熱塑性碳纖維適合用在航空航天中嗎？

    熱塑性碳纖維是碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向，是未來碳纖維世界的核心之一。熱塑性碳纖維對比熱固性碳纖維的優(yōu)勢更明顯，同時還具備了回收重塑的獨特性質(zhì)，這也是它能夠在未來完善碳纖維產(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，只是因為連續(xù)碳纖維熱塑性復(fù)合材料這個分支在工藝成型中難度太高，想要大量普及難度太大，所以進展緩慢，未來如果能夠攻克這一類難題，那熱塑性碳纖維絕對會是未來航空航天領(lǐng)域的寵兒。

    就目前來說，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，來了解一下吧。

    1、熱塑性碳纖維可以應(yīng)用在軍/民用飛機中

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

    而民用飛機上，550座的世界最大飛機A380由于CFRP的大量使用，創(chuàng)造了飛行史上的奇跡。飛機25%重量的部件由復(fù)合材料制造，其中22%為碳纖維增強塑料。國內(nèi)的航空運輸市場需求巨大，對民用飛機的要求也非常高。民用飛機上的眾多部件，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)用在運載火箭中

    在運載火箭領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料可用于制造固體發(fā)動機殼體結(jié)構(gòu)、箭體整流罩、儀器艙、級間段、發(fā)動機噴管喉襯、衛(wèi)星支架、低溫貯箱等部件。碳纖維復(fù)合材料在運載火箭應(yīng)用的典型為發(fā)動機殼體，而且發(fā)動機殼體所用的碳纖維大多為強度5.5GPa以上、模量290GPa左右的高的強中模碳纖維，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導(dǎo)熱性能優(yōu)異，但纖維強度往往較低，而PAN基高模量碳纖維可具有平衡的強度和模量。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)用的一個大方向，未來高端醫(yī)療同樣是它的舞臺之一。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的能量，為未來醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展帶來新的可能。

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