二維碳纖維織物的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用簡介

二維碳纖維織物的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用簡介前言碳纖維是由有機(jī)纖維（聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠纖維或酚醛纖維等）經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料纖維。碳纖維的含碳量在90%以上，呈黑色，具有強(qiáng)度高、比模量高（強(qiáng)度為鋼鐵的10倍，質(zhì)量僅有鋁材的一半）、質(zhì)輕、耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)小、耐高低溫等優(yōu)越性能，在工程上應(yīng)用較多。目前世界碳纖維年產(chǎn)量達(dá)到4.0x104t以上的公司主要有日本的東麗、東邦人造絲和三菱人造絲，美國的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA，德國的SGL西格里集團(tuán)，韓國的泰光產(chǎn)業(yè)，我國臺(tái)灣的臺(tái)塑集團(tuán)等，他們掌握了碳纖維生產(chǎn)的核心技術(shù)。在國內(nèi)，目前利用自主技術(shù)研制的少數(shù)T300、T700和T800級(jí)碳纖維產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平，盡管國內(nèi)碳纖維產(chǎn)量少，但碳纖維的用量需求較大。近年來，我國碳纖維需求量保持在15%左右的增速。碳纖維一般不單獨(dú)使用，常被加工成織物、氈、席、帶、紙等，作為增強(qiáng)材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。其中，碳纖維織物是碳纖維重要的應(yīng)用形式之一。碳纖維技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)碳纖維規(guī)格型號(hào)日本東麗是全球最大的碳纖維廠商，它的型號(hào)幾乎已成為碳纖維的標(biāo)桿了，日本東麗的產(chǎn)品有T系列和M系列，T代表高強(qiáng)度，M代表高模量。內(nèi)業(yè)人士交流碳纖維都是說T多少，甚至國產(chǎn)碳纖維也要說明是T多少水平。常見的T300、T400、T700、T800、T1000等，就是按照拉伸強(qiáng)度來進(jìn)行劃分的等級(jí)。T300的拉伸強(qiáng)度為3530MPa,T400拉伸強(qiáng)度為4410MPa,T700拉伸強(qiáng)度為4900MPa，T800碳纖維分為兩種，一種解捻拉伸強(qiáng)度5490MPa,—種無捻拉伸強(qiáng)度5880MPa。強(qiáng)度最高的是T1000，拉伸強(qiáng)度高達(dá)6370MPa。這一系列碳纖維模量相差并不是很大,最低位T300的230GPa,最高位T1000的294GPa,模量均不是太大。東麗公司的M系列碳纖維主打高模量，最初是M30,模量為294GPa,其實(shí)與T800、T1000的模量相當(dāng)。高模量系列碳纖維M30拉伸模量為294GPa，M35拉伸模量為343GPa,M40拉伸模量為377GPa,M46拉伸模量為436GPa,M50拉伸模量為475GPa,M55拉伸模量為540GPa,M60拉伸模量為588GPa,可以看出來M系列碳纖維的拉伸模量拉開的差距還是挺大的。技術(shù)進(jìn)展當(dāng)前,碳纖維向兩個(gè)方面發(fā)展：一是提高,二是普及。提高是指小絲束碳纖維（1?24K）的質(zhì)量提高，普及是指大絲束碳纖維（48?540K）的產(chǎn)量大幅度增加，價(jià)格日趨下降。隨著航空航天飛行器各項(xiàng)性能的不斷提高,對(duì)結(jié)構(gòu)件用材料的性能要求也越來越高。國外碳纖維主要生產(chǎn)商都在積極地開發(fā)超高強(qiáng)度、超高模量的碳纖維。日本東麗公司已開發(fā)出高強(qiáng)型T1000系列碳纖維，其抗拉模量為295GPa,拉伸強(qiáng)度達(dá)7.05GPa,而高強(qiáng)高模MSJ型抗拉模量達(dá)640GPa,抗拉強(qiáng)度為3.62GPa。