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碳纖維是當(dāng)前大飛機(jī)、衛(wèi)星等航空航天，氫能、光伏、風(fēng)能等新能源領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。今天我們就來(lái)了解下碳纖維預(yù)浸料。
01
什么是碳纖維預(yù)浸料 ?
說(shuō)碳纖維預(yù)浸料前，先解釋一下什么是預(yù)浸料？預(yù)浸料是指將基體材料浸漬在強(qiáng)化纖維中制成的復(fù)合材料的中間體。基體材料有很多種，如樹脂、金屬、橡膠、陶瓷等，而強(qiáng)化纖維也有不少，如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等。
碳纖維預(yù)浸料就是碳纖維充分浸潤(rùn)了樹脂基體后，經(jīng)過涂膜、熱壓、冷卻、覆膜、卷取等工藝加工而成的碳纖維復(fù)合材料，又名碳纖維預(yù)浸布。
02
碳纖維預(yù)浸料有哪些分類 ?
碳纖維預(yù)浸料的分類方式其實(shí)是按照碳纖維絲的方向來(lái)決定的，分為單向預(yù)浸料和織物預(yù)浸料，具體可以看下面的2張示意圖。
A、單向預(yù)浸料（UD）：
B、織物預(yù)浸料：織物預(yù)浸料是根據(jù)碳纖維絲的編織方式不同而進(jìn)行的細(xì)致劃分。
a、平紋：鋪覆性能差；纖維彎曲率高。
b、緞紋：鋪覆性能好；纖維彎曲率低。
c、斜紋：鋪覆性能中等；纖維彎曲率中等。
03
碳纖維預(yù)浸料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是什么 ?
碳纖維絲本身具有的性能優(yōu)勢(shì)是密度小、強(qiáng)度高、耐性好等，而制備成碳纖維預(yù)浸料后融合了樹脂的一些特點(diǎn)，綜合起來(lái)看性能上雖然有所下降，但是整體穩(wěn)定性更好，碳纖維預(yù)浸料的具體優(yōu)勢(shì)如下：
A、力學(xué)性能好；
B、產(chǎn)品缺陷少；
C、精確控制纖維體積含量；
D、性能和加工特性一致性好；
碳纖維預(yù)浸料在制作碳纖維制品，如板、管、輥時(shí)，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)特殊的加工過程，那就是鋪層，就是將一層層的碳纖維預(yù)浸料按照合適的角度和厚度進(jìn)行鋪疊，再壓實(shí)。這一步驟對(duì)碳纖維制品成型后的性能起到重要的奠基作用，如果這個(gè)步驟沒有做好，那碳纖維預(yù)浸料本身攜帶的所有特性將會(huì)嚴(yán)重降低，基本失去了碳纖維材料應(yīng)用的價(jià)值。
04
碳纖維預(yù)浸料應(yīng)用領(lǐng)域
碳纖維預(yù)浸料作為一種先進(jìn)復(fù)合材料，具有模量高、剛度高、強(qiáng)度高、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性、質(zhì)量輕等各項(xiàng)突出的性能，廣泛應(yīng)用在高科技領(lǐng)域的各個(gè)方面。
其中航空領(lǐng)域如波音787、空客380、C919大飛機(jī)，航天領(lǐng)域從火星探索者、國(guó)際空間站到天宮嫦娥，工業(yè)領(lǐng)域如風(fēng)電葉片、汽車、磁懸浮列車、高鐵等等，均離不開先進(jìn)復(fù)合材料的支撐。