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航空用碳纤维织物织造工艺探讨 航空用碳纤维织物织造工艺探讨 摘要:近年来,随着航空业的快速发展,越来越多的航空器开始采用碳纤维织物作为结构材料。碳纤维具有重量轻、强度高、刚度优良、耐腐蚀等优点,因此在航空领域有着广泛的应用前景。本文将探讨航空用碳纤维织物的织造工艺,包括材料选择、纺丝、织造和后处理等环节。 1.引言 自从碳纤维材料的研发以来,其在航空领域的应用就备受关注。碳纤维织物具有许多优良性能,可用于制造航空器的结构件,如机翼、机身等。目前,航空用碳纤维织物的织造工艺还存在一些挑战和问题,需要进一步研究和探索。 2.材料选择 航空用碳纤维织物的性能要求非常高,因此对材料的选择至关重要。首先要选择具有高强度和高模量的碳纤维丝,以确保材料的结构强度和刚度满足要求。其次,还需要在纺丝过程中控制纤维的直径和拉伸强度,以达到一定的均匀性和一致性。 3.纺丝 纺丝是制备碳纤维织物的关键步骤。传统的纺丝技术包括湿纺和干纺两种。湿纺工艺是在浸泡的聚丙烯酰胺胶束中拉伸纺丝,然后再进行固化和碳化处理。干纺工艺是在高温下通过拉伸纺丝来制备碳纤维。对于航空用碳纤维织物的生产,干纺工艺更为适用,因为其具有纤维直径控制准确、纺丝速度快等优点。 4.织造 织造是将纺好的碳纤维纱线进行编织成织物的过程。织造工艺需要考虑织造机的选择、编织结构的设计、织物的密度和纱线的张力等因素。在航空用碳纤维织物的织造过程中,还需要考虑纺织物的层压与蜂窝结构的植入,以增强其结构强度和稳定性。 5.后处理 在织造完成后,航空用碳纤维织物还需要进行后处理工艺以提高其性能。后处理包括纤维的涂层、碳化处理、硬化处理等。涂层可以增加纤维的耐火性和耐腐蚀性,碳化处理可以提高纤维的结构稳定性,硬化处理可以增加织物的硬度和刚度。 6.结论 航空用碳纤维织物的织造工艺涉及材料选择、纺丝、织造和后处理等环节。材料选择要满足高强度和高模量的要求;纺丝工艺要控制纤维的直径和拉伸强度;织造工艺要考虑织物的编织结构和密度,以及纱线的张力;后处理工艺可以提高织物的性能。随着航空业的发展,航空用碳纤维织物的织造工艺还有许多进一步的研究和探索空间。 参考文献: 1.Zhang,S.&Yi,X.CarbonFiberReinforcedPolymerComposites:Manufacturing,Properties,andApplications.Cham:SpringerInternationalPublishing,2016. 2.Advani,S.G.&Chou,T.W.TextileStructuralComposites.Cambridge:CambridgeUniversityPress,2011. 3.Potluri,P.&Ko,F.CarbonFiberTechnology.Hoboken:Wiley,2012. 4.Huang,Z.M.&Li,C.CarbonFibersandTheirComposites.BocaRaton:CRCPress,2005.