的深入研究，碳纖維的產(chǎn)量也會不斷增加，質(zhì)量在不斷的提升，而整體價格會穩(wěn)步下降。相信在不久的將來，會有越來越多的高性能優(yōu)質(zhì)的碳纖維復合材料會被應用到航空行業(yè)領(lǐng)域中，為人類的航空航天事業(yè)作出巨大的貢獻。