【专业讲堂】一文了解碳纤维复合材料领域27个专业术语
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料碳纤维增强复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer, 简称CFRP)是以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等为基体所形成的复合材料，简称碳纤维复合材料。
碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧蚀性能三个方面。
(1)密度低(1.7g/cm3左右)在承受高温的结构中，它是最轻的材料;高温的强度好，在2200oC时可保留室温强度;有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力-应变曲线呈现"假塑性效应"即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可达到原来的载荷水平。
(2)热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异。
(3)耐热烧蚀的性能好，热烧蚀性能是在热流作用下，由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部,C-C材料是一种升华-辐射型材料。
复合原理它以碳纤维或碳纤维织物为增强体，以碳或石墨化的树脂作为基体。
复合以后的这种材料在高温下的强度好，高温形态稳定，升华温度高，烧蚀凹陷性，平行于增强方向具有高强度和高刚性，能抗裂纹传播，可减震，抗辐射。
碳纤维增强尼龙的特色碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特色，与玻璃纤维比较，模量高3〜5倍，因而是一种取得高刚性和高强度尼龙资料的优秀增强资料。
碳纤维复合资料可分为长（接连）纤维增强和短纤维增强两大类。
纤维长度可从300~400m 到几个毫米不等。
曩昔10年中，大家在改善不一样品种的碳纤维复合资料加工办法和功能方面投入了许多的研讨。
从预浸树脂到模塑法加工，从短纤维掺混塑料注射加工到层压成型，在碳纤维复合资料及制品制造方面积累了许多成功的经历。
碳纤维复合材料的特点和应用
碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Composites）是一种由碳纤维和树脂（通常是环氧树脂）混合制成的高性能复合材料。
它具有许多独特的特点和广泛的应用领域：特点：高强度和轻质：碳纤维本身具有极高的强度和刚度，与其质量相比，它比许多金属更轻。
这使得碳纤维复合材料非常适合在需要高强度和轻质的应用中使用。
卓越的刚性：碳纤维复合材料具有卓越的刚性，可以在高强度负载下保持形状和结构稳定性。
抗腐蚀性：碳纤维不会腐蚀，这使得碳纤维复合材料在恶劣环境下具有耐久性。
设计自由度：制造碳纤维复合材料的过程可以根据设计要求进行定制，具有很高的灵活性，可用于各种形状和尺寸的零部件。
疲劳寿命：碳纤维复合材料通常具有良好的疲劳寿命，能够在循环负载下长时间保持性能。
电导率：碳纤维是导电的，这在一些应用中可以派上用场。
应用：航空航天领域：碳纤维复合材料广泛用于飞机和宇宙飞船的结构部件，以减轻飞机的重量，提高燃料效率，并增加飞行性能。
汽车工业：碳纤维复合材料在汽车制造中用于减轻汽车的重量，提高燃油效率和电池电动汽车的续航里程。
体育用品：用于制造高性能的自行车框架、高尔夫球杆、网球拍、滑雪板和其他体育用品，以提高强度和性能。
建筑业：在建筑结构中使用碳纤维复合材料以增强强度和耐久性，例如在桥梁、地震防护装置和建筑材料中。
能源行业：用于制造风力涡轮机叶片和油井钻具，以提高强度和耐久性。
医疗领域：用于制造医疗设备和假体，如人工心脏瓣膜、骨科植入物等。
体育和休闲：用于制造高性能自行车、高尔夫球杆、滑雪板、网球拍等体育器材。
船舶制造：在船体和船载设备中使用碳纤维复合材料，以降低船只重量并提高性能。
