什么是航空航天級碳纖維? 為什么該級別纖維價格那么高?
“航空航天級”(Aerospace Grade)在復(fù)合材料行業(yè)中通常被認為是復(fù)合材料領(lǐng)域的最高標準材料,也就是行業(yè)內(nèi)最好且最先進的材料。從某種程度上,航空航天級復(fù)合材料是行業(yè)領(lǐng)先的,但這并不是它的確切含義?!昂娇蘸教旒墶币馕吨@種材料、結(jié)構(gòu)件、纖維或樹脂系統(tǒng)都適用于飛機上。

如何定義航空航天等級
以航空領(lǐng)域為例,商用飛機內(nèi)部的所有材料都要經(jīng)過“認證”過程。美國聯(lián)邦航空管理局(?Federal Aviation Administration,F(xiàn)AA)為飛機內(nèi)的所有構(gòu)件都設(shè)置了一個標準化的過程來獲得“認證”。經(jīng)認證的飛機擁有航空航天級材料的所有部件:碳纖維機身、螺栓、鋁、窗戶、粘合劑、鉚釘、螺釘、鈦鍍層………。是的,所有材料都要經(jīng)過驗證!每件安裝在飛機或飛機發(fā)動機上的部件都經(jīng)過相應(yīng)的航空標準認證,使其成為“航空航天級”。而這些長期的認證過程也使得材料價格水漲船高!
飛機里裝載著珍貴的貨物,這些貨物通常但不限于我們?nèi)祟?。在當今世界飛行是安全的,因為每個部件都注重細節(jié)。FAA對商用和認證飛機的深入?yún)⑴c確保了質(zhì)量控制和精確的制造實踐。航空航天級部件附帶部件制造商的認證文件,說明它是按照一定的質(zhì)量標準制造的,以及它是如何按照該標準進行測試的。
航空航天級復(fù)合材料
讓我們以一個簡單的碳纖維結(jié)構(gòu)件為例,這種碳纖維結(jié)構(gòu)件正在組裝并安裝到飛機的機翼上。在批準將該零件放置到該飛機上之前,需要對其進行檢查。具體而言,檢查將包括零件制造地點和制造者的文件工作。

該特定部分具有可追溯性的書面記錄??勺粉櫾敿毿畔?,比如在什么地方以及如何進行無損檢測,在哪個高壓釜中進行固化,預(yù)浸料在什么時間從儲存室中取出;如果零件進行了任何維修,維修中使用了什么材料,織物材料來自何處,核心材料來自哪里,加入了什么粘合劑,它們是在哪里制造的?
用于制造織物、膠帶或樹脂的材料也要經(jīng)過同樣的深度測試和認證過程。航空航天供應(yīng)商在其制造工廠獲得各種纖維、樹脂、芯材和粘合劑的認證。這確保了制造商以最高質(zhì)量執(zhí)行流程。特定材料的給定測試報告上的內(nèi)容或多或少是“一成不變”。實驗室的檢測報告沒有捏造任何數(shù)字。對于按照特定測試方法制造的特定纖維或織物的數(shù)量,制造材料的制造過程也是一樣的,但過程控制是航空航天級的。
有時候人們可能會發(fā)現(xiàn),非航空航天級材料比航空航天級材料更強或更便宜。但很難找到一種經(jīng)過測試的材料可以達到航空級材料的測試范圍。航空航天級結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量保證幾乎是無與倫比的。
你需要嗎?
復(fù)合材料中的航空航天級材料通常處于行業(yè)領(lǐng)先地位。大公司有充足的資金去設(shè)計最新和最好的預(yù)浸料系統(tǒng),另一方面,航空航天級結(jié)構(gòu)件已經(jīng)存在了幾十年。20世紀80年代推出的航空航天級碳纖維織物如今仍用于飛機復(fù)合材料零件。當今市場上生產(chǎn)的非航空航天級織物,其層壓性能與現(xiàn)有飛機相近甚至更好。但這一切是否意味著下一個擾流板制作可以使用一卷非航空級材料?不是。

這與在你的廚房桌子上放一個航天級的螺絲是一樣的概念。航天級螺絲能撐得住嗎?是的,而且可能真的很好。如果你的桌子因為螺絲釘而掉了或壞了,那沒什么大不了的。但是航空航天領(lǐng)域則完全不同,因為一個螺絲釘損壞或缺失可能會造成一場巨大事故。因此,即便是市場上有其他“非航空航天級”或“常規(guī)”織物和樹脂可滿足飛機所需的性能,航空航天級別材料仍可以普通材料的雙倍甚至三倍價格進行銷售。(來源:碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù))
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