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碳碳复合材料有哪些优缺点?

  碳碳复合材料是由两种或两种以上不同材料、不同形状、不同性能复合而成的一种新型材料。一般由基体材料和功能成分组成。可以设计复合材料,即通过原材料的选择、各组分的分布设计和工艺条件的保证,使原组分材料优势互补。

碳碳复合材料的优点:
(1)相对无腐蚀性;
(2)无金属疲劳;
(3)可设计载荷;
(4)可以减少连接部件(同步成型)的数量;
(5)减轻重量,节省燃油。

碳碳复合材料的缺点:
(1)原材料(增强纤维,如CF)成本高;
(2)制造和维护的人工成本高,耗时长;
(3)机械性能受温度和湿度的影响很大;
(4)损伤难以检测;
(5)低铝等电位金属的腐蚀。  

  因此呈现出优异的综合性能。早期的飞机由复合材料制成,包括木质框架、金属丝支架和织物。20世纪20年代初,焊接钢架开始取代木制框架。20世纪30年代采用轻质铝外壳结构。到了1950年代,完全改造成“全金属”飞机的过程就完成了。随着玻璃纤维、芳纶、碳纤维等复合材料的发展,以及早期复合材料结构的使用,预示着复合材料的辉煌应用。飞机上的翼梢小翼、天线罩和尾锥上少量使用玻璃钢,表明复合材料在飞机设计中的重新应用。从那时起,复合材料在这些部件中的成功应用导致了复合材料在每个新型号上的应用增加。波音747使用复合材料结构,表面积超过10,000平方英尺。在过去的几年里,先进的复合材料技术已经应用于大型机翼面板和地板梁等主要结构。可见对于航空公司人员来说,了解复合材料基本结构和复合材料结构的修理技术是多么重要。 

   先进复合材料以其优异的力学性能和明显的减重效果在飞机领域得到广泛认可。随着飞机性能的不断提高,复合材料作为现代飞机结构材料的应用由少变多型,简单的次要承重构件发展到大型、复杂的主要承重构件。广泛应用于飞机机翼、机身、操纵面、起落架舱门、蒙皮、安定面、天线罩等部位[1]。

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