碳纖維硬氈
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碳纖維基礎知識解析

2019-08-26

       碳纖維屬于高分子材料,是目前材料領域強度效高的一種材料,強度達3800MPa以上,是普通鋼強度的10倍以上,同時具有良好的導電、耐酸堿、耐高溫、X射線透過率等諸多優良特性的材料。 碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。                          

碳纖維編織布       

        碳纖維的比電阻與纖維的類型有關,在25℃時,高模量為775,高強度碳纖維為每厘米1500。這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有效高的比強度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比,碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點,可以稱為新材料之王。

       碳纖維除了具有一般碳素材料的特性外,碳纖維編織布碳纖維編織布其外形有顯著的各向異性柔軟,可加工成各種織物,又由于比重小, 沿纖維軸方向表現出很高的強度,碳纖維增強環氧樹脂復合材料,其比強度、比模量綜合指標,在現有結構材料中是效高的。

        碳纖維還具有極好的纖度(纖度的表示法之一是9000米長纖維的克數),一般僅約為19克,拉力高達300kg每微米。幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多一系列的優異性能, 因此在旨度、剛度、重度、疲勞特性等有嚴格要求的領域。在不接觸空氣和氧化劑時,碳纖維能夠耐受3000度以上的高溫,具有突出的耐熱性能,與其他材料相比,碳纖維要溫度高于1500℃時強度才開始下降,而且溫度越高,纖維強度下降越大。碳纖維的徑向強度不如軸向強度,因而碳纖維忌徑向強力(即不能打結)而其他材料的晶須性能也早已大大的下降。另外碳纖維還具有良好的耐低溫性能,如在液氮溫度下也不脆化。 

 用途     由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料,由于其比重小、剛性好和強度高而成為一種先進的航空航天材料。因為航天飛行器的重量每減少1公斤,就可使運載火箭減輕500公斤。所以,在航空航天工業中爭相采用先進復合材料。有一種垂直起落戰斗機,它所用的碳纖維復合材料已占全機重量的1/4,占機翼重量的1/3。據報道,美國航天飛機上3只火箭推進器的關鍵部件以及先進的MX導彈發射管等,都是用先進的碳纖維復合材料制成的。

現在的F1(世界一級方程錦標賽)賽車,車身大部分結構都用碳纖維材料。超級跑車的一大賣點也是周身使用碳纖維,用以提高氣動性和結構強度。碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。

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