航天航空工业也是多轴向经编织物重要应用领域。纤维增强复合材料因其具有很高的强质比,因此在航天航空业中的应用具有很大优势。多轴向经编材料主要用来制造飞机的蒙皮,尾翼的前缘和边缘,机身的面板,边舵的前缘及发动机面板,现在也可制造旋翼叶片。
在飞机制造上使用以多轴向经编织物为骨架的复合材料,可以有效的减轻机身重量、加增飞机的使用寿命,同时能够防火、耐腐蚀以及抗化学药品。构件的强度可以根据要求进行精确设计。空中客车A320系列飞机配备了采用了翼梢小翼和大量减轻重量的碳纤维复合材料,从而节省了燃油。与金属材料相比,这种碳纤维的复合材料能够使机身重量减轻约20%。
2.2.4汽车工业
汽车制造业的需求是多轴向经编织物最具潜力的市场。由于多轴向经编复合材料的独特性能以及可预设性,使其被广泛应用于汽车制造业。在一些车顶棚的或杂物箱、汽车或摩托车的轮胎圈、汽车的保险杠、刹车片等部位使用经编多轴向复合材料之后,不仅减轻了车体的重量,而且极大的提高了性能。图6示为多轴向复合材料为车厢的货车。
2.2.5建筑业
多轴向经编复合材料正在越来越多的用于增强混凝土,重建和修复建筑物,这是多轴向增强材料较新的市场之一。在一些需要承受恶劣环境的钢筋混凝土立柱上使用这种多轴向经编复合材料作为加固修复材料,能够提高立柱的承载能力,使立柱的寿命加倍。这种复合材料多以碳纤维、芳纶纤维为原料。
2.2.6防弹头盔
防弹头盔要求轻质高强,以及必须的防护功能,它们也是多轴向复合材料发展的重要市场之一。以金属材料为骨架材料制造而成的防弹头盔,质量大,透气性差,而以非金属复合材料为骨架材料的的头盔(图7示)不仅质量轻而且具有较好的透气性。世界发达国家已普遍地开始使用非金属复合材料头盔代替原金属头盔。其中±45°多轴向复合织物比较贴合头盔的形状,可塑性较好。
2.2.7其它应用
用高性能的多轴向经编织物制作的网球拍、雪橇、滑雪板、滑道、冲浪板(图8示)、赛艇帆布、运动船等运动器材受到了市场的认可。图为多轴向冲浪板。 多轴向复合材料还可以加工成储气膜用于密封气体的衬里,制成重量极轻的夹芯板材,制成网孔救援管道(图9示)便于高层建筑的火灾救援等。
3多轴向织物的发展展望
随着科学技术的不断发展,各领域对复合材料性能要求不断提高,多轴向织物的性能和生产工艺也将不断完善来满足产业的需求。
3.1复合材料性能的提高
经编复合材料主要是由经编轴向织物经过涂层或是与树脂复合而成,其中,多轴向织物主要是使复合材料具有耐撕裂性、延伸性以及尺寸稳定性,复合材料的相关的化学性能则主要是由树脂来决定,例如:防火、耐湿、耐老化等性能等。随着材料科学的发展,高性能纤维的不断出现,对纺织材料的性能也将不断的完善。
3.1.1纤维材料的发展