碳纖維復(fù)合資料是出產(chǎn)飛機(jī)的重要資料。特別是在無人戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)上，碳纖維復(fù)合資料運(yùn)用于戰(zhàn)機(jī)主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)件和戰(zhàn)機(jī)特別部位的特種功用部件。國(guó)外將碳纖維/環(huán)氧和碳纖維/雙馬復(fù)合資料運(yùn)用在戰(zhàn)機(jī)機(jī)身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了顯著的減重效果，大大提高了抗疲憊、耐腐蝕等功用。

碳纖維應(yīng)宇航工業(yè)對(duì)耐燒蝕和輕質(zhì)高強(qiáng)資料的迫切需求開展起來，它首要是由碳元素組成的一種特種纖維，是繼玻璃纖維之后呈現(xiàn)的第二代纖維增強(qiáng)復(fù)合資料。碳纖維的含碳量在90%以上，具有優(yōu)異的力學(xué)功用，與其它高功用纖維比較具有最高比強(qiáng)度和最高比模量。在2000℃以上高溫慵懶環(huán)境中，碳纖維是僅有的一種強(qiáng)度不下降的物質(zhì)，更可貴的是，碳纖維與其它資料具有很高的相容性，兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，并且簡(jiǎn)單復(fù)合，具有很大的規(guī)劃自由度。這就使得碳纖維成為纖維增強(qiáng)資料中開展最敏捷、運(yùn)用規(guī)模很廣、適于不同范疇要求的纖維資料。

碳纖維的首要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)資料。自玻璃纖維與有機(jī)樹脂復(fù)合得到的玻璃鋼面世以來，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合資料相繼研制成功，并且功用不斷得到改善，使復(fù)合資料范疇呈現(xiàn)出一派生氣勃勃。碳纖維復(fù)合資料與鋁合金、鈦合金、合金鋼一同成為飛機(jī)機(jī)體的四大先進(jìn)結(jié)構(gòu)資料。

據(jù)了解，現(xiàn)在全球碳纖維產(chǎn)能約3.5萬噸，我國(guó)商場(chǎng)年需求量6500噸左右，屬于碳纖維消費(fèi)大國(guó)。2007年，我國(guó)碳纖維產(chǎn)能僅200噸左右，并且首要是低功用產(chǎn)品。由于短少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技能支撐，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)沒有掌握完好的碳纖維中心關(guān)鍵技能。這就使得我國(guó)碳纖維在質(zhì)量、技能和出產(chǎn)規(guī)模等方面均與國(guó)外存在很大距離，絕大部分高功用增強(qiáng)資料都長(zhǎng)期依靠進(jìn)口，價(jià)格十分貴重，比方標(biāo)準(zhǔn)型T300商場(chǎng)價(jià)格曾高達(dá)4000~5000元/千克。由于缺少立異與集成和運(yùn)用范疇的拓寬，極大地制約了我國(guó)碳纖維復(fù)合資料工業(yè)的開展。

近幾年，國(guó)家重點(diǎn)支撐碳纖維、芳綸纖維、高強(qiáng)聚乙烯纖維及其高功用復(fù)合資料的出產(chǎn)技能及關(guān)鍵配備的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以滿意國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及航空航天等高技能產(chǎn)業(yè)開展的需求。

碳纖維復(fù)合資料因其共同、杰出的功用，在航空范疇特別是飛機(jī)制造業(yè)中運(yùn)用廣泛。計(jì)算顯現(xiàn)，現(xiàn)在，碳纖維復(fù)合資料在小型商務(wù)飛機(jī)和直升飛機(jī)上的運(yùn)用量已占70％~80％，在軍用飛機(jī)上占30％~45％，在大型客機(jī)上占35％~50％。

碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合資料（CFRP）具有質(zhì)量輕等一系列杰出的功用，在對(duì)分量、剛度、疲憊特性等有嚴(yán)格要求的范疇以及要求高溫、化學(xué)安穩(wěn)性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合資料都具有很大優(yōu)勢(shì)。

碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合資料已成為出產(chǎn)武器配備的重要資料。在戰(zhàn)斗機(jī)和直升機(jī)上，碳纖維復(fù)合資料運(yùn)用于戰(zhàn)機(jī)主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)件和戰(zhàn)機(jī)特別部位的特種功用部件。國(guó)外將碳纖維/環(huán)氧和碳纖維/雙馬復(fù)合資料運(yùn)用在戰(zhàn)機(jī)機(jī)身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了顯著的減重效果，大大提高了抗疲憊、耐腐蝕等功用。數(shù)據(jù)顯現(xiàn)選用復(fù)合資料結(jié)構(gòu)的前機(jī)身段，可比金屬結(jié)構(gòu)減輕質(zhì)量31.5%，削減零件61.5%，削減緊固件61.3%;復(fù)合資料筆直安靖面可減輕質(zhì)量32.24%。用軍機(jī)戰(zhàn)術(shù)技能功用的重要目標(biāo)――結(jié)構(gòu)分量系數(shù)來衡量，國(guó)外第四代軍機(jī)的結(jié)構(gòu)分量系數(shù)已到達(dá)27～28%。以F-22型機(jī)為例，復(fù)合資料用量份額需求為35%左右，其間碳纖維復(fù)合資料將成為主體資料。美國(guó)軍用飛機(jī)AV—8B改型“鷂”式飛機(jī)其機(jī)翼、前機(jī)身都用了石墨環(huán)氧大型部件，全機(jī)所用碳纖維的分量約占飛機(jī)結(jié)構(gòu)總分量的26％，使整機(jī)減重9％，有效載荷比AV—8A飛機(jī)增加了一倍。

碳/碳復(fù)合資料是以碳纖維及其制品作為增強(qiáng)資料的復(fù)合資料。由于它的組成元素只要一個(gè)（即碳元素），因而碳/碳復(fù)合資料具有許多碳和石墨資料的長(zhǎng)處，如密度低（石墨的理論密度為2.3g/cm3）和優(yōu)異的熱功用，即高的熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)，能接受極高的溫度和極大的熱加速率，有極強(qiáng)的抗熱沖擊，在高溫文超高溫環(huán)境下具有高強(qiáng)度、高模量和高化學(xué)慵懶。憑借著輕質(zhì)難熔的優(yōu)秀特性，碳纖維增強(qiáng)基體的（C/C）復(fù)合沖突資料在航空航天工業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用。航天飛機(jī)軌跡的鼻錐和機(jī)翼前緣資料，都會(huì)優(yōu)先選用碳/碳復(fù)合資料。別的還很多用作高超音速飛機(jī)的剎車片，現(xiàn)在，國(guó)際上大多數(shù)軍用和民用干線飛機(jī)采均用碳纖維增強(qiáng)基體的復(fù)合資料剎車副。這種剎車副不只質(zhì)量輕、抗熱沖擊性好、沖突系數(shù)安穩(wěn)、運(yùn)用壽命長(zhǎng)，更為便利的是可規(guī)劃性強(qiáng)，功用便于調(diào)理。還可制作發(fā)熱元件和機(jī)械緊固件、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和內(nèi)燃機(jī)活塞等。

現(xiàn)在在無人機(jī)上運(yùn)用的最多的碳纖維復(fù)合資料類型是碳板和碳管。其間以優(yōu)質(zhì)的石墨碳素資料增強(qiáng)耐酸性極強(qiáng)的有機(jī)復(fù)合物構(gòu)成的石墨碳板功用最為優(yōu)異。經(jīng)高壓成型、真空浸漬、高溫?zé)崽幚砉に嚲贫?，具有非凡的耐酸和耐溫功用，是無人機(jī)上首要承力構(gòu)件的首選資料，如主承力框、主承力梁。碳納米管的結(jié)構(gòu)盡管與高分子資料的結(jié)構(gòu)類似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子資料安穩(wěn)得多。碳納米管是現(xiàn)在可制備出的具有最高比強(qiáng)度的資料。若將以其他工程資料為基體與碳納米管制成復(fù)合資料可使復(fù)合資料表現(xiàn)出杰出的強(qiáng)度、彈性、抗疲憊性及各向同性，給復(fù)合資料的功用帶來極大的改善?，F(xiàn)在碳納米管首要運(yùn)用于無人機(jī)上的主承力框梁之間的銜接、支撐效果，一起還有很好的承載效果。,

