碳纖維助力衛星的云霄征程
高模量碳纖維板材具有優異導電性，在一定的頻率范圍內能夠完成天線電磁波的發射或接收，并能承受一定的功率。碳纖維為導電材料，在一定的頻率范圍內，其自身能夠完成天線的電磁波反射和接收功能，尤其是需要指出的是，隨著碳纖維石墨化程度的提高，碳纖維導電性能也顯著增加，高模量碳纖維在導電性能上基本接近金屬的導電性能。因此，高模量碳纖維制作復合材料天線完全可以滿足衛星天線電性能指標，能承受高低溫循環、熱真空等嚴酷的環境試驗的考核，使其成為星載天線的首選材料。
1.碳纖維鋪層設計
由于碳纖維板材熱膨脹系數低，隨著纖維拉伸模量的增加，纖維熱膨脹系數會出現負值。基于低膨脹的性能特點，在天線成型過程中通過復合材料內碳纖維鋪層設計，可以使天線在成型過程和實際工作環境中做到“零膨脹”。
碳纖維復合材料作為一種先進的結構材料，從未來材料的發展趨勢看，碳纖維復合材料開始逐步取代一些更多的金屬材料，尤其是在衛星上有明顯的體現。由于高性能碳纖維不斷優化，尤其是兼具高強度高模量MJ系列碳纖維研發成功，衛星天線用復合材料增強纖維逐漸從從凱夫拉纖維、中模碳纖維轉變成了高模碳纖維，目前幾乎所有衛星天線均采用了高模量碳纖維，有些衛星上碳纖維復合材料的應用率高達85%。
2.衛星應用
在比強度和比模量方面，由于碳纖維定制加工復合材料的比強度、比模量比常用金屬鋁合金高，與鋁合金相比，碳纖維復合材料單向層材料比強度要高出3-4倍，而高模型碳纖維復合單向層材料的比模量要高出5-7倍。衛星結構對強度、剛度以及使用環境的要求與飛機結構和導彈結構的要求有著明顯的差別。在衛星的實際使用中采用高模量的碳纖維材料，不僅可以滿足強度還能滿足剛度需求。
長征五號火箭在火箭助推器、芯一級、芯二級殼體表面長排罩上大量采用碳纖維泡沫夾層結構材料，這種罩體能夠在高溫高壓下正常運作。與金屬材料相比，可減重50%左右，與普通復合材料相比，可減重30%左右。對于一級半入軌的長征五號B火箭來說，這種減重效益更加鮮明。
芯一級能減重多少，運載能力就可以提升多少，助推器減重與運載能力提高的比例更是高達1.25:1。為此，航天科技集團一院703所把大直徑大厚度碳纖維定制加工復合材料”3+2”蜂窩夾層結構整體成型技術，用在了長征五號B火箭芯一級尾段的壁板和防熱板結構中，替代原有的組合梁結合分瓣玻璃鋼底板的結構方案，成功實現減重約400公斤。
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