土木建筑
土木建筑領(lǐng)域:具有密度小, 強(qiáng)度高, 耐久性好, 抗腐蝕能力強(qiáng), 可耐酸、堿等化學(xué)品腐蝕, 柔韌性佳, 應(yīng)變能力強(qiáng)的特點(diǎn)。在鐵路建筑中,大型的頂部系統(tǒng)和隔音墻在未來(lái)會(huì)有很好的應(yīng)用,這些也將是碳纖維很有前景的應(yīng)用方面碳纖維也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等的加固補(bǔ)強(qiáng),。用碳纖維管制作的桁梁構(gòu)架屋頂, 比鋼材輕50%左右, 使大型結(jié)構(gòu)物達(dá)到了實(shí)用化的水平, 而且施工效率和抗震性能得到了大幅度提高。另外, 碳纖維做補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí), 不需要增加螺栓和鉚釘固定, 對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小, 施工工藝簡(jiǎn)便。
航空航天
碳纖維是火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)和艦船等武器裝備必不可少的戰(zhàn)略基礎(chǔ)材料。將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈體和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上,可大大減輕重量,提高導(dǎo)彈的射程和突擊能力,如美國(guó)80年代研制的洲際導(dǎo)彈三級(jí)殼體全都采用碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料在戰(zhàn)斗機(jī)上也開(kāi)始得到大量使用,如美國(guó)第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22采用了約為24%的碳纖維復(fù)合材料,從而使該戰(zhàn)斗機(jī)具有超高音速巡航、超視距作戰(zhàn)、高機(jī)動(dòng)性和隱身等特性。美國(guó)波音推出高速寬體客機(jī)的音速巡洋艦,約60%的結(jié)構(gòu)部件都將采用強(qiáng)化碳纖維塑料復(fù)合材料制成,其中包括機(jī)翼。中國(guó)自行研制的碳纖維復(fù)合材料剎車(chē)預(yù)制件性能達(dá)到國(guó)際水平。采用這一預(yù)制件技術(shù)所制備的的國(guó)產(chǎn)碳和碳剎車(chē)盤(pán)已批量裝備于國(guó)防型號(hào)的軍用飛機(jī),并在B757型民航飛機(jī)上使用,在其它機(jī)型上的使用也在實(shí)驗(yàn)考核中,并將向坦克、高速列車(chē)、高級(jí)轎車(chē)、賽車(chē)等推廣使用。碳纖維比鋁輕但強(qiáng)度相似。碳纖維在艦艇上也有重要的應(yīng)用價(jià)值,可減輕艦艇的結(jié)構(gòu)重量,增加艦艇有效載荷,從而提高運(yùn)送作戰(zhàn)物資的能力,碳纖維不存在腐蝕生銹的問(wèn)題。由于使用碳纖維材料可以大幅降低結(jié)構(gòu)重量,因而可顯著提高燃料效率。采用碳纖維與塑料制成的復(fù)合材料制造的飛機(jī)以及衛(wèi)星、火箭等宇宙飛行器,噪音小,而且因質(zhì)量小而動(dòng)力消耗少,可節(jié)約大量燃料。據(jù)報(bào)道,航天飛行器的質(zhì)量每減少1kg,就可使運(yùn)載火箭減輕500千克。
復(fù)合材料
碳纖維在傳統(tǒng)使用中除用作絕熱保溫材料外。 多作為增強(qiáng)材料加入到樹(shù)脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料。碳纖維已成為先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料。由于碳纖維復(fù)合材料具有輕而強(qiáng)、輕而剛、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好以及設(shè)計(jì)性好、可大面積整體成型等特點(diǎn),已在航空航天、國(guó)防軍工和民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。高性能碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料。