碳纤维复合材料力学性能分析

  碳纤维是现在火热的新型材料之一,其通常不会单独使用,而是 与树脂等基体材料融合构成复合材料,碳纤维复合材料在多数领域中得到应用,大部分看重的就是力学性能,本文我们就来具体了解一下碳纤维复合材料的力学性能究竟如何?

  材料的拉伸强度是代表其力学性能的指标之一,一般包括拉伸模量、抗拉强度、泊松比等参数。以常见的2A12铝合金与T300强度的碳纤维材料为例,2A12铝合金的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别为72GPa、420MPa、0.33,而T300强度的碳纤维的拉伸模量、抗拉强度、泊松比分别是230GPa、3500MPa、0.28。很明显的可以看出,碳纤维复合材料的拉伸强度比铝合金的要高。

  剪切性能也是复合材料的基本性能之一,主要用来表示复合材料的剪切模量和剪切强度。T300碳纤维的剪切强度达到了110MPa,同时碳纤维复合材料还具备一种层间剪切强度,就是复合材料用来抵抗分层的能力。而金属材料制品是采用金属熔融后铸造或者锻造制成,并不具备剪切性能。

  弯曲强度也是碳纤维复合材料的性能特征之一,具体体现在弯曲弹性模量和弯曲强度两个方面。2A12铝合金弯曲弹性模量为70GPa,T300碳纤维弯曲弹性模量为140GPa,碳纤维的弯曲强度达到1300MPa,而金属材料在经历外力的作用,很容易就会发生形变。

  除此之外,碳纤维复合材料的比强度和比刚度是金属材料的数倍,而且其疲劳极限拉伸是拉伸强度的70%~80%,远大于一般金属的疲劳极限(40%~50%)。在长时间的高温或低温环境下,碳纤维复合材料的各项力学性能几乎不会发生改变。

  江苏博实碳纤维科技有限公司是一家以碳纤维为主的复合材料应用研发企业,产品涉及航空航天、军工设备、轨道交通、汽车生产、高端医疗等领域。公司拥有经验丰富的技术团队,并且通过ISO9001、GJB等多种质量体系认证,能够给客户提供质量好的碳纤维制品。

 

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