復合材料加強筋中使用鎢絲作為增強體，是一種結合了鎢絲高強度、高模量、耐高溫等特性與復合材料輕質、可設計性強優勢的高性能材料解決方案。以下是關于鎢絲在復合材料加強筋中應用的詳細分析：
一、鎢絲的核心優勢
1. 超高強度與模量
鎢絲的抗拉強度可達3000-5000 MPa，彈性模量約400 GPa，遠高于常見金屬（如鋁、鋼）和聚合物基體，能顯著提升復合材料的承載能力。
2. 耐高溫性能
鎢的熔點高達3410℃，在高溫環境下（如航空發動機、火箭噴管）仍能保持結構穩定性，而傳統碳纖維或玻璃纖維在高溫下易氧化或軟化。
3. 抗輻射與耐腐蝕
鎢對輻射（如γ射線、中子）具有高屏蔽性，且化學性質穩定，適用于核工業、深海探測等極端環境。
4. 導電與導熱性
鎢絲導電性優異（電阻率約5.6×10?? Ω·m），可用于需要電磁屏蔽或熱管理的復合材料結構（如雷達罩、電子封裝）。
二、鎢絲在復合材料中的應用形式
1. 連續纖維增強
結構：鎢絲以連續長纖維形式嵌入基體（如金屬、陶瓷或聚合物），形成單向或多向鋪層。
應用：航空發動機葉片、火箭噴管喉襯、核反應堆屏蔽材料等。
優勢：最大化利用鎢絲的軸向強度，實現各向異性設計。
2. 短纖維或晶須增強
結構：鎢絲切割成短段或制成晶須，隨機分散在基體中。
應用：耐磨涂層、高溫密封件、電子器件散熱基板等。
優勢：降低成本，改善基體韌性，同時保留部分增強效果。
3. 編織結構增強
結構：鎢絲編織成二維或三維織物，與基體復合。
應用：柔性防熱罩、可變形結構（如衛星太陽能電池板支架）。
優勢：結合鎢絲的強度與織物的柔韌性，適應復雜形狀需求。
三、典型應用場景
1. 航空航天領域
發動機熱端部件：鎢絲增強鎳基或鈷基高溫合金，用于渦輪葉片、燃燒室襯套，承受高溫（>1000℃）和高速氣流沖刷。
輕量化結構：鎢絲/碳纖維混雜增強聚合物基復合材料，用于飛機次承力結構，平衡強度與重量。
2. 核工業
中子吸收材料：鎢絲與硼化物復合，用于核反應堆控制棒或屏蔽層，吸收中子并防止輻射泄漏。
耐腐蝕容器：鎢絲增強鎢合金或陶瓷基復合材料，用于儲存放射性廢料。
3. 電子與能源
高功率電子器件：鎢絲增強氮化鋁（AlN）或氧化鋁（Al?O?）基板，提升散熱效率，延長器件壽命。
電池電極：鎢絲骨架增強鋰離子電池負極材料，提高導電性和循環穩定性。
