[发明专利]一种碳纤维复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体的讲是涉及一种碳纤维复合材料。   

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料；按其结构特点又分为：①纤维复合材料，②夹层复合材料，③细粒复合材料。

碳纤维复合材料是复合材料中应用较广泛，性能较为优异的一种新型的复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的，在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域以及在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。

但是现有的碳纤维复合材料的热膨胀的各项通行较差，弹性体在多个温度条件下的膨胀系数变化较大，在较低温度条件下，分子链断裂，产生热劣化。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种在较大的温度跨度范围内热膨胀系数较小，具有高柔软性、高刚度的碳纤维复合材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案： 

所述碳纤维层选用碳纳米纤维以及弹性材料的混合物，其混合配比为：2.5:1——3.5:1范围内。

所述碳纳米纤维的平均直径为10—50nm，平均长度为5—15um，纤维密度：1.74-1.79G/cm??，伸长率（%） ≥1.5 ，含碳量：≥95%，在-60℃—250℃的温度范围内，平均线膨胀系数小于100ppm/k。

采用上述方案后，与现有复合材料相比本发明具有以下有益效果：

本发明具有较大的温度跨度范围内热膨胀系数较小，具有高柔软性、高刚度，本发明的基料层为环氧树脂，碳纤维层选用碳纳米纤维以及弹性材料的混合物，其比重小、刚性好和强度高是一种先进的航空航天材料。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

图1所示的附图标记如下：基料层1、碳纤维层2、助剂层3。

一种碳纤维复合材料，包括：基料层1、碳纤维层2以及助剂层3，其特征在于：所述基料层1为环氧树脂材料；所述助剂层3为聚氯乙烯层。

所述碳纤维层2选用碳纳米纤维以及弹性材料的混合物，其混合配比为：2.5:1——3.5:1范围内。

所述碳纳米纤维的平均直径为10—50nm，平均长度为5—15um，纤维密度：1.74-1.79G/cm??，伸长率（%） ≥1.5 ，含碳量：≥95%，在-60℃—250℃的温度范围内，平均线膨胀系数小于100ppm/k。

    本发明是一种力学性能优异的新材料，抗拉强度一般都在4000Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa。