航天航空用碳纤维种类

含碳量在90%以上的非常高的强度高模量纤维。耐高温是所有化纤里面非常高的。用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。

由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是非常高的。 碳纤维复合材料的密度只有钢的三分之一，比铝合金轻30%左右。航天航空用碳纤维种类

碳纤维综框和卷芯：

后来，随着无梭织机的发展，转数增加，织物宽度变宽，生产效率明显提高。喷孔室转速1700rpm，织机宽度2m，综框采用轻质高刚性碳纤维复合材料，以防止长织机的变形。织机绕线机的绕线芯通常是钢管。当插入纸管时，施加气压时会产生一个小的突起，成为固定纸管的结构。但缺点是重量大。更换碳纤维复合管后，重量减轻了很多，无论是织机的安装操作还是从卷绕织物上取下的手动操作，都更容易插入直管。

碳纤维增强尼龙齿轮：

纺织机械设备中使用的传统齿轮主要是纯尼龙齿轮。纯尼龙齿轮强度低、抗疲劳性能差、使用寿命短、维护成本高，碳纤维增强尼龙具有导电性强、抗静电效果好等优势。它不但具有普通铸铁件的导电性，而且能较好防止静电的产生，减少火灾。它具有强度高，韧性好，抗拉强度接近屈服强度，对冲击和应力振动的能量吸收能力强，良好的耐磨性和自润滑效果，减少油污染，抗疲劳性能好，使用寿命加倍，重量轻，噪音低，噪音比铸铁齿轮低30%，能耗低20%，耐腐蚀，耐汽油和油脂的侵蚀，耐水、弱碱，等。 航天航空用碳纤维种类碳纤维和它的复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定等优异性能。

碳纤维复合材料作为高性能机器人的优异材料，在许多发达地区得到了广阔的应用。碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，可以更好地发挥机械手的性能。

过去，工业机器人是由钢和铝制成的。一米长的铝结构机械手杆在室温变化12℃时变化0.13MM，这将极大地影响机器人的精度。对于高模量碳纤维复合材料，如果对纤维的铺层和方向进行优化，可以达到普通金属材料无法达到的近零热变形的设计效果。

机器人手臂是机器人技术领域中应用非常广阔的自动化机械装置。尽管它们的形状各不相同，但它们都有一个共同的特点，即它们可以通过接收指令精确地找到三维（或二维）空间中的某一点。机械臂一般有三种运动：伸展、旋转和提升。旋转和提升由横担和生产柱完成。臂的基本功能是将爪移动到所需的位置，承受工件的重量和臂本身的重量。另外，管路、冷却装置、行程管理装置和自动检测装置一般安装在臂上。因此，摆臂的结构、工作范围、承载能力和运动精度将直接影响整机的工作性能。

其次，机械臂在承受载荷时，不能有断裂和应变，即制造机械臂所用的材料必须有足够的强度，必须选用“较高的强度材料”。就相对性能而言，铝不如钢。即使铝是非常好的，它的相对性能仍然不如钢的模量，强度和韧性。铝合金的重量介于碳纤维和碳钢之间，强度低于碳纤维，高于碳钢，但韧性低，缺乏弹性。碳纤维不但重量轻，而且强度高。目前，碳纤维复合材料的强度约为1400MPa，一般钢材只有600MPa，碳纤维的比强度远高于钢材。

此外，机械手的工作环境也对材料提出了相应的要求。比如比较明显。碳纤维不同于普通钢和铝合金。它能保持非常小蠕变在零下几十度到200℃之间，因此可以在不同的工作环境下使用。

在工业机器人的生产中，碳纤维也被应用于机械臂的生产中。除了在一些航空领域的应用外，一些小型机械武器也开始使用碳纤维材料。碳纤维还将在生产更多工业机器人方面发挥性能优势。 碳纤维复合材料在纺织机械中的使用在许多方面都比传统材料优越得多。

现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法。

制造碳纤维用的原纤维名称化学组分碳含量、碳纤维收率、黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C，H9580~90

采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气，或用耐燃试剂等化学处理)，碳化(400~1400℃，氮气)和石墨化(1800℃以上，氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。

另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下，于1000℃高温下反应，可制得不连续的短切碳纤维，最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维，易石墨化，力学性能良好，导电性高，易形成层间化合物。 石棉摩擦材料主要用于传统的汽车刹车片，但研究发现，碳纤维复合材料的耐磨性和耐热性远优于石棉摩擦材料。航天航空用碳纤维种类

面对驾驶过程中可能遇到的突发状况，碳纤维汽车座椅能够承受强烈的动态冲击，减少座椅变形或断裂。航天航空用碳纤维种类

现代竞争武器装备向着低能耗、大载荷、隐身化和高机动性快速发展，对制造武器装备的新材料技术提出了新的更高要求。回顾历史不难发现，碳纤维材料每次取得重大研究进展，都伴随着相关需求的有力牵引。20世纪50年代，为解决导弹喷管和弹头耐高温、耐腐蚀等关键技术难题，美国率先研制出了粘胶基碳纤维。此后，伴随着更高性能、更多品种碳纤维材料的出现，看似柔软的纤维也成了大国竞争的“新材料”。碳纤维是含碳量在95%以上的新型高性能纤维，制造技术难度大，是衡量武器装备系统先进性能的重要标志。碳纤维材料的制造工艺十分复杂，涉及化工、纺织、材料、精密机械等领域，是一项集多学科、高精尖技术于一体的系统工程。航天航空用碳纤维种类

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