航空航天新材料-碳纤维

在航空航天事业发展中，为了增加有效载荷，减少燃料消耗具有重要意义。除了利用高能燃料和高效发动机外，就是要尽量减轻航空航天设备外壳的重量。 高能燃料，就是指单位质量所释放的能量较一般燃料（如汽油等）大的燃料。高能燃料能使发动机具有更大的推动力。如液氢和肼。肼是联氨的衍生物，化学式为NH2NH2。无色油状液体，在空气中发烟，具有氨的气味，剧毒。
而外壳材料，人们研究了玻璃钢，铝合金，钛合金等外壳材料。近年来碳纤维材料的研究和利用成为热门课题。 碳纤维，指的是含碳量在90%以上的高强度模量纤维。耐高温居所有化学纤维之首，用腈纶和粘胶纤维作原料，经高温氧化，碳化而成。是制造航空航天等高技术器材的优良材料。
腈纶是用丙烯腈合成的纤维。耐光，耐腐蚀，柔软蓬松像羊毛。用来纺织毛线，制造人造毛皮和经常接触阳光的纺织品。腈是含有氰基的有机化合物，无色液体或固体，有特殊气味，遇酸或碱就分解。氰是碳和氢的化合物，分子式（CN）2，无色气体，有刺激性的臭味，剧毒燃烧时发紫红色火焰。
粘胶纤维，用天然纤维素经氢氧化钠，二硫化碳处理制成的人造纤维。是制造人造丝，人造棉，人造毛的原料。
用腈纶和粘胶纤维制成的碳纤维直径只有5纳米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，而强度在铝合金的4倍以上。碳的密度为1，8克/厘米3，而铝合金密度约2，7克/厘米3。因此利用碳纤维材料代替铝合金，可以大大减轻航空航天设备的重量，从而减少燃料消耗。而其强度又大大好于铝合金。
碳的熔点摄氏3500度，沸点摄氏4827度，且其导热性能非常好。而铝合金的熔点为摄氏660度，沸点摄氏2327度，比碳纤维低得多。在航空航天设备中应用碳纤维材料要比用铝合金安全可靠，耐用得多。