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      碳(石墨)纖維復合材料的性能

            碳(石墨)纖維復合材料主要運用在汽車上,碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學性能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為 23000~43000Mpa也高于鋼。接下來隨小編一起來了解碳纖維復合材料的性能及缺點。

      碳(石墨)纖維復合材料的性能

            碳(石墨)纖維增強復合材料,不同于其他使用傳統纖維,如玻璃纖維或芳香族聚酰胺纖維等的FRP復合材料,CFRP復合材料的優良性能包括:重量輕——傳統玻璃纖維增強復合材料采用連續的玻璃纖維,其含量為70%(重量玻璃/總重量),每立方英寸的密度通常為0.065磅。

            強度高——CFRP復合材料盡管重量輕,然而相比于玻璃纖維復合材料,每單位重量的CFRP復合材料卻具有更高的強度和更大的硬度。而與金屬材料相比時,這一優勢則更加突出。例如,經驗告訴我們,CFRP材料相比于鋼材,在等強度條件下,其重量只有鋼的1/5?梢韵胂駷槭裁此衅囍圃炱髽I都在研究使用碳纖維來代替鋼材,從而提高其產品性能。

            當CFRP復合材料與鋁,質量最輕的金屬之一,相比較時,根據基本假設,等強度的鋁材,其重量約為碳纖維體的1.5倍。當然實驗中也存在許多其他變量,可能會影響對比結果,比如,材料的檔次和質量不同,復合過程,生產過程,纖維結構及品質也需要被考慮在內。

      碳(石墨)纖維復合材料的缺點

            成本高——盡管CFRP復合材料性能優異,為什么碳纖維沒有廣泛地應用于產品生產呢?目前,CFRP復合材料生產成本過高。根據當前的市場情況(供給和需求),碳纖維的種類(航天VS商品級),纖維束的大小不同,纖維的價格也判若云泥。每磅碳纖維原材料的價格,可達5-25倍玻璃纖維價格不等。而相比于鋼材,CFRP材料的高成本性就更加突出了。

            導電性——這既可以作為碳纖維復合材料的優勢,也可能成為實際應用中的一個缺陷。碳纖維導電性極強,而玻璃纖維是絕緣的。許多產品使用玻璃纖維,而不能用碳纖維或金屬替代,是因為其要求具備嚴格的絕緣性。

            在公用設施生產中,許多產品都需要使用玻璃纖維。例如,梯子的生產使用玻璃纖維作為梯架,原因在于:當玻璃纖維梯子與電力線接觸時,觸電的可能性會降低許多。而碳纖維梯子導電性極強,后果則不可想象。

            盡管碳(石墨)纖維復合材料的成本居高不下,然而伴隨著科技進步,更多高效益產品的涌現指日可待;蛟S有生之年,我們將有望見證高性能碳纖維產品在消費市場,工業生產和汽車制造中的大范圍應用。


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