总之，碳纤维复合材料的高强度、轻质、刚性和耐久性使其成为多个领域的理想选择，尤其是需要高性能、低重量和高强度的应用。
在未来，随着技术的不断进步，碳纤维复合材料的应用领域还将不断扩大。
复合材料工艺术语详解
碳纤维增强树脂基复合材料carbon fiber reinforced resin matrix composite以碳纤维或石墨纤维及其制品增强的树脂基复合材料，是目前应用最多的一种先进复合材料。
碳纤维是以有机原丝为主要原料，经预氧化、碳化、石墨化得到。
按力学性能分为中强中模型、高强型和高模型三种，碳纤维增强体织物有平纹布、缎纹布、无纬布及三向编织物等。
常用的树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂及聚苯硫醚树脂等。
碳纤维树脂复合材料具有比强度高、比模量高、热膨胀系数很小、导电、自润滑性好等优良性能，但冲击强度与层间剪切强度偏低。
碳纤维复合材料常采用热压成型、缠绕成型、特别是用作航空航天结构件需要热压罐成型，目前主要应用于航空航天工业中作主、次及非承力结构材料，如机翼、副翼、尾翼、喷管、火箭壳体等，少量用于某些医疗器械、体育用品及自润滑耐磨机械零件，如齿轮、轴承等。
玻璃纤维增强树脂基复合材料glass fiber reinforced resin matrix composite俗称玻璃钢，是以玻璃纤维及其制品或短切纤维增强的树脂基复合材料。
现代复合材料是从玻璃纤维复合材料开始的，是目前用量最多的一种复合材料。
玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成的细丝，直径一般为5～20μm，纤维越细，性能越好。
按原料组分可分为有碱、中碱、无碱和特种玻璃纤维。
制品主要有玻璃布，按编织方法不同，有平纹、斜纹、缎纹、单向、无捻布等，其性能、价格不同，如缎纹布拉伸、弯曲强度较平纹布好。
常用的树脂基体有不饱和聚酯、环氧、酚醛树脂及热塑性的聚丙烯、尼龙、聚苯醚树脂等，其中不饱和聚酯工艺性能好，最为常用。
玻璃纤维在复合前需进行表面处理，除去浸润剂，有利于提高与树脂的粘附力和耐湿性。
该种复合材料与其他复合材料一样具有性能的可设计性，轻质高强；耐腐蚀性能好，可耐氢氟酸和浓碱外的大多数化学试剂；绝缘性好，透波率高；绝热性好，超高温下可大量吸热，成本低。
【专业讲堂】CFRP：如何理解各向同性、准各向同性和各向异性？
【专业讲堂】CFRP：如何理解各向同性、准各向同性和各向异性？编者按：CFRP领域专业术语较多、知识内容繁杂，⽽为了提⾼CFRP领域的丰富专业知识、提升专业技能，特开辟专业知识讲堂板块，为⼤家介绍CFRP领域丰富的专业知识，欢迎⼤家多多指正，相互学习、共同进步！⾼性能碳纤维以优异的⾼⽐强度和⾼⽐刚度著称，⽽在碳纤维应⽤时我们需要了解纤维取向会如何影响碳纤维增强塑料（CFRP）层压板的强度和刚度。
CFRP层压板有多种设计⽅法，⽽层压板倾斜⽅向不同就会产⽣不同的结构属性，⽽这些属性主要分为：各向同性、准各向同性和各向异性。
各向同性：在材料任何⽅向上经测试得到的强度和刚度均相同，这种材料即为各向同性材各向同性料，其典型代表如：玻璃、⾦属等。
准各向同性：材料仅在某⼀平⾯内具有各向同性，换句话说，材料强度和刚度在零件平⾯准各向同性：内所有⽅向上均相等，但垂直⾯上可能会存在差异。
⼤多数CFRP层压板都属于此类。
各向异性：在整个材料的不同⽅向上具有不同强度和刚度的材料。
例如，⽤全部沿⼀个⽅各向异性向取向的纤维制成的碳纤维层压材料是完全各向异性的。
其他层压板设计可以具有不同程度的各向异性，这主要取决于层压板设计的平衡程度。
准各向同性碳纤维层合板的制备当纤维在铺层中的取向平衡时，CFRP层压板便具有准各向同性的特性，进⽽⽆论材料的加载⽅向如何，其强度和刚度均保持不变。
⽆论单个碳纤维层或层压板是由机织物或单向碳纤维制成，将它们组合成设计合理的层压板堆中时，都可以形成各向同性材料。
准各向同性CFRP层合板是在层合板的⽅向保持平衡的情况下制成的，这样层合板的拉伸强度在每个平⾯⽅向上都是相同的。
通常，准各向同性板是使⽤碳纤维织物制成的，其铺层⽅向为0°、90°、+45°和-45°，其中⾄少12.5%的铺层在这四个⽅向上。
