江苏博实科技:碳纤维复合材料按照其原料种类进行分类,可以分为三种:PAN原丝、沥青纤维和粘胶丝。现在应用较多的是PAN基碳纤维,其产量也最高高达90%以上,而应用较少的是粘胶基碳纤维,产量也是最低的,不足百分之一。
碳纤维复合材料在航空航天、JG制造、工业生产、体育休闲等各个领域应用广泛,之所以被人们追捧,主要还得益于其自身的性能优势。本文博实小编带大家做个简单的阐述。
一、低密度
碳纤维复合材料与金属材料相比,密度只有其1/2-1/5,因此,相同的制件采用碳纤维材料可以在原来的基础上减少30%到40%的重量。
二、较高的比强度和比模量
比强度是指材料的拉伸强度与密度之比,比模量是指弹性模量和密度之间的比值。碳纤维材料比强度和比模量高,充分说明其具有轻质的特点,比模量比其他材料高出1.3倍到12.3倍之间,将其应用于很多领域,能够解决很多传统材料无法解决的问题。
三、设计的先进性
碳纤维材料具有较强的各向异性,给材料设计提供多种可能,并且多角度的铺层取向为设计提供更为广阔的空间。
四、良好的抗疲劳特性
疲劳破坏是指材料在大小和方向随时间发生周期性变化的载荷(即交变载荷)作用下产生裂纹和断裂的现象。碳纤维复合材料中含有较多的碳纤维和树脂基体界面,能有效防止裂纹的扩展和产生,从而表现出抗疲劳特性。
五、较好的抗震性能
碳纤维复合材料具有较高的固有频率能够吸收大量的振动能量,因此可以用于汽车、轨道交通、无人机等结构件的制作。
六、耐高温性能好
铝合金最高的承受能力是400℃,而碳纤维复合材料在400℃时强度和弹性模量,几乎无变化。碳纤维能够承受几千度的高温,但碳纤维一般不单独作为材料使用,常与环氧树脂复合成碳纤维复合材料,能够承受三百度左右的温度。
七、较高的破损安全性
碳纤维复合材料属于超静定体系,而复合材料的破坏需要经过基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等一系列过程。即使因为过载而造成少量的纤维断裂也会传递到其他纤维材料上,不会造成整个构件损坏的情况。
八、易于大面积整体成形
碳纤维材料的树脂基体是高分子材料,可采用热固成型、热压罐成型等多种成型方式,并且碳纤维材料形成的构件可以整体固化成形,减少零部件生产数量,保证构件的整体性和安全性,节省工时和工序也能够大大降低成本,目前成本降低可达60%左右。
碳纤维复合材料具有的这些特性对产品制造尤其是一些精密度要求高的制件有着非常明显的优势,随着科技的发展和研究的深入,碳纤维复合材料在更多的领域会大放异彩。
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