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多向立体织物
multi-directional fabric
用碳纤维作原料经特种编织工艺加工而成,是碳/碳复合材料的基材，简称nD织物。n表示向数，D表示方向。它与传统的平面织物不同，呈立柱体状。织物中碳纤维按规定的空间位置编成紧密交叉的网络结构。3D织物最早出现于20世纪60年代，到70年代又逐步研制出了4D、5D……11D、13D织物。图为3D和4D织物的结构。多向立体织物大多采用多向编织方法编制，先将碳纤维涂以树脂，热固成硬棒再进行编织。制成的nD织物经过复合工艺，即浸渍有机物并加高温使之碳化以至石墨化，成为碳/碳复合材料。碳/碳复合材料具有下列特性：①比重小，仅为钢材的1/4；②模量高，刚性好,内阻尼大，减振性能良好；③强度高，具有很高的比强度；④热膨胀系数小，耐高温性能极佳，经石墨化处理后可耐3000℃左右的高温;⑤耐腐蚀、耐疲劳、耐磨,并具有相当的抗静电性。由于有这些特异的性能,碳/碳复合材料遂成为新型的尖端材料之一。最初用于导弹和航天器材，到70年代后期逐步推广到民用。可用以制做汽车、火车等的车身、船体、假肢、医疗器械、化学品贮罐、高速回转器件和体育用品等。碳／碳复合材料也可采用拉制热固、缠绕成型、针刺碳毡和注射成型等方法做成基材，再施以相应的复合工艺而成。
[3D织物结构示意图]
[4D织物结构示意图]
郭廉耿
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