纖維增強熱塑性復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域發(fā)展迅猛,為有限和批量生產(chǎn)航天航空結(jié)構(gòu)件提供了靈活和高性價比的過程,如制備整流罩、支架、彈道套、底座電子板、地面材料、電網(wǎng)鰭、翅膀、天線、發(fā)動機進氣口和裝載門行等。纖維增強熱塑性復(fù)合材料可沿特定方向調(diào)控纖維;纖維與樹脂的混合體能在空腔中流動,可制備復(fù)雜形狀的零件且保持優(yōu)異性能;制作過程中可整合電磁屏蔽材料,插入、集成和封裝組件作為原料溶液的一部分。
纖維增強的復(fù)合材料有三種短纖維、長纖維和連續(xù)纖維增強復(fù)合材料(CFRTP)
連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料是以連續(xù)纖維作為增強材料,以熱塑性樹脂為基體。
連續(xù)的纖維在承力方面與短纖維和長纖維有更好一致性,其復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能,輕質(zhì),耐腐蝕,可回收,是一種能有效替代鋼材的材料。
連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)是以連續(xù)纖維作為增強材料,以熱塑性樹脂為基體,在特定設(shè)備上以一定加工工藝制得,纖維排列長度與成品大小相同的材料。
在纖維增強復(fù)合材料中,復(fù)合材料的性能隨著增強纖維的長度的增加而提升。但纖維長度超過臨界長度后,復(fù)合材料發(fā)生破壞,通過纖維的斷裂、與基體的脫粘、從基體中拔出等過程消耗更多能量;纖維長度與制品尺寸相同,連續(xù)纖維增強復(fù)合材料受載荷時有較高承載力。
連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料CFRTP的加工工藝越來越成熟,成本降低,以其特點在商用航空工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用??湛凸竞筒ㄒ艄镜群娇罩圃炱髽I(yè)成立了研究機構(gòu)進行技術(shù)研發(fā),我國商用客機在該領(lǐng)域的研究尚屬空白。商用客機上常用的熱塑性復(fù)合材料主要以聚醒酸酮(PEEK)、聚酵酰亞胺(PEI)等為基體。目前市場上高端特種工,程塑造及其增強纖維基本被國外公司占據(jù),國際商用航空制造領(lǐng)域?qū)ζ湫枨笤龃?,推動國?nèi)熱塑復(fù)合材料的發(fā)展。
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