碳纤维复合材料应用

碳纤维复合材料 主 要 内 容 复合材料简介 碳纤维复合材料国内外应用现状 笔记本外壳市场预测 笔记本电脑外壳材料现状 笔记本外壳项目计划 汇报交流 1 复合材料定义及其组成 定义： 复合材料（ composites 或 composite material），由两种 或两种以上独立组分材料经复合工艺制得的一种多组分材料。 增强体 （ reinforcement） 分散相 组成 基体 （ matrix） 连续相 汇报交流 一 复合材料简介 汇报交流 在复合材料中，各组分保持原有性质，但彼此能 取长补短，相 得益彰 ，使其综合性能更加完善。 先进复合材料（ Advanced Composite Material， ACM）具有 质量 轻、强度高、刚性大、耐疲劳和热膨胀系数小 等特点。 2 复合材料特点 汇报交流 3 复合材料分类 按基体分 按增强体分 树脂基复合材料 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 颗粒增强复合材料 夹层增强复合材料 纤维增强复合材料 汇报交流 常见复合材料 汇报交流 碳纤维复合材料分类 碳纤维增强热固性树脂复合材料（ CFRTS） 碳纤维增强热塑性树脂复合材料（ CFRTP） 碳纤维增强碳基复合材料（ C/C） 碳纤维增强金属基复合材料（ CFRM） 碳纤维增强陶瓷基复合材料（ CFRC） 碳纤维增强橡胶基复合材料（ CFRR） 碳纤维增强木材复合材料（ CFRW） 汇报交流 二、碳纤维复合材料应用现状 1. 军用碳纤维复合材料应用现状 2007年上海合作组织军演，直 -9是我国最先进的直升 飞机， CFCM 占机身质量的 60% 日本 OH-1“忍者”直升飞机机身 40%采用 CFCM 美国 F-22战机 CFCM占 35% 美国 AV-8B军用飞机 CFCM占 26%，使整机减重 9%，有效载荷比 AV-8A增加一倍。 汇报交流 2、民用飞机 波音 787中结构材料有近 50%使用 CFCM，包括机身和机翼 20世纪 70年代空客 A300上 CFCM占整机质量的 5% 2010年问世的 A350超宽客机， CFCM使用量占整机的 62% 目前最大客机 A380整机中 CFCM占 35-40% 据统计，波音 787，空客 A380和 A400M三种新型飞机对 CFCM 年需求量高达 3000吨。 汇报交流 3、工业领域的应用 风力发电 据预测，到 2020年中国市场将需求超过 2.5万台大 容量风机，合计需要 CFCM 30000吨。 碳纤维汽车 汽车传动轴、发动机罩、上下悬架臂等 石油开采 抽油杆、张力腿平台、管材等 汇报交流 4、体育休闲 羽毛球拍、网球拍、钓鱼竿、高尔夫球杆 5、建筑补强 碳纤维复合材料 汇报交流 结构性碳纤维复合材料国家工程实验室成立 中航工业航材院、制造所、哈飞、西飞、沈飞、成飞及 威海拓展纤维有限公司、北京航空航天大学、南京航空航天 大学、中国航天科技集团航天特种材料与工艺研究所和中国 航天科技集团公司第四研究院 43所十一家科研院所、高等院 校和企业组建而成，揭牌仪式于 2010年 5月 28日在中航工业 航材院举行。 汇报交流 三、笔记本发展趋势 笔记本电脑是一种小型、可携带的个人电脑，其销量已完全超过 台式电脑，当前发展的趋势是 体积越来越小，质量越来越轻，而功能 却越发强大。 碳纤维强度比现在流行的镁拉丝强度更高，是铝镁合金 强度的两倍，质量更轻，而且成型容易，散热效果好。碳纤维笔记本 外壳被看作是未来发展的方向。 汇报交流 四 、 笔记本外壳现状 1 聚碳酸酯 -工程塑料 （ PC-ABS） PC：优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能 ABS: 优良的加工流动性、耐磨性、染色性、成型加工性。万元以下笔 记本电脑中， 70%采用的都是以 ABS为主的工程塑料 优点：成本较低 、易于加工 、尺寸稳定性好，性价比高 缺点：质量较重 、散热性不佳 采用最普遍的材质 笔记本价格范围：几乎所有 汇报交流 2 镁铝合金 铝占 94.35%，镁占 4.5%，锰 0.35%，铁 0.35%，锌 0.25%，锶 0.2% 镁铝合金的硬度是 ABS工程塑料的数倍，但重量仅为塑料的三分之一， 而且具有优良的散热能力。镁铝合金材质更适合超轻薄便携本。镁铝合 金不耐磨，而且喷过漆的产品容易出现划痕、掉漆等情况。 优点：强度高、质量轻、散热好 缺点：成本较高、喷漆容易磨损 Dell latitude系列商务本 笔记本价格范围： 5000-12000 汇报交流 3、碳纤维 碳纤维材质它既拥有镁铝合金高雅坚固的特性，又有 ABS工程塑料的 高可塑性。强度和导热能力优于 ABS塑料；碳纤维是一种导电材质，可以 起到类似金属的屏蔽作用（ ABS外壳内表面则需要另外镀一层金属膜来屏 蔽），耐磨。 优点：散热好、质量轻、韧性好，强度高 缺点：成本高、外观单调 索尼的 TZ/SZ/G系列商务本 笔记本价格范围： 8000-15000 2010年碳纤维笔记本外壳的销量已经达到 2400万个！ 4、钛合金 钛合金的主要成分也是铝，钛的含量不足 3%。钛合金与铝镁合金 除了掺入金属本身的不同外，最大的分别之处，就是还渗入碳纤维材料， 无论散热、强度还是表面质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好。 优点：集所有优点于一身 缺点：通过焊接等繁琐的加工程序，十分昂贵 汇报交流 ThinkPad T/X系列笔记本 笔记本价格范围： 13000以上 5、皮革 皮革本身过软，所以它不能单独用作笔记本的外壳，必须是附 着在某种坚硬的材质表面才可以 。 优点：柔韧性好、手感出色、时尚感强 缺点：散热一般、价格较高。 汇报交流 华硕 F8H585V-SL 汇报交流 6、竹子 竹子本身比较坚固耐久，而且质量也比较轻，非常适合用在笔记本 上。在处理过程中将竹子中的醣份去除，提升强度和防褪色。 优点：环保、个性化、质量轻。 缺点：加工难度大、耐久度一般。 华硕 U6V系列