0°、60°和120°定向单向层也可以达到准各向同性性能。
碳纤维名词解释
碳纤维名词解释碳纤维是一种不可替代的现代材料，由原料（碳原料）制成，在航空航天、汽车、运动器材、工业制品、医疗器械等领域有广泛应用，并拥有极高价值。
什么是碳纤维（Carbon Fiber）？碳纤维是一种非金属纤维，由含碳元素的合成材料（例如碳棒、碳粉末等）经过高温热处理、制造和改性等工艺，形成独特的结晶结构及立体网络结构，形成具有高强度及优异特性的复合材料点缀，是一种具有高承载能力的碳模板材料。
碳纤维具有优良的力学性能、抗拉强度、抗压强度、耐热性、耐腐蚀性以及较低的密度等特点，所以得到了广泛的应用，在航空航天、汽车、运动器材、工业制品、医疗器械等领域均有使用。
首先，碳纤维在航空航天领域的应用非常广泛，主要应用于飞机机身的结构件及引擎的部件，例如：碳纤维复合材料用于制作飞机机身外壳、机翼、机尾及发动机的部件；碳纤维增强树脂（CFRP）用于制作结构的复合材料，可以提高飞机机身和发动机的安全性，减少飞机的质量，降低燃油消耗，提高飞机的抗拉强度、抗压强度等性能；此外，碳纤维复合材料还可以用于制作飞机机身上的应急发电机、舱内安全设备，以及用于动力装置的冷却系统支架等。
其次，碳纤维在汽车领域的应用也很广泛，主要是用来制造汽车车身的结构件，例如：碳纤维复合材料用于制作汽车车身框架、汽车车身护板、车门、车顶及轮毂等；碳纤维增强树脂（CFRP）用于制作车身结构复合材料，可以提高汽车车身的抗拉强度、抗压强度等性能，以及减轻汽车重量，提高汽车的动力性能和油耗，使车辆更稳定、更舒适而又更省油；此外，碳纤维复合材料还可以用于汽车安全带、车窗及车内空间改善等。
最后，碳纤维还可用于制造运动器材、工业制品、医疗器械等。
碳纤维复合材料的优异特性吸引了国内外众多企业的合作，以应用碳纤维材料制造运动器材、工业制品、医疗器械等产品。
例如，碳纤维复合材料可用于制造自行车、滑雪板、高尔夫球杆、建筑铝材、家具及医疗器械等，其优良的力学性能、抗拉强度、抗压强度、耐热性、耐腐蚀性以及较低的密度可满足众多应用需求。
【技术干货】一文详解复合材料领域的专业术语（中英对照版）：上篇
【技术干货】一文详解复合材料领域的专业术语（中英对照版）：上篇促进剂（Accelerator）：加速树脂的固化添加剂（Additives:）：用于添加到树脂/化合物中以赋予特定性能（例如阻燃性和抗紫外线性）粘合剂（Adhesive）：用于配合表面以通过表面附着将它们粘合在一起的物质。
粘合剂可以是液体、薄膜或糊状。
芳纶（Aramid）：高强度、高刚度的芳族聚酰胺纤维起泡（Blistering）：由内部局部压力引起的成型部件中不希望出现的凸起区域，通常是由于敲击空气、挥发性反应副产物或渗透进入的水造成的。
块装模塑料 (Bulk Moulding Compound ，BMC)：聚酯树脂/玻璃纤维预混料，用于注塑或传递模塑，也称为面团模塑料(Dough Moulding Compound ，DMC)碳纤维（Carbon fiber）：以重量轻、强度高、刚度大而著称的增强纤维。
催化剂（Catalyst，也称为硬化剂）：引发树脂聚合的化合物（通常是有机过氧化物）短切股线（Chopped strands）：由增强纤维的连续长丝股线切割而成的短股线，不以任何方式连接在一起无尘室（Cleanroom）：无尘室是一个受控环境，它使用过滤去除空气中的污染物，创造一个一致且可重复的制造环境。
复合材料（Composite）：由树脂和增强材料（通常是纤维）组成的材料抗压强度（Compression strength）：材料破坏时的压碎载荷除以试样的横截面积芯（Core）：在夹层结构中，连接内层和外层的中心组件。
泡沫、蜂窝和木材都是常用的芯材。
耐腐蚀性（Corrosion resistance）：材料承受与周围自然因素接触而不降解或改变性能的能力。
对于复合材料，腐蚀会导致开裂。
