碳纤维与多种材质比较

2020-07-29 09:44:36 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 92

纤维复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料组合而成的,他的结构包括纤维,基体和界面。这三个方面都会影响CFRP的性能。CFRP中的纤维就是碳纤维,作用是承受载荷,而基体呢使用来保护纤维铺设形态,允许纤维承受压缩和剪切载荷,分散传递载荷,并保护纤维。更加有利于碳纤维定制加工

碳纤维通常是用原丝烧制而成,车架的CFRP中的碳纤维多是由聚丙烯腈(PAN)烧制成。

PAN原丝(200-300摄氏度空气预氧化)成为耐燃纤维(800-1500度惰性气体保护下)成为碳纤维(2000-300度惰性气体)石墨碳纤维,含碳可达百分之98,为类似石墨的层状结晶结构

环氧树脂(EPOXY RESIN)是指分子中含有两个或两个以上的环氧集团的线性有机高分子化合物。CFRP基体就是环氧树脂与固化剂发生交联固化而成,或自身固化而成的不溶不熔的三维网状聚合物。环氧树脂的品种和牌号很多,这里就不一一介绍了

碳纤维定制加工

复合方法主要有预浸料法,喷射成型法,模压成型法等。郑州轻工业学院曾用模压成型法造出过CFRP自行车架,台湾巨大机械(捷安特)旗下的巨瀚科技用的是预浸料卷管法

预浸料完成之后进入实体成型。预浸料裁切,分料,称重后,(一台GIANT TCR 大概要500片形状各异的切片糊成)负责车架各部分塑性的员工,用手将软质的预浸料切片糊到模具上。然后各部分拼接,送加热炉加热固化。固化后再经过打磨钻孔涂装等后期处理,一台CFRP车架就这样诞生了。


碳纤维定制加工在应用领域得到许多客户的积极反响。

相比之下,碳纤维板材有以下方面的优势:

抗疲劳性好

一般金属材料的疲劳破坏是没有明显征兆的突发性破坏,而CFRP具有良好的抗疲劳性,而且破坏前有明显的征兆。河北山地队有几辆CFRP架的车就是出现了可见裂纹,而仍保有大部分强度,这就大大提高了骑乘的安全性。原因:增强纤维较细,缺陷少。基体塑性好,可以抑制裂纹发展。当然由于属于前沿材料,技术工艺,品控,还不成熟,还有待实践的检验

破损安全性好

CFRP横截面上有成千上万个独立纤维,,即使有部分纤维由于过载而断裂,载荷会迅速重新分配到未被破坏的纤维上,不至于造成构件在瞬间完全丧失承载能力而断裂

减震能力强
CFRP比模量大,自振频率高,不易出现共振

CFRP是一种非均质多相体系,在纤维与基体 之间存在大量界面,由于界面对震动有反射和吸收的作用,所以CFRP震动阻尼强,能使震动很快衰减

高温性能良好
碳纤维板材可承受2000摄氏度左右高温,而强度不变,所以CFRP整体的耐温性取决于作为基体的环氧树脂,各种牌号的环氧树脂的耐热性是不一样的,助剂也会产生影响。CFRP的车架在这方面是不会有问题的。

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