碳纤维方管的简要介绍和高强度原因分析

2020-09-27 10:40:59 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 95

碳纤维方管的简要介绍和高强度原因分析


碳纤维方管又称碳素纤维方管,也称碳管,碳纤管,是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙烯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。而我们知道,碳纤维管的基础便是碳纤维,碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起。

碳纤维方管

碳纤维方管兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征,是一种新的力学性能优异的新材料。碳纤维方管拉伸强度约为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克每立方厘米。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。碳纤维的比热容一般为7.12。热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值(0.72到0.90),而垂直于纤维方向是正值(32到22)。碳纤维的比电阻与纤维的类型有关,在25℃时,高模量为775,高强度碳纤维为每厘米1500。这使得碳纤维在所有高性能纤维中具有最高的比强度和比模量。同钛、钢、铝等金属材料相比,碳纤维方管在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,可以称为新材料之王



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