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我們?cè)诮庾x新材料十二五規(guī)劃那篇文章中曾向大家介紹過，復(fù)合材料的組分為基體和增強(qiáng)體兩部分（兩者的區(qū)分是基體連續(xù)分布，而增強(qiáng)體分散在基體中）。那么，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料就是以纖維作為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。目前應(yīng)用的主要是三大纖維復(fù)合材料：碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維復(fù)合材料，其中市場(chǎng)大的屬玻璃纖維復(fù)合材料，其次是碳纖維復(fù)合材料，小的是芳綸纖維復(fù)合材料。
碳纖維及其復(fù)合材料
碳纖維是由有機(jī)纖維或者低分子烴氣體加熱至1500度形成的纖維狀碳材料，碳含量90%以上，具有低密度、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫等等一系列的優(yōu)良特性。以拉伸強(qiáng)度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，碳纖維被分成不同的品級(jí)。例如T300抗拉強(qiáng)度3.5Gpa，屬于碳纖維中低端品級(jí)。高端品級(jí)T800的抗拉強(qiáng)度5.5Gpa，日本東麗生產(chǎn)的高強(qiáng)T1000達(dá)到7.05Gpa。如果對(duì)這些數(shù)字沒有概念，我們可以對(duì)比鋼鐵的抗拉強(qiáng)度。普通鋼材的抗拉強(qiáng)度在幾百M(fèi)pa，高于500Mpa則是高強(qiáng)度鋼，目前超高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度極限值約1.7Gpa。如此看來，所謂的高強(qiáng)度鋼比起強(qiáng)度來，在碳纖維面前也是個(gè)渣渣。
而碳纖維復(fù)合材是以碳纖維或碳纖維織物為增強(qiáng)體，以樹脂、陶瓷等為基體的復(fù)合材料。比較普遍的碳纖維復(fù)合材是以熱固性樹脂作為基體。這種材料具有很高的比強(qiáng)度，輕量化效果非常明顯，是一種極為重要的輕量話材料。因此，碳纖維復(fù)合材在航空航天、汽車、風(fēng)能設(shè)備方面的應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。例如波音787中碳纖維復(fù)合材料占材料使用比例超過一半。寶馬公司也計(jì)劃在自己的車型中開始大量使用碳纖維復(fù)合材料，并為此與其他公司合資建設(shè)碳纖維生產(chǎn)廠。
玻璃纖維復(fù)合材料
玻璃纖維復(fù)合材料有一個(gè)很有名的俗稱——玻璃鋼。它是以合成樹脂為基體材料，玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料。根據(jù)合成樹脂的不同，玻璃鋼可以分為環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼、聚酯玻璃鋼。
說起來，玻璃纖維制作過程也是一個(gè)化腐朽為神奇的過程。它是以廢舊玻璃作為原料，經(jīng)過高溫熔制、拉絲、織布等工藝制作而成。原來硬而脆的玻璃制成玻璃纖維后變得高強(qiáng)度、高柔韌性、抗腐蝕性好，但只能承拉，不能承受彎曲、剪切、壓應(yīng)力。所以，通常使用合成樹脂將玻璃纖維粘合在一起，制成玻璃鋼。
玻璃鋼大的特點(diǎn)是輕質(zhì)高強(qiáng)，密度比鋁合金還輕三分之一，比強(qiáng)度超過普通鋼。此外，玻璃鋼還具有電絕緣、線膨脹系數(shù)低，可耐高達(dá)3800度的瞬時(shí)高溫，良好的抗腐蝕性能和抗疲勞性能。（關(guān)于玻璃鋼與其他材料的對(duì)比，可以查看材料人論壇中一份資料）因其優(yōu)良性能，玻璃鋼在建筑、化工、汽車、電子通訊等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如材料人網(wǎng)近報(bào)道過奔馳公司用玻纖彈簧替代鋼制彈簧的消息。玻璃鋼是三大纖維復(fù)合材料中應(yīng)用廣泛，市場(chǎng)大的。
芳綸纖維復(fù)合材料
芳綸纖維的全稱是芳香族聚酰胺纖維，是一種高強(qiáng)度、高模量、低密度、高耐磨的有機(jī)合成材料，可以分為對(duì)位芳綸和間位芳綸以及雜環(huán)芳綸。它由芳香族化合物經(jīng)縮聚紡絲制成。芳綸纖維主要有耐高溫、阻燃性能佳、電絕緣、耐腐蝕、彈性模量大、強(qiáng)度大等性能。以下是芳綸纖維與其他纖維力學(xué)性能對(duì)比圖。
芳綸纖維復(fù)合材料同玻璃鋼類似，也是采用樹脂作為集體材料。芳綸纖維復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、密度低、抗沖擊、耐疲勞等特性，在航空航天、防彈防爆、電子電器、體育器材等方面有廣泛的應(yīng)用。
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料巨頭
復(fù)合材料市場(chǎng)是一個(gè)相對(duì)分散的市場(chǎng)，至今尚未有哪家企業(yè)或者組織獲得了壟斷性的地位，因?yàn)槌龢O個(gè)別企業(yè)涉足多種纖維復(fù)合材料外，大部分企業(yè)只生產(chǎn)單一類型的復(fù)合材料。具體到三種纖維復(fù)合材，碳纖維和玻璃纖維的市場(chǎng)競爭激烈程度和遠(yuǎn)高于芳綸纖維。
曾有國外市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)評(píng)選出Owens Corning、Teijin、Hexcel、Asahi Fibreglass Company以及PPG作為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域內(nèi)實(shí)力雄厚的五大生產(chǎn)商。
Owens Corning：中文譯作歐文斯康寧，總部位于美國，成立于1938年，在擁有30多家工廠。歐文斯康寧是建筑材料與玻璃纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)商。而且該公司在玻纖領(lǐng)域歷史悠久，早在50多年前就已開始生產(chǎn)玻璃纖維及玻璃纖維絕緣材料。
Teijin：中文譯作帝人株式會(huì)社，總部位于日本，成立于1918年，日本化纖紡織界巨頭。纖維復(fù)合材料方面，帝人主要生產(chǎn)芳綸纖維和碳纖維。帝人分別于1971年、1987年開始間位芳綸纖維、對(duì)位芳綸纖維業(yè)務(wù)。1975年，帝人開始量產(chǎn)聚丙烯腈系的碳纖維“TENAX”（中文譯作“特耐克絲”）。2011年，帝人開發(fā)出熱可塑性碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料1分鐘成型技術(shù)。
Hexcel：中文譯作赫氏，總部位于美國，成立于1946年，航空航天用碳纖維和復(fù)合材料制造商。赫氏生產(chǎn)碳纖維已有40多年歷史，其產(chǎn)品供應(yīng)商用飛機(jī)、軍用飛機(jī)、直升機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)載火箭等領(lǐng)域，客戶包括空客A350、A380、波音787以及通用電氣生產(chǎn)的引擎等等。
PPG：總部位于美國，成立于1883年，涂料、玻璃和玻璃纖維生廠商，是的交通用漆制造商。從1952年開始，PPG開始生產(chǎn)玻璃纖維及復(fù)合材料。PPG的玻纖產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)包括航空航天、防彈防爆、房屋建筑、電子工業(yè)、醫(yī)療器材等方面。
此外，Asahi Fibreglass Company、SGL Group、Cytec、臺(tái)灣臺(tái)塑集團(tuán)、Zoltek、DuPont、Gurit、TenCate等公司亦可以再各大研究機(jī)構(gòu)復(fù)合材料Top榜單上覓得身影。
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