无人机的研制早是由军事的需要而开始的,发展到现在,越来越多的民用领域也应用到了无人机。作为特殊的材,无人机设计不需要考虑人的生理承受能力,针对无人机的使用特点,兼顾无人机的载荷分布和受力情况,推进无人机结构外形的一体化研究。碳纤维兼具纺织纤维的柔软性,可塑性强,能够采用先进一体化成型工艺,制作出适用的气动外形,能够实现结构的轻量化。
碳纤维虽是一种纤维材料 ,但是其力学性能十分突出, 其抗拉强度能够达到3000MPal以上,比强度和比模量综合指标要优于现有结构材料,能够有效满足使用强度所需。碳纤维复合材料具有吸能抗振的特性,能够保证无人机在飞行过程中的平稳性。碳纤维具有的耐腐蚀性能,使用寿命长。
铝合金是在纯铝中加入各种合金元素制成的,和钢材相比更加轻便,已经使用于航天、汽车、机械、船舶等多个领域。碳纤维是将聚基纤维在高温下预氧化、碳化得到的,不仅重量轻,还由强度高、耐高温、耐摩擦等优点,在民用工业和工业中均有广泛的应用。者两种材料相比,哪种更优越呢?
先来看一下铝合金,它的密度只有2.5~2.88g/cm^3 ,约为钢( 7.85g/cm^3)的三分之- - , 相对刚度大,达到8.5 ,而钢材为1。质量相同的构件,采用铝合金代替钢,能得到更大的刚度。铝合金的抗拉强度比钢材略逊-筹,约160~400MPa ,不过经过适当的热处理后,可达到
700MPa,与低合金钢强度相当。
再来看一下碳纤维材料,它的密度比铝还轻,只有1.7g/cm^3 ,抗拉强度3000MPa ,是钢的四倍以上,弹性模量为230GPa ,热膨胀系数-
1.4~+1.7x10-6.抗震,, X射线的透过率高,由于它是一种各项异性材料,平行于纤维和垂直于纤维方向的性能不同,所以可设计性强，选择不同的铺层的方式可改变产品的性能,适用于多种领域。
碳纤维是用由碳原子长链组成的有机聚合物(例如酚醛纤维、聚纤维)制备出来的,含碳量高达95%。它的刚度是钢材的两倍,强度是钢材的四倍,重量却只有它的四分之一左右 ,制造出来的产品质轻高强,更加坚固耐用。碳纤维本身是无毒材料,但生产的过程中涉及到一系列化学反应,需要加入各种添加剂,对环境有一定伤害。随着生产水平的提高以及人民对环境质量的日益重视,碳纤维的生产正逐步向绿色化方向发展。
在碳纤维的生产过程中,原料要经过1000'C的预氧化和2000°C的碳化才能制成碳纤维原丝,这需要大量的热量。此外还需要l气体、液体等各种能源保证纤维的强度、品质。这是通过控制温度、励、时间等可变量实现的。生产时如果对挥发物没有足够的重视会带来严重的大气污染。HCN、NH3排放到空气中,对人们的身体健康带来伤害, CO、CO2等加剧温室效应。
自工业革命后,污水、废气大量排放,环境污染日益加重,湿地减少、沙尘暴肆。就拿中国来说好了,连南方地区都连续出现雾霾天气,越
来越多的人呼吸道疾病。碳纤维作为一种新兴材料,应用到越来越多的行业,以后的用途会更广,所以人们在研究绿色环保的生产方法,尽量减少对环境的污染。现在的技术虽然没达到完全无污染,但比以前已经有了很大的进步,相信以后能完全达到绿色环保的要求。
以上信息由专业从事匹克球球拍订做的星河运动于2024/5/1 7:06:16发布
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