在新工藝和新技術(shù)方面,日本三大公司和韓國cheil合成工業(yè)公司繼承發(fā)明了PAN原絲至碳化等系統(tǒng)的新技術(shù)，其中三菱人造絲公司提出相當(dāng)于T700性能水平碳纖維的PAN原絲指標(biāo)。美國wilkinson公司也在研制PAN原絲，而英國國防安全部在研制中空碳纖維原絲及碳纖維。在預(yù)氧化、碳化方面,東麗最近發(fā)表了30K-100KPAN基大絲束的燒成方法,可以使長度較短的大絲束進(jìn)行連續(xù)碳化。三菱人造絲發(fā)明的新型碳化爐,可抑制碳化反應(yīng)生產(chǎn)的分解物附著和堆積于爐壁和纖維上,從而穩(wěn)定高效地生產(chǎn)高強(qiáng)度高模量的碳纖維。東麗公司則研制一種三葉形斷面的PAN原絲及碳纖維,可改進(jìn)與樹脂的粘合性、壓縮強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。今后日本先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展方向是：在增強(qiáng)材料方面,進(jìn)一步提高碳纖維的強(qiáng)度和模量,降低成本；在樹脂基體方面,主要提高樹脂的沖擊后壓縮強(qiáng)度和耐濕熱性；在復(fù)合材料成型技術(shù)方面,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整體成型技術(shù),固化監(jiān)控、自動(dòng)化技術(shù)及三維復(fù)合材料技術(shù),同時(shí)提高復(fù)合材料性能和降低制造成本。總的來講,制備碳纖維的新技術(shù)可歸納為三大方面：（1） 研究發(fā)展廉價(jià)原絲。在高性能碳纖維成本中原絲所占比例約為40-60%,國外從兩方面降低原絲的成本,一是試探采用聚丙烯腈外的其它材料作為制備高性能碳纖維的原絲,包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯等其它聚烯類高分子材料以及木質(zhì)素等；二是改進(jìn)現(xiàn)有工藝聚丙烯腈原絲的技術(shù)，達(dá)到降低成本的目的，包括采用紡織用的聚丙烯腈、化學(xué)改性、輻照穩(wěn)定化處理等。研究發(fā)展新的預(yù)氧化技術(shù)。預(yù)氧化工序在高性能碳纖維成本中所占的比例約為15-20%，而且預(yù)氧化工序的時(shí)間也比較長?？s短生產(chǎn)周期，降低成本有重大現(xiàn)實(shí)意義。目前在預(yù)氧化方面的新思路是采用等離子技術(shù)。研究發(fā)展新的碳化和石墨化技術(shù)。碳化和石墨化是制備高性能碳纖維的關(guān)鍵工序，在成本中所占比例約為25-30%，對(duì)產(chǎn)品的最終性能影響極大。在碳化和石墨化方面的新思路是采用微波技術(shù)。最新碳纖維技術(shù)動(dòng)向碳纖維技術(shù)開發(fā)新方向包括：碳纖維性能的提高；基體樹脂技術(shù)；成型技術(shù)三個(gè)方面。碳纖維性能的提高為了適應(yīng)用途方面的性能提高，謀求強(qiáng)度、彈性模量及成本的平衡：碳纖維的抗壓縮強(qiáng)度提高，通過把硼離子在高電壓下進(jìn)行加速照射，使結(jié)晶結(jié)構(gòu)微細(xì)化，抗壓縮強(qiáng)度可提高1.3-2.0倍；高彈性模量化碳纖維彈性模量達(dá)到690GPa,抗拉強(qiáng)度達(dá)到3.4GPa；為了提高耐沖擊性，使碳纖維和基體樹脂的粘接平衡，對(duì)碳纖維界面進(jìn)行表面處理；碳纖維價(jià)格降低?；w樹脂技術(shù)低溫固化的耐熱性樹脂；熱熔融樹脂；不燃樹脂；碳納米纖維配合碳纖維樹脂預(yù)浸料，提高層間抗剝離強(qiáng)度和耐壓縮強(qiáng)度。成型技術(shù)努力開發(fā)成型的高速化、低價(jià)格化、適應(yīng)批量生產(chǎn)的成型技術(shù)及中間體材料。這些技術(shù)包括：高速成型技術(shù)：樹脂灌注成型、樹脂膜灌注成型(RFI)、RTM成型、擠拉成型、高速纏繞(FW)成型、SMC/BMC成型等技術(shù)并進(jìn)行積累。帶有數(shù)字控制(NC)的自動(dòng)鋪層法：在航空飛機(jī)部件的高壓釜成型中，為了優(yōu)先使曲面形預(yù)浸料鋪層合理化和高速化，引入了帶NC的自動(dòng)鋪層機(jī)。全自動(dòng)纖維分布：復(fù)合材料的成型材料(窄幅預(yù)浸料)被開發(fā)出自動(dòng)鋪層的先進(jìn)裝置。