廣泛應用在航空航天市場
航空航天市場歷來是碳纖維增強材料最重要的市場之一。近年來，碳纖維在航空航天市場的應用發展更為迅捷。在航空工業中，碳纖維主要被用作結構材料，如主翼、尾翼和機體、方向舵、起落架、副翼、擾流板、發動機艙、整流罩及座板等，此外還有C/C剎車片。大量碳纖維復合材料的應用可以減輕航空航天器的重量，節省油耗，提高航速。
2010年11月，中國首架擁有完全自主知識產權的碳纖維輕型運動飛機“紅嘴鷗”在珠海航空產業園下線，這款飛機凈重只有280公斤。在千米左右的低空空域，從珠海飛向武漢、三亞、長沙等城市，只需添加80升97號或98號汽油，輕松飛行四五個小時即可到達。
此外，空客320、380，波音787等均大量采用碳基復合材料作為航空器內部的結構材料，來實現飛行器自身的減重，相應地減少飛行過程中的油耗。以波音787夢幻飛機為例，復合材料占到整機重量的1/2。如果波音公司每月生產5架787飛機，對碳纖維復合材料需求量將達每年1500噸。空中客車公司制造的A380是當今世界上最大的大型客機，可載客555人，飛行距離15,000km，采用的復合材料約占結構重量的35~40%。據統計，僅波音787、空中客車A380和A400M三種新型飛機對碳纖維復合材料的需求量就達到3000t/a。
碳纖維復合材料在宇航工業中也有廣泛的應用，如用作防熱及結構材料，如火箭噴管、鼻錐、大面積防熱層；衛星構架、天線、太陽能翼片底板、衛星-火箭結合部件，航天飛機機頭、機翼前緣和艙門等制件，哈勃太空望遠鏡的測量構架、太陽能電池板和無線電天線等。
積極開拓航空航天新應用
正是看好航空航天市場的前景，越來越多材料供應商將這一市場作為開拓的一個重要市場。
作為全球領先的碳素石墨材料及相關產品制造商，德國西格里集團（SGLGroup）在第十六屆中國國際復合材料工業技術展覽會，展示其高性能的碳纖維及復合材料產品。
據悉，此次展品覆蓋了碳纖維生產的整個產業鏈，包括SIGRAFILC碳纖維、多軸織物、機織和無紡材料、預浸漬材料、以及碳纖維增強塑料組件等。
本次展出的SIGRAFILC碳纖維及相關復合材料是用于風能、航空航天、汽車工業、以及其他工業應用領域關鍵組件的生產制造。
2009年，名古屋大學設立了復合材料工學研究中心，目的是與日本宇航研究所、三菱重工及東麗等材料供應商合作，共同推進中斷了近40年的國產YS-11客機的開發，這種機型可乘坐70~90人，其主翼和尾翼都選用CFRP，以達到世界最高水平的航運經濟性和客艙的舒適性，以期與俄、中等正在開發的區域性飛機在國際競爭中處于優勢地位。今后的重要課題是如何降低成本，盡快開發可確實檢測因CF預浸料的內部發生層間剝離而導致強度下降的無損檢測技術、修復技術及高精度打孔及快速切削加工技術等。
東邦TohoTenax生產的TenaxIM600系列（抗拉強度5880MPa）與高強韌性的樹脂相組合形成的預浸料，已用于空客A-380的飛機部件、直升飛機和噴氣式戰斗機的材料。
今后將設計開發面向新一代飛機的CF。
一年前，日本TohoTenax歐洲公司贏得了龐巴迪公司的項目合同，計劃為其新的C系列飛機項目的主要一級和二級復合材料結構提供碳纖維材料。TohoTenax公司預計，在未來10年內，該合同將價值約1.3億歐元。TohoTenax公司將為C系列飛機項目采用的干的織物和預浸料，提供各種系列的碳纖維。
據TohoTenax公司介紹，龐巴迪公司在C系列飛機項目使用其碳纖維材料，是因為TohoTenax公司最新的Tenax碳纖維材料達到了飛機先進設計的要求，并且支持龐巴迪公司新開發的制造工藝。
金屬合金材料的替代品
減輕重量以節省燃料和系統成本一直是航空行業的一項長期戰略，其中碳纖維增強熱塑性塑料將成為航空航天工業用新材料最重要的增長點。
沙伯基礎創新塑料利用航空碳纖維技術和Ultem聚醚酰亞胺（PEI）樹脂制成了一款新型高性能復合材料，通過把部件質量減輕50%，從而為如今的太空時代提供了代替重量更大的航空規格壓鑄鋁和機加工鋁材料的解決方案用于制造飛機內飾部件。Vaupell是一家擁有60年經驗的定制注塑成型部件和組件的全球性代加工制造商，該公司現正與沙伯基礎創新塑料合作，研究將這款新型Ultem樹脂材料用于飛機座椅部件的可行性。
沙伯基礎創新塑料在飛機內飾展(AircraftInteriorsExpo)展出Vaupell制造的桌板支架。這些概念部件展現了使用碳纖維填充Ultem樹脂與壓鑄鋁相比，可將重量減輕50%，強度提高40%。
碳纖維填充Ultem樹脂基于久經驗證的高性能Ultem樹脂基礎上專為飛機內飾開發，符合FAA可燃性標準FAR25.85及OSU65/65中對于煙霧密度和熱量釋放的要求。除桌板支架外，新型碳纖維填充Ultem樹脂規格的潛在應用領域還包括扶手、擱腳板以及咖啡機底座等廚房用具。Vaupell并進行了進一步的負荷性能測試和疲勞測試。
沙伯基礎創新塑料已開發出了一系列填充了不同碳纖維含量的Ultem樹脂技術，從而滿足對于高端性能特性的各種特殊要求。這一新方案是該公司的LNP特種復合材料團隊與Ultem樹脂技術團隊緊密協作的結果，旨在幫助航空公司應對輕質的迫切需求，另外與鋁材相比，該材料解決方案的強度還提高了40%。航空規格的碳纖維具有高達38.3PSI的出色拉伸強度，相比之下，2024-0規格的壓鑄鋁和7075-0規格的機加工（鋼化）鋁的抗拉強度僅分別為27PSI和33.1PSI。連續長纖維具有出色的剛性和抗沖擊性能。
與航空規格的鋁材相比，Ultem樹脂材料具有更好的拉伸性能，且比重（SG）比前者低50%左右（2024-0規格的比重為2.78；7075-0規格的比重為2.81；碳纖維填充Ultem樹脂的比重為1.44）。除了比鋁材重量更輕之外，碳纖維填充Ultem樹脂規格還省去了機械加工及其他二次處理，從而簡化了生產過程，降低了總系統成本。與金屬材料相比，該規格材料還有助于實現部件整合，減少故障點，擴大設計自由度。在加工過程中，這些樹脂可提供雙倍的流動性，從而提高了生產效率，并可生產出薄壁注塑件來進一步減輕重量。
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