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碳纤维有哪些用处

公布日期:2017-06-29 15:03-金沙200 泉源:未知 点击:

  碳纤维是一种力学性能优秀的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一样平常皆正在3500Mpa以上,是钢的7——9倍,抗推弹性模量为23000——43000Mpa亦下于钢。因而CFRP的比强度即质料的强度与其密度之比可到达2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)阁下,其比模量也比钢下。质料的比强度愈下,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维正在工程的辽阔运用远景,综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优秀机能, 很多人预感,人类正在质料应用上正从钢铁时期进入到一个复合材料普遍运用的时期。
  望文生义,它不只具有碳质料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔嫩可加工性,是新一代加强纤维。取传统的玻璃纤维(GF)比拟,杨氏模量是其3 倍多;它取凯芙拉纤维(KF-49)比拟,不只杨氏模量是其2倍阁下,并且正在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性鹤立鸡群。有学者正在1981年将PAN基CF浸泡正在强碱NaOH 溶液中,工夫已已往20多年,它至今仍连结纤维形状。
  碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维 。个中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高,无蠕变,耐委靡性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐打击性较差,轻易毁伤,正在强酸感化下发作氧化,取金属复合时会发作金属碳化、渗碳及电化学侵蚀征象。因而,碳纤维正在运用前须停止外面处置惩罚。
  碳纤维可离别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化造得;按状况分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和下机能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa阁下。下机能型碳纤维又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和下模子(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模子。跟着航天和航空工业的生长,借泛起了高强高伸型碳纤维,其延长率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维。
  碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他质料。碳纤维除用作绝热保温材料中,一样平常不但独运用,多作为加强质料到场到树脂、金属、陶瓷、混凝土等质料中,组成复合材料。碳纤维加强的复合材料可用作飞机构造质料、电磁屏障除电质料、野生韧带等身材代用质料和用于制造火箭外壳、机动船、产业机器人、汽车板簧和驱动轴等。
  碳纤维是军民两用新材料,属于技术密集型和政治敏感的要害质料。
  50年月重要运用正在火箭、宇航及航空等尖端科学,到80年月被普遍应用于体育东西、纺织、化工机械及医学范畴。同时,跟着下机能及超高机能的碳纤维的接踵泛起,它运用的局限愈来愈广,如A380、波音777、美国新型主战坦克,碳纤维比重占到15%以上。同时,跟着碳纤维加工手艺的提高,它的运用局限自80年月起逐步涉及到民用方面。到现在为止,我国种种运用占碳纤维率需求比例离别为体育30%,航空10%,产业60%。
  体育用碳纤维重要应用于高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、风帆桅杆、摩托车及爬山用品,如爬山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。
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