熱塑性碳纖維是碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，是未來(lái)碳纖維世界的核心之一。熱塑性碳纖維對(duì)比熱固性碳纖維的優(yōu)勢(shì)更明顯，同時(shí)還具備了回收重塑的獨(dú)特性質(zhì)，這也是它能夠在未來(lái)完善碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的核心性能之一。

    熱塑性碳纖維適合用在航空航天中嗎？

    那熱塑性碳纖維材料適合應(yīng)用在未來(lái)的航空航天領(lǐng)域嗎？答案是肯定的。目前航空航天中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用了不少熱固性碳纖維和部分熱塑性碳纖維，只是因?yàn)檫B續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料這個(gè)分支在工藝成型中難度太高，想要大量普及難度太大，所以進(jìn)展緩慢，未來(lái)如果能夠攻克這一類難題，那熱塑性碳纖維絕對(duì)會(huì)是未來(lái)航空航天領(lǐng)域的寵兒。

    就目前來(lái)說(shuō)，熱塑性碳纖維材料具有的潛力已經(jīng)非常大了，在軍用、民用飛機(jī)上，以及火箭和衛(wèi)星等航空航天設(shè)備上已經(jīng)具有了極好的應(yīng)用效果，來(lái)了解一下吧。

    1、熱塑性碳纖維可以應(yīng)用在軍/民用飛機(jī)中

    軍用飛機(jī)上，1986年首飛的美國(guó)F-15E戰(zhàn)斗轟炸機(jī)中，CFRP比例僅為2%，而鋁合金比例高達(dá)49%。1997年首飛、21世紀(jì)初列裝的美國(guó)F-22猛禽第五代戰(zhàn)斗機(jī)中，鋁合金含量已經(jīng)降至16%，而CFRP比例也達(dá)到24%。熱塑性碳纖維復(fù)合材料能夠提供高強(qiáng)度的同時(shí)，大幅降低飛機(jī)自重，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，與其他金屬材料配合使用，可以得到非常良好的效果。

    而民用飛機(jī)上，550座的世界最大飛機(jī)A380由于CFRP的大量使用，創(chuàng)造了飛行史上的奇跡。飛機(jī)25%重量的部件由復(fù)合材料制造，其中22%為碳纖維增強(qiáng)塑料。國(guó)內(nèi)的航空運(yùn)輸市場(chǎng)需求巨大，對(duì)民用飛機(jī)的要求也非常高。民用飛機(jī)上的眾多部件，如減速板、垂直和水平穩(wěn)定器(用作油箱)、方向舵、升降舵、副翼、襟翼擾流板、起落架艙門、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上層客艙地板梁、后密封隔框、后壓力艙、后機(jī)身、水平尾翼和副翼，可都是碳纖維復(fù)合材料能夠應(yīng)用的，未來(lái)可替換為熱塑性碳纖維復(fù)合材料。

    2、熱塑性碳纖維可以應(yīng)用在運(yùn)載火箭中

    在運(yùn)載火箭領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料可用于制造固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體結(jié)構(gòu)、箭體整流罩、儀器艙、級(jí)間段、發(fā)動(dòng)機(jī)噴管喉襯、衛(wèi)星支架、低溫貯箱等部件。碳纖維復(fù)合材料在運(yùn)載火箭應(yīng)用的典型為發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，而且發(fā)動(dòng)機(jī)殼體所用的碳纖維大多為強(qiáng)度5.5GPa以上、模量290GPa左右的高的強(qiáng)中模碳纖維，熱塑性碳纖維在耐高溫上的表現(xiàn)更好，與火箭領(lǐng)域更加適配。

    3、熱塑性碳纖維可以應(yīng)用在衛(wèi)星航天器中

    在衛(wèi)星航天器領(lǐng)域，通常會(huì)使用高模量碳纖維。按照前驅(qū)體種類，高模碳纖維可分為PAN基高模量碳纖維和瀝青基高模量碳纖維，其中瀝青基高模量碳纖維主要特點(diǎn)導(dǎo)熱性能優(yōu)異，但纖維強(qiáng)度往往較低，而PAN基高模量碳纖維可具有平衡的強(qiáng)度和模量。以衛(wèi)星結(jié)構(gòu)應(yīng)用為例，瀝青基高模量碳纖維主要用于散熱片結(jié)構(gòu)，部分用于衛(wèi)星精密結(jié)構(gòu)。相比之下，PAN基高模量碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域更廣，可用于反射器和天線、太陽(yáng)能電池板、吊桿和桁架，以及部分精密結(jié)構(gòu)。

    航空航天只是熱塑性碳纖維應(yīng)用的一個(gè)大方向，未來(lái)高端醫(yī)療同樣是它的舞臺(tái)之一。熱塑性碳纖維聚醚醚酮復(fù)合材料具備可靠的生物相容性，將為骨科植入治療注入更強(qiáng)的能量，為未來(lái)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的可能。

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