非加熱成型技術(shù)：由于電子射線和光固化為非加熱成型技術(shù)，是低成本、高性能的大型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制造方法。RTM成型技術(shù)的進(jìn)化：把批量生產(chǎn)、低壓、低溫、強(qiáng)化纖維體積分?jǐn)?shù)、方向、位置設(shè)定自由等特征為研發(fā)的意向。另外，因?yàn)檠a(bǔ)強(qiáng)材料、夾層芯材和嵌件一體成型的可行性，使船身等大型構(gòu)件的成型成為可能。ACM熱成型體系：由連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基體的ACM片材的成型法。碳纖維的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)今世界碳纖維有如下發(fā)展趨勢(shì)：產(chǎn)品性能趨向于高性能化；低成本化，價(jià)格將大幅度降低；航天航空和文體用品領(lǐng)域用量穩(wěn)定增加，民用工業(yè)用量增幅較大，已超過前兩者。特別是隨著大絲束碳纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，其價(jià)格將不斷降低，民用工業(yè)用量將繼續(xù)保持大幅度增加的趨勢(shì)。目前，碳纖維的市場(chǎng)需求在北美、歐洲、亞洲基本上呈鼎足之勢(shì)。按應(yīng)用領(lǐng)域劃分，世界聚丙烯腈基碳纖維主要用于宇航、文體休閑用品、其它工業(yè)等領(lǐng)域，其總體消費(fèi)比例分別為25.2%、31.4%、43.4%，不同地區(qū)各有側(cè)重。文體用品方面，目前碳纖維材料已從釣魚竿和高爾夫球棒推廣到網(wǎng)球拍、羽毛球拍、高爾夫球桿、冰雪運(yùn)動(dòng)器材、水上運(yùn)動(dòng)器材等方面，需求量穩(wěn)步、較快增長。其中高爾夫球桿、網(wǎng)球拍和釣魚竿是體育用品用碳纖維復(fù)合材料的三大支柱產(chǎn)品、約占該類產(chǎn)品的80%。一般產(chǎn)業(yè)對(duì)碳纖維材料的應(yīng)用發(fā)展比較迅速，包括基礎(chǔ)設(shè)施的修復(fù)、更新和加固；新能源開發(fā)如沿海油氣田、深海油田的鉆井平臺(tái)、管道和纜繩等，以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺旋槳和風(fēng)葉；汽車的剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、車身以及環(huán)保汽車用的壓縮天然氣氣瓶；電子領(lǐng)域的應(yīng)用主要有通信、廣播、地球觀測(cè)、空間探測(cè)以及各種飛行器的高精度天線。一般產(chǎn)業(yè)的需求增長較快，將成為碳纖維新的主要應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)纖維的方向，可以將碳纖維布分為單向布、雙向布、多項(xiàng)布等；根據(jù)織造方式不同，可以分為機(jī)織碳纖維布、針織碳纖維布等。機(jī)織碳纖維布機(jī)織碳纖維布，主要有：平紋布，斜紋布，緞紋布，單向布等。單向布碳纖維單向織物是將大量的碳纖維長絲沿一個(gè)主方向（通常是經(jīng)向）均勻平鋪，用較少的碳纖維絲將主方向上的碳纖維絲編織在一起，形成較薄的、以主方向上纖維受力的碳纖維織物。特點(diǎn)就是在某個(gè)方向強(qiáng)度很高，而在與纖維垂直的方向強(qiáng)度很低。表1澳盛單向碳布力學(xué)性能指標(biāo)產(chǎn)品型號(hào)強(qiáng)度級(jí)別克重（g/m2）理論厚度（mm）抗拉強(qiáng)度（MPa）彈性模量（GPa）伸長率（%）SHBI-200咼強(qiáng)I級(jí)2000.111>3400>2.3x105>1.6I-300高強(qiáng)I級(jí)3000.167>3400>2.3x105>1.6II-200高強(qiáng)II級(jí)2000.111>3000>2.0x105>1.5II-300咼強(qiáng)II級(jí)3000.167>3000>2.0x105>1.5碳纖維單向織物可用于建筑或工程上的柱、橋工程等的修復(fù)加固或煙囪的加固，是加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料，其拉伸強(qiáng)度在2400MPa?3400MPa之間，比普通碳素鋼板的拉伸強(qiáng)度（240MPa）更高?？