碳纤维在航空航天领域的优势
碳纤维具有多种特性，使其成为当今最有用和最通用的材料之一。使用碳纤维可以带来很多好处。要找出原因，请继续阅读。
什么是碳纤维
碳纤维是由纤维交织而成的聚合物。这些纤维由直径约为 5-10 微米的股线组成——小于人类头发的直径。当这些纤维编织在一起时，就形成了碳纤维织物。然后可以将布放在模具上并涂上树脂或塑料，使其具有永久形状。
碳纤维的优点
力量
也许碳纤维最著名的特性是它的强度。我通常可以拥有大约 500 ksi (3.5 Gpa) 的极限抗拉强度。从这个角度来看，钢和铝的极限抗拉强度通常分别为 65 ksi 和 125 ksi。
重量
碳纤维的强度已经令人印象深刻，但当考虑到重量时，它才真正开始脱颖而出。就金属而言，铝具有最佳的强度重量比之一。碳纤维比铝强得多，重量也轻约 40%。这使它成为航空航天工业中非常有用的材料，因为强度和重量是设计飞机部件时最重要的两个因素。使用碳纤维而不是铝的飞机可以减轻 20% 的重量。轻质材料意味着更好的燃油效率，据估计，每减少一公斤，飞机在整个生命周期内可节省约 100 万美元的成本。
空气动力学
制造过程使碳纤维零件非常复杂，但非常光滑。因此，零件可以针对空气动力学进行更好的优化。这有助于提高燃油效率，并意味着飞机的整体速度会更快。刚度也是制造商用飞机后掠翼飞机的理想选择。这减少了阻力，最多可将油耗降低 5%。
耐腐蚀性能
钢中含有铁，这使得某些类型容易生锈。铝不会生锈，但如果长时间暴露在水分和其他外部元素中，它就会开始腐蚀。对于航空航天应用以及其他用途非常有用的一点是，碳纤维完全防锈和防腐蚀。
常见应用
由于其诸多优点，碳纤维已成为用于多种应用的常用材料：
- 飞机
- 体育用品（网球拍、曲棍球棒、高尔夫球杆、射箭弓箭等）
- 风力涡轮机叶片
- 汽车行业（一级方程式、NASCAR 和高端汽车）
- 医疗设备（X 光/成像设备和假肢）
除了机械性能之外，有时碳纤维仅用于其外观。这在高档汽车中最为常见。
材料号
作者简介：为复合材料创业者服务
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