[科普中国]-碳纤维增强树脂基复合材料，你竟然没听过？

目前复合材料的制造主流偏向轻量化与绿色环保，这种材料的应用领域很广泛。我国自主研发并得到应用的轻量化材料主要有：高性能钢材、轻质铝合金、高强度塑料以及一些复合型材料，其中复合型材料主要以纤维增强树脂基复合材料为主。

同其他金属材料相比，碳纤维增强树脂基复合材料具有一系列的性能优势：

1、密度小，质量轻。碳纤维增强树脂基复合材料密度仅有1.6 g/cm3，用其取代金属材质可让产品质量变轻。

2、耐疲劳、寿命长。碳纤维增强树脂基复合材料的疲劳强度可达到其静强度的80%，不会有长久变形的情况，安全系数高、稳定性好。

3、耐化学腐蚀性好。在一般的碱性环境下呈惰性，对有机溶剂、酸、碱都有良好的耐腐蚀性。

4、热膨胀系数小。在常温条件下，碳纤维增强树脂基复合材料的膨胀系数为负值，在200至400℃环境下，膨胀系数接近于0，材料尺寸稳定性好。

5、有优异的振动衰减功能，可以降低振动和噪声；摩擦系数接近0，耐磨性好，可以减少部件磨损，提高产品的配合顺畅度。

6、导电导热性优异。导电效果良好，电阻率约为10-3 Ω·cm；导热效果好，不蓄热，最佳状态下导热系数可达1000 W/(m·K)。

碳纤维增强树脂基复合材料是航空航天高技术产品的重要组成部分，它有效地降低了飞行器的结构质量，并在降低成本的同时增加有效载荷和射程，成为现代大型飞机的首选结构材料。除此之外，碳纤维增强树脂基复合材料还以优异性能广泛应用于新能源开发、太空探索、建筑、汽车等多领域。

目前热固化方式是碳纤维增强树脂基复合材料的主要固化方式，不过这种热固化方式的周期长、能量损耗大、制造成本高。但是随着复合材料制造工艺技术的发展，涌现出了多种快速固化方式，如电子束固化、微波固化和激光固化等。相信随着科技的发展，复合材料的发展会越来越广泛。

本文由石家庄市藁城区第九中学高级教师韩素娟进行科学性把关。

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