碳纖維增強(qiáng)尼龍（CF/PA）

 碳纖維具有質(zhì)輕、拉伸強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特點(diǎn)，與玻璃纖維相比，模量高3??5倍，因而是一種獲得高剛性和高強(qiáng)度尼龍材料的優(yōu)良增強(qiáng)材料。
   碳纖維增強(qiáng)尼龍材料近年來(lái)發(fā)展很快，因?yàn)槟猃埡吞祭w維都是各自領(lǐng)域性能優(yōu)異的材料，其復(fù)合材料綜合體現(xiàn)了二者的優(yōu)越性，強(qiáng)度與剛性比未增強(qiáng)的尼龍高很多，高溫蠕變小，熱穩(wěn)定性顯著提高，尺寸精度好，耐磨，阻尼性優(yōu)良，與玻纖增強(qiáng)尼龍相比有更好的綜合性能，如表所示。

    碳纖維是綜合性能很全面的材料之一，其價(jià)格也較為昂貴。使用碳纖維增強(qiáng)尼龍，在提高尼龍的多項(xiàng)性能的同時(shí)，也使得制成品的成本及加工難度相應(yīng)提高。因此在滿足使用條件及設(shè)計(jì)余量的情況下，碳纖維有一經(jīng)濟(jì)加入量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)碳纖維加入量與制成的復(fù)合材料力學(xué)性能之間存在著圖所示的半定量關(guān)系。

    碳纖維/尼龍復(fù)合材料具備了代替金屬的優(yōu)異性能，且質(zhì)輕高韌，易于加工，其應(yīng)用范圍幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。 
    1.汽車工業(yè)  碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，這主要是因?yàn)樯鲜霾牧系哪陀托浴⒛湍バ院涂谷渥冃?*，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料時(shí)具有重量輕的優(yōu)勢(shì)。包括PA66 在內(nèi)的多種工程塑料被碳纖維增強(qiáng)后正逐漸取代早先汽車用金屬壓鑄構(gòu)件，如燃料箱等。在美國(guó)、西歐和日本，尼龍幾乎用于汽車的所有部位，如發(fā)動(dòng)機(jī)部位、電氣部位和車體部位。碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料具有較強(qiáng)的耐疲勞能力，這種特性使其應(yīng)用于汽車內(nèi)燃機(jī)同步驅(qū)動(dòng)齒輪的制造。德國(guó)重型柴油機(jī)就使用了這種材料制造齒輪、管接頭等零件。 
    2.國(guó)防工業(yè)  美國(guó)印第安納Wikon-Fiberfil公司開(kāi)發(fā)了含碳纖維40%的PA66復(fù)合材料，牌號(hào)為NylamM1501，其性能超過(guò)目前使用的其它高強(qiáng)度材料。這種材料可代替金屬，主要用于國(guó)防與宇航領(lǐng)域。美國(guó)MX導(dǎo)彈使用40%碳纖維增強(qiáng)PA66代替鋁合金制造導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)部件。英國(guó)亨廷公司開(kāi)發(fā)的火箭筒的筒體大部分為碳纖維增強(qiáng)尼龍制造，兩節(jié)型的發(fā)射筒用長(zhǎng)纖維卷繞法制造，箭彈彈尾也由上述材料制成。 
    3.航空航天  美國(guó)比奇飛機(jī)公司研制的雙發(fā)小型公務(wù)機(jī)，其主機(jī)翼、鴨翼、穩(wěn)定翼、短艙等70%的部分使用了碳纖維增強(qiáng)/環(huán)氧/尼龍材料，新材料比傳統(tǒng)的鋁材輕19%，這對(duì)提高速度、節(jié)省燃料極其有利。美國(guó)LNP公司使用碳纖維增強(qiáng)PA612制造波音757飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上的一些部件。他們用碳纖維加入量40%的PA612注射成型尺寸為20.32cm× 30.48cm、厚度為0.0381cm的發(fā)動(dòng)機(jī)氣窗部件，有效使用期達(dá)20年以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和長(zhǎng)效性。目前，波音公司正在用其制造民用飛機(jī)的機(jī)艙。 
    4.文體用品  日本Osaka公司計(jì)劃使用反應(yīng)式注射方式生產(chǎn)尼龍/長(zhǎng)碳纖維復(fù)合材料以滿足生產(chǎn)文體用品的要求。具體做法是：先使尼龍單體與預(yù)先放置的連續(xù)纖維進(jìn)行混合，注射成型時(shí)再引發(fā)聚合使其成型。此方式適用于制造薄壁型產(chǎn)品。該公司計(jì)劃使用其制造網(wǎng)球拍和高爾夫球棒，也可用其制造頭盔、汽車防撞杠和機(jī)器人手臂等。