偶联剂（Coupling agent）：在树脂基体/增强材料界面促进或建立更牢固结合的化学物质开裂（Cracking）：成型材料的分离，在零件的相对表面上可见并延伸到整个厚度（断裂）固化（Cure）：热固性树脂在热作用下通过分子结构的交联硬化的过程固化剂（Curing agents）：用于热固性树脂固化的化合物固化时间（Curing time）：树脂完全固化所需的时间分层（Delamination）：沿层压材料的层平面分裂、物理分离或失去粘合直接粗纱（Direct roving）：通过直接从套管上缠绕一定数量的细丝制成的粗纱面团模塑料 (Dough moulding compound，DMC)：聚酯/树脂纤维预混料，用于注塑或传递模塑，也称为块状模塑料(Bulk Moulding Compound，BMC)纤维（Fiber）：一种长度连续的细丝状物质，其特点是长度与厚度或直径的比值很高长丝（Filament）：连续的、细直径、长度很长的纤维填料（Filler）：添加到树脂中以扩展树脂或赋予特殊性能的材料（通常成本较低）整理（Finishing）：将偶联剂应用于纺织品增强材料以改善纤维/树脂的粘合弯曲强度（Flexural strength）：材料弯曲时的强度，表示为弯曲试验样品在失效瞬间的应力。
碳纤维及其复合材料术语-编制说明
碳纤维及其复合材料术语编制说明1 概述碳纤维是国家加快发展的战略性新兴产业，是国防建设和国民经济发展的重要材料。
2018年3月国家九部委联合发布的《新材料领航行动计划（2018～2020）》中将碳纤维及其复合材料术语标准研制作为领航行动的第一项任务。
标准化工作的重要意义就是通过标准对重复性的事物和概念达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。
概念的统一就是要通过术语定义标准来实现。
《碳纤维及其复合材料术语》标准是碳纤维标准化工作的基础，是制订碳纤维及其复合材料标准的指导和依据。
目前，有关碳纤维及其复合材料的术语和定义很少，甚至在涉及到碳纤维最基本的产品类别方面的最基本的术语都缺乏统一的定义，特别是由于碳纤维及其复合材料的研发和应用涉及到各个行业，例如，生产涉及化工、化纤、纺织、建材、煤炭等多个行业，应用更是涉及航空航天、国防军工、土木工程、交通运输、新能源等各个不同行业。
长期以来，这些行业都有各自习惯术语，有时对相同的事物有不同的名词，这些给碳纤维的生产、应用以及标准化工作都带来很多的困难。
在研究和学习国际标准和国外先进标准的过程中，经常遇到一些名词和术语，也很难查找到相应的中文名词，给正确理解标准带来了困难，甚至会误导了标准的使用者。
例如，ASTM D4018《连续碳纤维和石墨纤维丝束性能的标准试验方法》，是碳纤维最重要的一个测试方法标准，该标准中明确适用于“yarns，rovings and tows”, 但在国内碳纤维行业，这三个名词分别对应于哪些碳纤维产品并不明确。
在国家九部委联合发布的《新材料领航行动计划（2018~2020）》中提及到的“工业级碳纤维”、“大丝束碳纤维”等名词也缺乏明确的定义。
随着碳纤维产业的发展，将有越来越多的技术标准被制定，碳纤维产品会更多地走向国际，技术交流也会更加多样化，应用领域更加的拓展，为此国家标准化管理委员会以国标委发【2019】29号文《关于下达2019年第三批推荐性国家标准计划的通知》下达了制订《碳纤维及其复合材料术语》国家标准的项目，项目编号为：20193164—T—469。
碳纤维复合材料重点发展领域
碳纤维复合材料重点发展领域
碳纤维复合材料是一种新型材料，具有轻量、高强度、高刚度、抗腐蚀等特点，已广泛应用于航空航天、汽车、体育器材、建筑等领域。
随着技术的不断发展，碳纤维复合材料在以下领域有望得到更多应用：
1. 航空航天领域：碳纤维复合材料是制造轻量化飞机、卫星、导弹等的理想材料，未来将在航空航天领域得到更广泛的应用。
2. 汽车领域：碳纤维复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛，特别是在高性能跑车、豪华轿车等方面。
未来，碳纤维复合材料的应用将进一步扩大，例如在电动汽车、自动驾驶汽车等领域。
3. 建筑领域：碳纤维复合材料可以用于建筑结构的加固和修缮，改善建筑物的抗震性能。
此外，在建筑装饰、家具等方面也有应用潜力。