椢镔|(zhì)量輕（200g/m2?300g/m2）且厚度薄（0.1mm?0.2mm）,具有一定的柔軟性能，幅寬在20cm?100cm，織物卷繞長度為50m?100m，在橋梁加固的實(shí)際應(yīng)用中較為靈活，廣泛應(yīng)用于建筑橋梁的抗震修復(fù)和加固補(bǔ)強(qiáng)。碳纖維單向織物在飛機(jī)、體育運(yùn)動(dòng)器材領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛，如在某軍用飛機(jī)上應(yīng)用了99g/m2?110g/m2（經(jīng)密15根/cm）的碳纖維單向織物；體育方面如高爾夫球桿、魚桿等。雙向布雙向碳纖維布是使用碳纖維絲束，經(jīng)、緯雙向編織而成，雙向碳纖維布可以避免單向布只在一個(gè)方向上受力的缺點(diǎn)。雙向碳纖維布材料輕、薄、柔軟、強(qiáng)度高、耐老化，除了作為加固材料，還可以作為碳纖維復(fù)合材料的外觀件，做出來的材料具有碳纖維酷炫的外觀質(zhì)感。平紋編織布平紋編織的特點(diǎn)是經(jīng)紗和緯紗以一上一下的規(guī)律交織。也就是經(jīng)緯紗每隔一根紗就交錯(cuò)一次，所以交織點(diǎn)最多，使織物堅(jiān)牢、耐磨、硬挺、平整，但彈性較小，光澤一般，平紋織物密度不可能太高，較為輕薄，耐磨性較好，透氣性較好，布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài)，纖維彎曲點(diǎn)比較多，在受拉伸過程中伸長率較高。同時(shí)由于相鄰兩根經(jīng)紗和相鄰兩根緯紗交織點(diǎn)位置由于纖維束的滑動(dòng)出現(xiàn)眼孔。平紋編織的變種形式也很多，比如12K經(jīng)紗與1K緯紗混合編織。由于經(jīng)線和緯線方向上纖維束的反射光不同，因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀，類似于國際象棋的棋盤。平紋編織具有均勻?qū)ΨQ性，結(jié)構(gòu)上是完整的，擁有最佳的纖維穩(wěn)定性和合理的孔隙率。但是這種織物具有非常高的褶皺率，從而消弱了約15%的纖維力學(xué)強(qiáng)度。圖1平紋織物斜紋編織布斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路，這個(gè)紋路方向上并不存在纖維束，而是由于纖維束經(jīng)緯向編織過程，經(jīng)向或緯向纖維束跳過兩束緯向或經(jīng)向纖維進(jìn)行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小，纖維束浮長增大，同時(shí)相鄰兩個(gè)纖維束錯(cuò)開一個(gè)編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點(diǎn)。這種斜紋外觀具有很強(qiáng)的立體感，目前在汽車改裝應(yīng)用市場(chǎng)上非?；鸨脕碜銎嚫难b制品，比如面板、引擎蓋、排氣筒等。斜紋的編織可以最大程度上保留纖維的強(qiáng)度及模量。圖2斜紋織物緞紋編織布緞紋編織具備單獨(dú)的、互不連續(xù)的經(jīng)交織點(diǎn)（或緯交織點(diǎn)）在組織循環(huán)中有規(guī)律的均勻分布，這樣的編織形式稱為緞紋。它的特點(diǎn)是經(jīng)線（或緯線）浮線較長，交織點(diǎn)較少，它們雖形成斜線，但不是連續(xù)的，相互間隔距離有規(guī)律而均勻，此纖維布結(jié)構(gòu)形式稱為緞紋組織。緞紋纖維布經(jīng)紗和緯紗至少隔三根才交織一次因此這種編織結(jié)構(gòu)使織物密度更高，因而纖維布更加厚實(shí)。這種緞紋纖維布表面平滑勻整，質(zhì)地柔軟，富有光澤或稍呈紋路。緞紋編織具備相當(dāng)高的雙向強(qiáng)度，高纖維含量，低孔隙率，非常優(yōu)越的柔韌性。我們經(jīng)常能聽見的是四枚緞紋、五枚鍛紋、八枚鍛紋。圖3緞紋織物表2澳盛科技雙向布生產(chǎn)規(guī)格序號(hào)品名規(guī)格型號(hào)纖維克重（g/m2）幅寬（mm）13k平紋200g碳纖布C13KP200g2001000150023k平紋200g碳纖布C13KT200g2001000150033k平紋210g碳纖布C13KP210g2101000150043k平紋210g碳纖布C13KT210g2101000150053k平紋220g碳纖布C13KP220g2201000150063k平紋220g碳纖布C13KT220g2201000150073k平紋240g碳纖布C13KP240g2401000150083k平紋240g碳纖布C13KT240g2401000150096k平紋300g碳纖布C16KT300g3001000106k平紋540g碳纖布C16KP540g54010001112k平紋400g碳纖布C112KP400g4001000

