碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。具有十分优异的力学性能,与其它高性能纤维相比具有最高比强度和最高比模量。特别是在2000℃以上高温惰性环境中,是唯一强度不下降的物质。此外,其还兼具其他多种得天独厚的优良性能:低密度、高升华热、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、高震动衰减性、低热膨胀系数、导电导热性、电磁屏蔽性、纺织加工性均优良等。因此,碳纤维复合材料也同样具有其它复合材料无法比拟的优良性能,被应用于军事及民用工业的各个领域,在航空航天领域的光辉业绩,尤为世人所瞩目。2005 年世界碳纤维的耗用量已超过2 万吨, 21 世纪前十年碳纤维需量的统计预测情况。航空航天领域的碳纤维需求情况见表1 所示,约占总消耗量的20%左右
。
明显看出,航空航天领域需求量有大幅度增加。2001 年航空航天领域对碳纤维的需求为2690t,2002 年和2003 年对碳纤维的需求量有所减少,2002 年约减少20%,2003 年则减少约9 %。2003 年以后航空航天领域对
碳纤维的需求出现快速增长,2006 年与2001 年相比 将增长约40 %,2008 年将增长约76 %,到2010 年和2001 年相比预计增长超过100%。本文将介绍碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空航天领域应用的新进展。