碳纖維複合材料應用於軍用貨櫃的優勢有哪些?

2020-12-10 江蘇博實碳纖維

江蘇博實科技:信息化條件下的局部戰爭,後勤物資保障具有準時、量大、距離遠、技術要求高等特點,我軍傳統的運輸保障方式已難以滿足這些要求。貨櫃運輸作為多式聯運的主要方式,具有快速、安全、經濟的突出優勢,成為現代軍事物流中關鍵運輸方式的體現。

碳纖維軍用貨櫃

隨著部隊產品在運輸過程中對外包裝的要求越來越高,傳統的木箱、金屬箱以及注塑箱體有著質量大、裝卸不方便、性能差等因素,無法滿足現有的要求。由於碳纖維複合材料的種種優勢,在軍用箱體方面也開始推展開。

 一、輕量化

碳纖維絲的密度區間為1.5~2.0g/cm^3,相對於大部分金屬材料要小很多,即便很輕的鋁也要比碳纖維高出一倍。碳纖維多使用的樹脂基體,大部分樹脂的密度比碳纖維絲還要低,所以碳纖維複合材料重量相對於金屬材料有著明顯的優勢。相比我們常見的鋼材料,碳纖維複合材料相比要輕四倍以上。

碳纖維複合材料應用於軍用貨櫃的箱體製作,能夠極大程度減少其整體質量,對於遠距離、裝卸難度大的軍事運輸,有著非常積極的作用。但重量輕僅僅是碳纖維複合材料的特點之一,塑料材質也能達到相似的重量優勢。碳纖維複合材料另一大特點是高強度高剛度,在應用領域中多作為金屬材料的升級替代材料。

 二、高強度、高剛度

碳纖維樹脂複合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比鋼高。

三、耐腐蝕性能好

碳纖維是一種非金屬材料,電化學活性不高,在一些酸鹼鹽中彈性模量、強度等方面的優秀性能基本上無變化。因此,作為增強材料來說,碳纖維在耐腐蝕能力有足夠的保證。

碳纖維軍用貨櫃的耐腐蝕性能有好幾種表現。比如說自然環境中,抵抗太陽、輻射稱之為耐候性,還有一些高溼度環境,像雨水浸泡,這個可以稱之為耐水性,當然還有抵抗化學介質的腐蝕。

四、電磁屏蔽性能好

碳纖維常見的體積電阻率在(0.8—1.8)×10- 3Ω.cm 之間,並且電導率會隨著熱處理溫度的升高而增大。因此,碳纖維在經過高溫石墨化處理之後,可以成為電磁波的優良反射材料。

通過對碳纖維表面進行改性可以提高碳纖維的電磁屏蔽性能,其方法主要包括表面活化、表面沉積、表面鍍金屬以及截面異形化。通過對連續碳纖維表面活化增加碳纖維樹脂基複合材料的多次反射,從而提高碳纖維複合材料的屏蔽效能。

 五、抗衝擊性能好,使用壽命長

將同尺寸的碳纖維、鋁合金、尼龍PA11和PP塑料運輸箱樣品放置於標準大氣壓力環境下,經受脈衝寬度為11ms、加速度為150m/s2的衝擊試驗,三個軸向各進行三次,按照相同高度進行跌落試驗。在經受衝擊振動實驗和跌落試驗後,碳纖維和PP塑料材質的箱體都保存完好,在常規性能檢測中都保持了原有的強度,鋁合金箱體則發生了明顯的形變,尼龍PA11材質箱體出現裂紋,強度僅有試驗前的50%左右。

碳纖維複合材料有著優秀的抗老化性能,經實驗證明,碳纖維箱體的使用壽命可達20年以上,在這段使用期限內,箱體的表面最大老化厚度小於50靘,並且箱體的機械性能不會受到任何影響。

碳纖維軍用箱

目前碳纖維複合材料應用於軍用貨櫃主要專注於其力學性能的開發,未來作戰,我軍必然要利用高效的貨櫃運輸可視性系統。從而可以解決物資重複請領、箱內貨物不清以及貨櫃位置無法判斷等問題大大提高運輸保障速度。  

相關焦點

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  • 了解CFRP碳纖維複合材料
    通常,CFRP複合材料使用熱固性樹脂,例如環氧樹脂,聚酯或乙烯基酯。儘管在CFRP複合材料中使用了熱塑性樹脂,但「碳纖維增強的熱塑性複合材料」通常以其首字母縮寫CFRTP複合材料形式出現。當使用複合材料或在複合材料行業中使用時,了解術語和首字母縮寫很重要。更重要的是,有必要了解FRP複合材料的性能以及各種增強材料(例如碳纖維)的性能。
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    【科普知識】概述碳纖維複合材料​定義、性能優勢及在羽毛球拍中的應用 2020-12-11 07:00 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
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  • 「貴族」用料碳纖維,在汽車應用上為何叫好不叫座?
    它的名字,叫碳纖維複合材料。這種極輕的輕量化材料,並不是一種新出現的材料。他早期應用集中體現在航空航天領域,從1975年開始首先應用在軍用飛機上,從1980年代開始應用在民用飛機上,一架Boeing787飛機的結構用量超過50%。隨著汽車行業越來越迫切的輕量化需求,碳纖維開始在傳統汽車和新能源汽車逐步得到嘗試和應用。
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