1212k平紋400g碳纖布C112KT400g40010001312k平紋420g碳纖布C112KP420g42010001412k平紋480g碳纖布C112KP480g48010001512k平紋480g碳纖布C112KT480g48010001612k平紋600g碳纖布C112KP600g60010001712k平紋640g碳纖布C112KP640g6401000表3康得復(fù)材雙向布生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品編號(hào) 纖維類型織物經(jīng)緯密度（根/10cm）幅寬厚度織物密度經(jīng)紗緯紗結(jié)構(gòu)經(jīng)向密度緯向密度（cm）（mm）（g/m2）CK03P2003K3K平紋50501000.3200CK03P2403K3K平紋60601000.32240CK03T2003K3K斜紋50501000.3200CK03T2403K3K斜紋60601000.32240CK03S3203K3K緞紋80801000.36320CK12P40012K12K平紋25251000.46400CK12P48012K12K平紋30301000.52480CK12T48012K12K斜紋30301000.52480CK12T64012K12K斜紋40401000.64640其它碳纖維布-展寬布展寬布是通過特殊的工藝使常規(guī)的2-3毫米寬度的碳纖維紗寬度增加數(shù)倍展寬布相比傳統(tǒng)碳纖維布具有更輕、更薄、單絲平行排列且密度分布均勻的特點(diǎn)在使用中具有更好的減重效果。圖4展寬布表4展寬布生產(chǎn)規(guī)格品名規(guī)格型號(hào)纖維克重（g/m2）幅寬（mm）碳纖展寬布12k88g881000碳纖展寬布12200g2001000碳纖維雙向機(jī)織物的應(yīng)用碳纖維雙向機(jī)織物主要在工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)材料。碳纖維平紋織物多用于結(jié)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，與配套膠黏劑共同使用，可構(gòu)成完整、性能卓越的碳纖維織物增強(qiáng)體系。碳纖維斜紋和緞紋織物主要用作一些構(gòu)件的表面。目前，航空航天業(yè)仍然是碳纖維消費(fèi)的最大市場(chǎng)，占據(jù)了市場(chǎng)份額的21%。國防、航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的碳纖維織物一般是特制的軍用牌號(hào)1K和3K碳纖維織物，以平紋織物為主，其特點(diǎn)是織造較為精細(xì)，強(qiáng)度高，一般和特制樹脂配合使用。在船舶工業(yè)、交通工業(yè)、建筑加固、體育器材等方面也有大量應(yīng)用。針織軸向織物針織工藝具有技術(shù)靈活性、結(jié)構(gòu)多樣性、原料普適性、裝備高效性的特點(diǎn)，隨著原料和裝備的不斷研發(fā)和創(chuàng)新，針織產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的比重日漸提升。據(jù)悉，世界上第一種進(jìn)入服役的第五代戰(zhàn)斗機(jī)，美國的F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)通過采用包括碳纖維多軸向經(jīng)編復(fù)合材料在內(nèi)的多種碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，主翼垂尾翼、平尾翼以及機(jī)身蒙皮等部位用量比例高達(dá)35%，明顯減輕了機(jī)身重量，提高了機(jī)動(dòng)靈活性以及抗疲勞、抗腐蝕等性能。針織軸向織物的開發(fā)主要是適應(yīng)高強(qiáng)、高模類高性能纖維在紡織復(fù)合材料中的應(yīng)用而發(fā)展起來的。軸向針織技術(shù)是一種將一組或多組平行伸直的紗線通過編織紗綁縛成整體的先進(jìn)編織方法。由于被襯入的軸向紗線在織入時(shí)均呈直線狀態(tài)因而能夠充分發(fā)揮高性能纖維高強(qiáng)、高模的特性。針織軸向織物按照紗線襯入方向的不同可分為：單軸向、雙軸向和多軸向織物；按照生產(chǎn)加工裝備的不同可分為經(jīng)編軸向織物和緯編軸向織物。經(jīng)編經(jīng)編單軸向織物