高密度石墨碳板具有許多優(yōu)異功用，如1、優(yōu)秀的耐磨功用：制品選用了優(yōu)質(zhì)的石墨碳素資料，有效地降低了制品的氣孔率，提高了制品的體積密度，因而其具有優(yōu)異的耐磨功用。2、功用安穩(wěn)，耐久功用強(qiáng)：該制品選用石墨碳素資料結(jié)合高強(qiáng)有機(jī)膠作結(jié)合劑，一起引進(jìn)高新技能添加劑，因而制品強(qiáng)度大，耐磨功用好，結(jié)構(gòu)極為安穩(wěn)，隨溫度改動(dòng)制品結(jié)構(gòu)不發(fā)生改動(dòng)。3、外形尺寸準(zhǔn)確：選用模壓成型，制品成型質(zhì)量好，外形尺寸準(zhǔn)確，并能按用戶要求出產(chǎn)特異制品，能充沛滿意施工砌筑工藝要求。4、優(yōu)異的力學(xué)功用：高強(qiáng)度碳板具有碳纖維復(fù)合資料相同乃至更好的力學(xué)功用。其間高功用碳板運(yùn)用很多的美國(guó)赫克里斯公司出產(chǎn)的IM-7碳纖維抗拉強(qiáng)度到達(dá)5.3GPa的，而功用最高的東麗T-800纖維，抗拉強(qiáng)度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。

首要由T300級(jí)和T700級(jí)小絲束碳纖維增強(qiáng)的碳納米管具有高模量、高強(qiáng)度。碳納米管的莫斯科大學(xué)的研究人員曾將碳納米管置于1011MPa的水壓下(適當(dāng)于水下10000米深的壓強(qiáng))，由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力后，碳納米管像繃簧一樣當(dāng)即康復(fù)了形狀，表現(xiàn)出杰出的耐性。此外，碳納米管的熔點(diǎn)抗拉強(qiáng)度到達(dá)50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只要鋼的1/6，至少比慣例石墨纖維柔耐性，能夠拉伸?，F(xiàn)在在工業(yè)上常用的增強(qiáng)型纖維中，決議強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素是長(zhǎng)徑比，即長(zhǎng)度和直徑之比?，F(xiàn)在資料工程師期望得到的長(zhǎng)徑比至少是20:1，而碳納米管的長(zhǎng)徑比一般在1000:1以上，是抱負(fù)的高強(qiáng)度纖維資料。碳納米管具有杰出的力學(xué)硬度與金剛石適當(dāng)，卻具有杰出的功用，CNT高一個(gè)數(shù)量級(jí)；它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量適當(dāng)，約為鋼的5倍。關(guān)于具有抱負(fù)結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa。是現(xiàn)在已知資料中最高的。

碳纖維復(fù)合資料的密度大概在1.8~2.1g/cm3，而一般鋁型材的密度大概在2.7~2.8g/cm3，鋼材的密度大概在7.75~8.0g/cm3，因而運(yùn)用碳纖維復(fù)合資料極大地減輕了無人機(jī)的分量，在平等起飛要求載荷的條件下，減輕分量就意味著延伸飛行時(shí)刻或許加大使命載荷，這關(guān)于無人機(jī)范疇的開展是最大的引誘。

碳纖維復(fù)合資料一起還具有其他復(fù)合資料的優(yōu)勢(shì)功用，如雜亂形狀、雜亂曲面等均可成型，復(fù)合資料易保護(hù)、易修補(bǔ)等。歸納上述，碳纖維復(fù)合資料制品滿意無人機(jī)范疇分量輕、功用好的運(yùn)用條件。