碳纤维在航空航天领域可谓是名声显赫，多款民用与军用飞机上都有碳纤维构件，如机翼蒙皮等。既然碳纤维材料的性能这么好，为什么飞机不全部使用碳纤维材料来打造，而需要再加入金属合金材料。
 
为什么飞机不全部使用碳纤维材料来打造？
 
    飞机制造需要考虑哪些问题？
 
    制造飞机是一件大事，其中涉及到材料、设计、工艺这3大块，三者相辅相成，相互影响。飞机由多个部分组成，如机翼、尾翼、基体、雷达罩盖、机腹等，不同部位发乎的功能不同，那对应的材料、设计和工艺也存在差异。
 
    这些部件上到底选择碳纤维，还是金属合金材料，跟综合性能有关，其中韧性和温度是重要的2个考量因素。
 
    制约碳纤维在飞机上应用的核心问题
 
    1、韧性：碳纤维材料的强度很高，这是因为在同向上的性能很稳定，而韧性差，是因为在异向的性能很弱。韧性与飞机的安全性直接相关。
 
    飞机在上升和下降阶段有撞击鸟类的风险，如果机体或机翼等部件大面积使用碳纤维材料，高速撞击后碳纤维韧性不足，容易发生断裂和分解，对安全来说是一种毁灭性的打击。这个部位需要放弃使用碳纤维材料，选用铝合金材料，提高安全性。
 
    而对于面积较小，或碰撞风险极低的部位，选用碳纤维材料来制造，可以降低飞机的整体重量，同时提高局部的性能档次。
 
    2、温度：碳纤维原丝本身是经过超高温碳化而来的，碳纤维自身可以耐接近1000℃的高温，不过碳纤维复合材料却达不到这样的高度。
 
    飞机机翼、机体等大面积的部件在高速飞行过程中与空气摩擦会产生极高的温度，机翼表面的工作温度最高在230~250℃左右。这个温度对于碳纤维复合材料来说已经超过了耐受的极限，碳纤维复合材料会发生熔化，安全性下降为零。
 
    对于飞机制造来说，韧性和温度是影响使用材料的2个核心因素，想要改善也并不是不可能。碳纤维复合材料通过选择性能更好的树脂基体，可以提高耐高温的程度，正在不断研究的热塑性碳纤维复合材料就是一个方向。