圖5經(jīng)編單軸向織物表5康得復(fù)材經(jīng)編單軸向織物規(guī)格規(guī)格纖維面密度（g/m2）纖維規(guī)格/纖維克重標(biāo)準(zhǔn)幅寬（mm）標(biāo)準(zhǔn)卷（m）0°+45°45°90°CFF75U7512K/75GF/68tex1270100CFF100U10012K/100GF/68tex1270100CFF125U12524K/125GF/68tex1270100CFF150U15024K/150GF/68tex1270100CFF200U20024K/200GF/68tex1270100CFF250U25012K/250GF/68tex1270100CFF300U30024K/300GF/68tex1270100CFF300U30050K/300GF/68tex1270100經(jīng)編雙軸向織物

圖6經(jīng)編雙軸向織物經(jīng)編多軸向織物圖7經(jīng)編多軸向織物（縫編型）圖8縫編型經(jīng)編多軸向織物在針織過程中可能發(fā)生的損傷圖9經(jīng)編多軸向織物（針織型）表6康得復(fù)材經(jīng)編二軸向織物規(guī)格規(guī)格纖維面密 纖維規(guī)格/纖維克重 標(biāo)準(zhǔn)幅標(biāo)準(zhǔn)度0°+45°45°90°寬卷長

（g/m2）（mm）（m）CFF300T30012K/10012K/10012K/1001270100CFF300T30012K/10012K/10012K/1001270100CFF450T45024K/15024K/15024K/150127050CFF450T45024K/15024K/15024K/150127050CFF600T60024K/20024K/20024K/200127050CFF600T60024K/20024K/20024K/200127050CFF600T60050K/20050K/20050K/200127050CFF600T60050K/20050K/20050K/200127050表7康得復(fù)材經(jīng)編四軸向織物規(guī)格規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)幅標(biāo)準(zhǔn)纖維面密 纖維規(guī)格/纖維克重度0°+45°45°90°寬*【丿卷長（g/m2）（mm）（m）CFF600T60024K/15024K/15024K/15024K/150127050CFF800T80024K/20024K/20024K/20024K/200127050CFF800T80050K/20050K/20050K/20050K/200127050CFF1000T100024K/25024K/25024K/25024K/250127050CFF1000T100050K/25050K/25050K/25050K/250127050緯編圖10緯編單軸向織物

圖10緯編單軸向織物In圖12緯編多軸向織物圖11In圖12緯編多軸向織物圖11緯編雙軸向織物針織軸向織物的特點(diǎn)針織軸向織物中的纖維處于無屈曲狀態(tài)，因此織物具有許多優(yōu)良的力學(xué)性能國外研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)織物中紗線的屈曲可使纖維強(qiáng)力損失達(dá)20%。針織軸向織物的纖維潛能利用率幾乎能達(dá)到100%。針織軸向織物充分利用了紗線的拉伸力，可以減少單位長度內(nèi)的紗線根數(shù)，減輕織物的質(zhì)量，同時(shí)最大可能地利用所有紗線的強(qiáng)力。由于紗線具有聚束效應(yīng)，大大提高了撕裂載荷，使織物具有良好的抗撕裂性能，可與纖維網(wǎng)編織在一起，進(jìn)一步提高織物的撕裂強(qiáng)度和抗撕裂蔓延性，防止紗線滑移，提高尺寸穩(wěn)定性?？