Углеродные композиты, армированные углеродным волокном (CFRC), выполняют различные функции, в основном такие как легкий вес, высокая прочность, устойчивость к высоким температурам и коррозии, что делает их широко используемыми во многих областях.
Во-первых, легкий вес является одним из основных преимуществ углеродных композитов, армированных углеродным волокном. Его плотность составляет всего от 1/4 до 1/5 стали и около 1/2 алюминия, что позволяет значительно снизить вес изделий из этого материала. Легкий вес не только снижает потребление энергии при транспортировке, но и повышает коэффициент энергоэффективности продукции, тем самым снижая выбросы углекислого газа.
Во-вторых, высокая прочность также является важной характеристикой углеродных композитов, армированных углеродным волокном. Его предел прочности и модуль упругости выше, чем у обычных углеродных материалов, а ориентация волокон существенно влияет на прочность материала. При воздействии силы его кривая напряжения-деформации демонстрирует «псевдопластический эффект», то есть на начальном этапе приложения нагрузки она линейна, а затем переходит в билинейную зависимость. После разгрузки и перезагрузки кривая все еще линейна и может достичь исходного уровня нагрузки.
Кроме того, важными характеристиками углеродных композитов, армированных углеродным волокном, также являются устойчивость к высоким температурам и коррозионная стойкость. Он обладает превосходной стойкостью к термоабляции и может сохранять структурную целостность и прочность при высоких температурах. Он все еще может сохранять прочность при комнатной температуре при 2200 градусах и обладает высокой вязкостью разрушения, усталостной прочностью и сопротивлением ползучести. В агрессивных средах, таких как кислота, щелочь, солевой туман и других условиях, углеродные композиты, армированные углеродным волокном, демонстрируют отличную коррозионную стойкость и подходят для таких сценариев, как морская техника и резервуары для хранения химикатов.
С точки зрения областей применения, углеродные композиты, армированные углеродным волокном, широко используются во многих отраслях промышленности. В автомобилестроении его используют в кузовных конструкциях и компонентах шасси для повышения топливной эффективности и снижения эксплуатационных расходов. В аэрокосмической сфере его используют для изготовления деталей конструкции самолетов и лопаток двигателей для улучшения летных характеристик и снижения расхода топлива. В ветроэнергетике его используют для изготовления лопастей ветряных турбин для повышения эффективности выработки электроэнергии и снижения эксплуатационных расходов. В строительной отрасли его применяют для усиления и ремонта бетонных конструкций, для повышения несущей способности и долговечности зданий. В устройствах накопления энергии он используется в корпусах и рамах аккумуляторов для снижения веса и повышения структурной устойчивости.