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碳碳复合材料在航天方面的应用

      碳碳复合材料的应用, 碳碳复合材料的优异特性使其既可作为结构材料承担载荷, 又可作为功能材料发挥作用, 因此受到了各国军方的高度重视, 在航空和航天领域迅速得到应用碳碳复合材料以其优良的耐摩擦磨损性能, 及质轻、 优异的高温力学性能和热学性能, 被成功地应用于飞机刹车装置。 目前, 已有 60 多种型号的飞机均采用碳碳复合材料。 一半以上的碳碳复合材料用作飞机刹车材料。
采用碳碳复合材料刹车盘的突出优点是:

1) 重量轻——大型客机采用碳碳复合材料刹车盘后可减重约 600 公斤, 一年降低飞行成本上百万美元;

2) 使用寿命长——约为钢刹车盘的 5 一 7 倍, 性能价格比大于钢刹车盘;

3) 使用性能高——与钢刹车盘相比, 有热稳定性好、 使用温度高、 每次飞行磨损小、 可超载使用等优点。

    碳碳复合材料另一重要的应用领域是用做航天飞机、 宇宙飞船、 战略导弹。等进入大气层的飞行器的防热材料和火箭发动机的烧蚀材料。 目前碳碳复合材料已成功地用于航天飞机的鼻锥和机翼前缘, 火箭发动机的喷管, 导弹的端头帽等构件。

     三维纺织技术的出现, 使得碳碳复合材料的层间性能和抗冲击性能得到极大提高, 大大促进了碳碳复合材料的应用和发展, 使其不仅可以用做耐高温抗烧蚀的功能材料, 还可以用做结构材料,承受一定的力和冲击。 所以碳碳复合材料是一种很有潜力的超高温材料。
      由于碳碳复合材料极强的超高温性能, 目前各国研究人员把注意力集中于将该材料用于高温长时间使用的热结构方面的研究, 尤其是如何将其用于新一代高性能航空发动机的热端部件。 目前, 能够在 1600~2000℃高温下正常工作的材料只有碳碳复合材料, 其用于发动机的热端部件有以下的优越性:

 ①在 1600℃以上仍能保持强度不降低;

 ②减轻发动机重量, 提高推重比;

 ③减少冷空气消耗, 提高发动机效率; 

④提高工作温度, 提高发动机的热效率。 

    可以说哪个国家能完全解决碳碳复合材料的问题, 哪个国家就享有了发展高性能发动机的主动权。
    总之, 碳碳复合材料以其优异的性能, 不仅可以作为耐高温、 耐摩擦磨损、抗烧蚀的功能材料, 又可以作为结构材料, 必定能在未来的航空航天等高科技领
域得到发展。更多碳碳复合材料信息可查看http://www.tqtf008.top

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