1、碳纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷具有優(yōu)異的耐蝕性、耐磨性、耐高溫性和化學(xué)穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于工和民用產(chǎn)品。但是,它的致命弱點(diǎn)是脆性大,并且對(duì)裂紋、氣孔和夾雜物等細(xì)微的缺陷很敏感。用碳纖維增強(qiáng)陶瓷可有效地改善韌性,改變陶瓷的脆性斷裂形態(tài),同時(shí)阻止裂紋在陶瓷基體中的迅速傳播、擴(kuò)展。目前國(guó)內(nèi)外比較成熟的碳纖維增強(qiáng)陶瓷材料是碳纖維增強(qiáng)碳化硅材料,因其具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，在高溫下服役不需要額外的隔熱措施,因而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、可重復(fù)使用航天飛行器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

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2、碳/碳復(fù)合材料

碳/碳復(fù)合材料是碳纖維增強(qiáng)碳基復(fù)合材料的簡(jiǎn)稱(chēng),也是一種高級(jí)復(fù)合材料。它是由碳纖維或織物、編織物等增強(qiáng)碳基復(fù)合材料構(gòu)成。碳/碳復(fù)合材料主要由各類(lèi)碳組成,即纖維碳、樹(shù)脂碳和沉積碳。這種完全由人工設(shè)計(jì)、制造出來(lái)的純碳元素構(gòu)成的復(fù)合材料具有許多優(yōu)異性能,除具備高強(qiáng)度、高剛性、尺寸穩(wěn)定、抗氧化和耐磨損等特性外,還具有較高的斷裂韌性和假塑性。特別是在高溫環(huán)境中,強(qiáng)度高、不熔不燃,僅是均勻燒蝕.這是任何金屬材料無(wú)法與其比擬的。因此廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈彈頭,固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管以及飛機(jī)剎車(chē)盤(pán)等高科技領(lǐng)。

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3、碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料

碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料是以碳纖維為增強(qiáng)纖維,金屬為基體的復(fù)合材料。碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料與金屬材料相比,具有高的比強(qiáng)度和比模量；與陶瓷相比,具有高的韌性和耐沖擊性能。金屬基體多采用鋁、鎂、鎳、鈦及它們的合金等。其中,碳纖維增強(qiáng)鋁、鎂復(fù)合材料的制備技術(shù)比較成熟。制造碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要技術(shù)難點(diǎn)是碳纖維的表面涂層,以防止在復(fù)合過(guò)中損傷碳纖維,從而使復(fù)合材料的整體性能下降.目前,在制備碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料時(shí)碳纖維的表面改性主要采用氣相沉積、液鈉法等,但因其過(guò)程復(fù)雜、成本高,限制了碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。

4、碳纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料

將碳纖維加人到水泥基體中即制成碳纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Ce-ment Compoistes,簡(jiǎn)稱(chēng)CFRC），稱(chēng)纖維增強(qiáng)混凝土。在水泥基材料中摻入高強(qiáng)碳纖維是提高水泥復(fù)合材料抗裂、抗?jié)B、抗剪強(qiáng)度和彈性模量,控制裂紋擴(kuò)展，提高耐強(qiáng)堿性，增強(qiáng)變形能力的重要措施。

此外，碳纖維還具有震動(dòng)阻尼特性，可吸收震動(dòng)波，使防地震能力和抗彎強(qiáng)度提高十幾倍。更為可貴的是，碳纖維具有導(dǎo)電性，將其加入到水泥基體中，賦于水泥基體智能性，極大地?cái)U(kuò)大了混凝土的應(yīng)用范圍。

CFRC復(fù)合材料在承受負(fù)荷時(shí)表面不產(chǎn)生龜裂，其抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性比不增強(qiáng)的高幾倍到十幾倍，其沖擊韌性也相當(dāng)可觀。短切碳纖維增強(qiáng)水泥所用碳纖維的長(zhǎng)度一般為3一6nm,直徑為7一20μm，抗拉強(qiáng)度范圍在0.5一0.8GPa。普通水泥的強(qiáng)度通常為11.76MPa，若按重量摻入15%的碳纖維，其強(qiáng)度可達(dá)到245MPa；若摻人量為20%時(shí)，強(qiáng)度可高達(dá)548.8MPa。

此外，與普通混凝土相比，CFRC具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、擴(kuò)散性強(qiáng)、成型后表面質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),將其用作隔墻時(shí),比普通混凝土制作的隔墻薄1/2~1/3,重量減輕1/2一1/3。CFRC有多種規(guī)格，其中短切碳纖維增強(qiáng)混凝土主要用在屋面、外墻、內(nèi)墻、地面、天棚等方面;長(zhǎng)纖維混凝土用在承重構(gòu)件方面,由它制成的構(gòu)件尺寸穩(wěn)定,同時(shí)還具有防靜電性、耐磨耗、耐腐蝕等性能,因此,CFRC性能的研究近年來(lái)發(fā)展迅猛。（來(lái)源：化工707）