4. 体育器材领域：碳纤维复合材料在制造高性能体育器材方面具有很大的潜力，例如高尔夫球杆、网球拍、自行车等。
总之，碳纤维复合材料是未来材料发展的重要方向之一，将在各个领域得到广泛应用。
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【专业讲堂】一文了解碳纤维复合材料领域27个专业术语
1、粘合剂
薄膜状或糊状的热固性树脂（如环氧、酚醛或BMI），在热量和压力下固化来粘结各种复合材料、金属和蜂窝表面。
2、芳香族聚酰胺
一种源自聚酰胺的高强度、高刚度的纤维。
Kevlar™和 Nomex™都属于芳纶（芳族聚酰胺）。
3、Nomex ™
杜邦的注册商标，包括耐高温芳纶纸、层压纸板、定长纤维和长丝纱线。
Nomex™ 芳纶纸在蜂窝制造中使用。
4、Kevlar ™一种来自杜邦的芳纶纤维。
Woven Kevlar™ 用于弹道和复合材料应用。
5、玻璃纤维
通过拉伸熔融玻璃制成的长丝。
被 Hexcel 编织成织物，常用作复合材料的增强体。
6、PAN (Polyacrylonitrile)
一种高分子聚合物，它被纺成纤维在某些碳纤维的制造中作为前驱体材料使用。
7、前驱体
制造碳纤维或石墨纤维的 PAN （聚丙烯腈）、人造丝或沥青纤维。
8、碳纤维
通过在 PAN （聚丙烯腈）、人造丝或沥青基体上碳化前驱体纤维
所生成的纤维。
这个术语常与石墨交替使用。
但是，碳纤维和石墨纤维在不同的温度下制造和热处理并且拥有不同的碳含量。
9、复合材料
通过结合两种或两种以上不同的材料，如纤维和树脂，来创造出一种具有特殊结构性能的产品，原材料中没有这些性能。
10、增强体
一种高强度材料，与树脂基体结合形成复合材料。
增强体通常是连续的纤维，它可以进行编织。
玻璃纤维、芳纶和碳纤维是典型的增强体。
11、增强纤维织物
用于预浸料、蜂窝生产中的编织玻璃纤维、碳纤维或芳纶织物。
12、树脂基体
在增强纤维复合材料中，一种配制的聚合物基体。
13、预浸料（预先浸渍）
用高性能增强纤维或织物结合热固性或热塑性树脂基体制成的复合材料。
当在高温高压下固化，会实现特殊的结构属性。
14、蜂窝
一个由金属薄板材料或非金属材料（如树脂浸渍纸或织物）制成的独特的、轻量级的网格结构，形成六边形嵌套单元，在外观上类似于蜂窝的横截面。
15、弹性模量
材料刚度的物理测量。
高模量意味着不易弯曲的材料。
16、纤维缠绕
用来制造复合材料部件如火箭壳体和气缸的过程。
纤维丝浸渍在树脂基体中，然后以预定的图案在所需部件上进行卷绕。
17、夹芯板
薄片组成的坚硬轻质板，例如铝或固化的预浸料层压粘合到低密度的硬芯材料上（如泡沫或蜂窝）。
18、结构
用于飞机和工业应用的成品部件。
对于飞机，它们可能是主要或次要的外部结构。
载重车中的应用包括底盘整流罩和地板。
19、主要结构
飞机上的一个关键承重结构。
如果这种结构受到严重损坏，则飞机不能飞行。
20、工程核芯
生成、塑形、加工或粘接蜂窝的片或块，使其成为异形和复杂形状，作为复合材料部件和结构的制造中的半成品构件。
21、工程产品
复合材料构件成品，通常是由预浸料、蜂窝、粘合剂和组装的构件制成。
这些构件已准备好直接连接到一个结构上（例如，飞机）或连接到子组件上。
新兴的制造工艺允许直接从增强纤维/织物和基体树脂制造工程化产品。
22、整流罩或引擎罩
喷气发动机的外部保护壳，传统上由金属制成。
整流罩主要为发动机提供基本的保护和支撑结构。
23、整流罩
飞机的二级结构，它提供增强的空气动力特性。
通常可以在机翼与机身相连处或者机翼的前缘和后缘的各个位置发现整流罩。
24、进气道
限制和传导空气的进气通道或管道。
它们通常位于飞机发动机进气端的整流罩上，帮助推进和发动机冷却。
25、内部结构
飞机内部组件成品，如头顶储物箱、厕所、侧墙、地板和天花板。
26、发动机短舱
整流罩内喷气发动机的保护壳，通常由蜂窝材料制成。
提供噪音吸收、绝缘、结构支撑功能，并可以辅助散热。
27、天线罩
保护飞机雷达系统免受元素损害同时允许雷达信号传输的外壳。
通常，雷达天线罩位于飞机机头前端，但也可以位于飞机的其他位置。
（来源Hexcel官网）。