偨Y(jié)其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）抗拉強(qiáng)力高針織軸向技術(shù)使得織物的紗線層能按照特定的方向伸直取向,使增強(qiáng)紗線的力學(xué)性能得到充分利用。（2）懸垂性好針織軸向織物的懸垂性可根據(jù)襯緯結(jié)構(gòu)由線圈系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，變形能力可通過加大線圈和降低組織密度來改變。（3）良好的尺寸穩(wěn)定性和剪切性能針織軸向織物中由于引入了兩組對(duì)角線紗線，使得織物的剪切變形受到抑制（4）鋪設(shè)性和預(yù)成型性好針織軸向織物由于織物纖維中很容易形成通道，減小了浸潤滲透壓力、滲透性好、滲透速度快、有利于樹脂的均勻分布。針織軸向織物的應(yīng)用由于經(jīng)編軸向織物具有較低的生產(chǎn)成本、較高的生產(chǎn)效率以及結(jié)構(gòu)整體性、設(shè)計(jì)靈活性、抗撕裂性能好、層間剪切力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而越來越引起人們的注意，在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域具有很大的潛力，尤其是用作樹脂復(fù)合材料的骨架，使用日趨廣泛。例如：在空客A380型和波音B787型飛機(jī)的后承壓框穹形框殼中，采用了0。/90。碳纖維經(jīng)編織物；丹麥、德國、西班牙等制造商在2.5MW以上的部分葉片中采用了碳纖維經(jīng)編織物；而在我們熟知的汽車領(lǐng)域，除F1賽車及頂級(jí)跑車外，德國寶馬公司更是將大量的碳纖維經(jīng)編織物用于其混合動(dòng)力及新能源汽車的復(fù)合材料部件中。將經(jīng)編軸向織物作為骨架材料與樹脂復(fù)合后，制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，可用于飛機(jī)、航天器、汽車、艦艇、裝甲車、風(fēng)能發(fā)電等方面。多軸向經(jīng)編技術(shù)是在單軸向、雙軸向技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的多頭襯緯編織技術(shù)，利用該技術(shù)，可以在織物的縱向、橫向或是斜向按照使用要求以一定角度襯入增強(qiáng)紗線，可以充分發(fā)揮織物結(jié)構(gòu)中每一組分的性能。多軸向技術(shù)是一種于20世紀(jì)70年代后期在國外迅速發(fā)展起來的新型織造技術(shù)，20世紀(jì)90年代得到廣泛研究和推廣應(yīng)用，其特點(diǎn)為需求量大、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。由于碳纖維多軸向經(jīng)編織物是由多層碳纖維紗片構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能優(yōu)異，預(yù)增強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性靈活，制造成本低，廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)力發(fā)電葉片、建筑、能源和醫(yī)療等領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料中。其中碳纖維多軸向經(jīng)編增強(qiáng)材料已經(jīng)快速被推廣和應(yīng)用。按應(yīng)用領(lǐng)域劃分為航空航天、體育休閑和一般工業(yè)領(lǐng)域，總體消費(fèi)比例分別為25.2%、31.4%、43.4%。目前，碳纖維多軸向經(jīng)編織物預(yù)成型體/LCM工藝制件已在新一代大型飛機(jī)A380、B787和A400M等機(jī)型上得到廣泛應(yīng)用。A380型和B787型飛機(jī)的后承壓框穹形框殼均采用0°/90。經(jīng)編碳纖維織物制備預(yù)成型體;A380型機(jī)外翼翼梁、A400M型機(jī)貨艙門、A380型機(jī)窗口框均采用碳纖維多軸向經(jīng)編增強(qiáng)材料加強(qiáng)筋。目前，國際市場(chǎng)碳纖維復(fù)合材料在小型商務(wù)飛機(jī)和直升飛機(jī)上的使用量已占70%?80%,在軍用飛機(jī)上占30%?40%，在大型客機(jī)上占15%?50%。因此，碳纖維多軸向經(jīng)編增強(qiáng)材