碳纤维织物是由含碳量90%以上的碳纤维通过编织工艺制成的柔性材料,具有高强度、轻量化、耐腐蚀等特性,广泛应用于航空航天、工业加固、体育器材等领域。以下是对碳纤维织物的详细介绍:
一、核心特性
1、高强度与高模量
碳纤维轴向抗拉强度可达钢的7-9倍,模量是钢的3-5倍,同时密度仅为钢的1/4,实现轻量化与高强度的平衡。
2、耐高温与耐腐蚀
可耐受2000℃以上高温(石墨质碳纤维),且对浓盐酸、磷酸等酸性介质呈现惰性,适合恶劣环境使用。
3、可设计性强
通过调整编织方式(如平纹、斜纹、缎纹)和纤维方向,可定制不同力学性能的织物,满足复杂结构需求。
4、抗疲劳与抗冲击
碳纤维织物在反复载荷下不易断裂,且能吸收冲击能量,适用于需要耐久性的场景。
二、分类与工艺
1、按编织方式分类
机织物:包括平纹布、斜纹布、缎纹布,结构稳定,适用于平面加固。
针织物:如经编布,纤维不交织,保持平直状态,充分发挥纤维性能。
编织物:包括二维布、三维布、立体编织布,适用于复杂曲面结构。
无纺布:通过机械梳理和针刺工艺制成,用于隔热或模压基材。
2、按纤维方向分类
单轴向织物:经向或纬向衬入高性能纱线,适用于单向受力场景。
双轴向织物:经向和纬向均衬有纱线,提高双向强度。
多轴向织物:在0°、90°和±45°方向衬入纱线,形成三维网络结构,抗撕裂性能优异。

三、应用领域
1、航空航天
碳纤维织物用于制造飞机机翼、卫星结构件,减轻重量同时提高承载能力。
2、工业加固
碳纤维布与树脂结合,用于桥梁、建筑结构的加固修复,提升抗震性能。
3、体育器材
高尔夫球杆、自行车架、网球拍等采用碳纤维织物,实现轻量化与高强度。
4、汽车工业
碳纤维织物用于制造传动系统、车身部件,比钢制件减重50%以上,提高燃油效率。
5、3D打印与复合材料
短切碳纤维作为增强材料,改善塑料、树脂的机械性能,用于制造高强度零件。
四、优势总结
性能卓越:高强度、轻量化、耐腐蚀,适合极端环境。
设计灵活:通过编织工艺定制性能,满足多样化需求。
应用广泛:覆盖航空航天、工业、体育、汽车等多领域。
成本优化:多轴向织物在RTM工艺中可实现高纤维体积分数,降低复合材料成本。
碳纤维织物是以高含碳量纤维编织而成的柔性材料,兼具高强度、轻量化、耐高温腐蚀等特性,可通过平纹、斜纹等多轴向编织工艺定制性能。它广泛应用于航空航天、工业加固、体育器材及汽车制造等领域,既能提升结构强度与耐久性,又可实现轻量化设计,是高端制造领域不可或缺的关键材料。