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碳纤维管有那些优缺点

2022-06-15 08:33:27 碳纤维管 浏览次数 105

  碳纤维管又称碳素纤维管是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤(缠挠)而成。在制过程中,可以通过不同的模具生产出各种型材,如:不同规格的碳纤维圆管,不同规格的方管,不同规格的片材,以及其它型材:在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化等等。


碳纤维管有哪些优点?


1、密度小,一般的碳纤维管密度为1.7g/cm3左右,而一般钢管的密度为7.8g/cm3,二者的密度比是1:4,相同强度的碳纤维管和钢管的重量比为1:43。


2、弯曲剪切强度和高模量:碳纤维管弯曲剪切模量分析复杂,因为碳纤维管本身承受横向弯曲时,管壁上要承受垂直方向的剪切应力,而这个剪切应力又可以分解成两个剪切应力。经测试,弯曲的剪切模量理论为8.63GPa,实测为8.46GPa,比较相符。


当碳纤维圆管弯曲受剪时,其剪切应力是很复杂的,不仅有沿管壁切向剪应力,还有垂直管壁的层间剪应力。理论上,此碳纤维管的剪切强度为112MPa,实际测得103MPa,与理论值也很相近。


3、拉伸强度和模量:抗拉模量能测试纤维所能承受最大的拉力,它的单位为psi ,表示每平方英寸的面积能承受多少英磅的拉力。抗拉模星低于3480万psi的碳纤维将被归类于低模星碳纤维。其它还有标准模数,中间模量、高模量和超高模量。 超高模量的碳纤维拉伸弹性模量为7250万-1.45亿psi ( 5亿-10亿kpa )。和它相比较,钢的拉伸模量约为2900万psi ( 2亿kpa )。碳纤维的弹性模 量足足比钢强了10倍左右,而从重量上看,钢的重量有碳纤维的5倍之多。除此之外,碳纤维的抗疲劳性和其它金属相比还是非常优越的,如果把它和树脂融合,将成为最抗腐蚀的材料之一。


4、碳纤维管同时还有优秀的耐腐蚀和抗老化性能,能够延长碳纤维管的使用寿命。碳纤维材料的工作温度高,使用安全, 并且其热膨胀系数小,基本上不会随工作温度的变化发生变形,保证尺寸的稳定性。


 二、碳纤维管的缺点


1、价格贵:比传统铝合金,钢铁材料贵好几倍


2、层铺结构容易分层:生产人员铺层经验的高低,会影响铺层的效果,分层说明空间存在间隙,直接影响碳纤维管的整体性能;


3、树脂体系耐温,耐老化性有待验证:目前热固性碳纤维管采用的是环氧树脂,耐高温程度不高,碳纤维管的整体耐高温性能下降,正在研发的热塑性碳纤维管可以解决这个难题;


4、耐冲击性不好:这是因为碳纤维管成型后质地较脆,韧性下降导致。


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