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碳纤维制品的优点

2022-11-08 14:37:32 碳纤维制品 浏览次数 544

碳纤维制品在各个领域的应用越来越广泛,那么碳纤维材料有什么 优点呢?


碳纤维材料的特点是什么?


1、强抗拉力特性


碳纤维拉伸强度约为2到7GPa,拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米,这除与原丝结构有关外,主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理,密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻,它的比重比铝还要轻,不到钢的1/4,比强度是铁的20倍。碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同,它有各向异性的特点。


2、热膨胀系数小


绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数室内为负数(-0.5~-1.6)×10-6/K,在200~400℃时为零,在小于1000℃时为1.5×10-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定,可作为标准衡器具。


3、导热性好


通常无机和有机材料的导热性均较差,但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。


4、柔软可加工性


碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外,碳纤维编织布其外形有显著的各向异性柔软,可加工成各种织物,又由于比重小,沿纤维轴方向表现出很高的强度,碳纤维增强环氧树脂复合材料,其比强度、比模量综合指标,在现有结构材料中是最高的。



5、耐低温特性


碳纤维具有良好的耐低温性能,如在液氮温度下也不脆化。


6、耐腐蚀性


碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性,不溶不胀,耐蚀性出类拔萃,完全不存在生锈的问题。


7、耐磨性好


碳纤维与金属对磨时,很少磨损,用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料,已作为飞机和汽车的刹车片材料。


8、耐高温性能好


碳纤维在400℃以下性能非常稳定,甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性,树脂基复合材料其长期耐热性只达300℃左右,陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。碳纤维复合材料作为耐高温材料广泛用于航空航天工业。


9、极好的纤度


碳纤维具有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长纤维的克数),一般仅约为19克,拉力高达300kg每微米。几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多一系列的优异性能。


10、耐冲击性较差,容易损伤


在强酸作用下发生氧化,碳纤维的电动势为正值,而铝合金的电动势为负值。当碳纤维复合材料与与铝合金组合应用时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此碳纤维在使用前须进行表面处理。


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