传统制造飞机的材料(Material)是钢、铝(Al)和钛(Ti)合金(alloy),它们有各自的优不好的地方,使用在不同部位。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。自碳(C)纤维材料开始使用,它的优势(解释:能压倒对方的有利形势)不断显现,开始用来制造飞机等航空航天设备(shèbèi),现在已经有了广泛(extensive)的应用。下面来说说它用在飞机上比其它材料好在哪里。
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先来看看钢、铝(Al)和钛(Ti)合金(alloy)(titanium alloy)这三种材料(Material)。
碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。碳纤维复合材料在复合材料大家族中,纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来,碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功,性能不断得到改进,使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。相同体积(volume)下铝的重量最轻,密度(单位:g/cm3或kg/m3)只有2.8g/cm3,但它的强度(strength)也是三者中最低的,耐高温能力也不太好。钢材的强度很高,韧性(toughness)也很好,那些对尺寸要求严格的部件都可以用钢材来制作,不过它的重量很大,密度是7.8g/cm3,在力求减负减重飞机中不能使用过多。钛合金的重量比铝重、比钢轻,强度、耐热性能等都不错,但价格太高。 再来看看碳(C)纤维,碳纤维的种类非常多,用在飞机上的都是T300、T800等高性能材料(Material)。碳纤维的密度为1.5g/cm3,只有铝重量的一半。飞机克服自身的重力才能飞起,自然是重量越轻越好,轻重量还能省去不少油耗。它的拉伸强度在1.5GMPa以上,比铝合金(熔点660℃)部件高出几倍不止,和强度特别高的的合金钢(alloy steel)差不多,能承受强烈的外力摩擦和冲击。 举个例子,拿波音797飞机来说吧,一架飞机使用23吨碳纤维代替其它材料(Material),在整架飞机结构中占50%的话,重量足足能减轻15吨,可见碳纤维材料(Material)的优势(解释:能压倒对方的有利形势)。随着科技的发展,相信碳纤维材料(Material)的使用会越来越多,我们的生活也因它变的更美好。碳纤维在飞机上的应用
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