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          碳纖維復合材料的簡單介紹

          2023-01-31 10:43:59

          碳纖維自身的拉伸強度從2GPa到8GPa,拉伸模量從200GPa到750GPa,所以目前新型工業化使用的高強鋼的強度只有2GPa,鋼的彈性模量是210GPa;換句話說,碳纖維自身的拉伸強度和彈性模量是高強鋼的1-4倍,而密度僅是鋼的1/5。金屬復合材料是各類同性的,即理論上來說拉伸、彎曲的強度和彈性模量是相同的。高分子材料是各向異性的,即不同的方向的拉伸、彎曲的強度和彈性模量,也會存在相應差別;特別是纖維增強的高分子材料,伴隨著纖維長度不斷增加,各類異性表現得更為明顯。碳纖維自身還是有一點各類異性的,可是拉伸和彎曲的強度在同一個數量級上。

          碳纖維復合材料不單單是單向帶和編織布(連續纖維),還包括碳纖維粉體、短纖維、中長纖維、長纖維增強復合材料。粉體、短纖維、中長纖維增強的塑料,能通過注塑工藝生產加工成型。長纖維、連續纖維增強復合材料根據模壓、RTM等工藝成型。伴隨著纖維長度不斷增加,復合材料的剛度和強度逐步增加,可是尺寸不確定性逐漸降低、生產效率逐漸降低。

          連續碳纖維復合材料,更能充分發揮碳纖維高強度和高模量的優點,在飛機上運用較多,汽車制造業發展潛力較大。短/長碳纖維復合材料,因為成型工藝簡易、傾向于各向同性,也開始逐漸在性能要求沒那么高的應用上發展。

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