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碳纤维及其复合材料的特点

时间:2021-07-13点击次数:21信息来源:Rev1

碳纤维,是一种碳含量在90%以上的高强度高模量纤维材料,耐高居所有化纤之首,它的结构主要是由石墨微晶等有机物纤维,然后沿着纤维轴向堆砌而形成,再经过碳化及石墨化等复杂工艺处理,然后得到微晶石墨的集合体。碳纤维的石墨微晶结构是沿着纤维轴向选择更优的方向取向的,因此碳纤维的模量和强度在这个方向上都很高。碳纤维复合材料是由碳纤维与金属,陶瓷,树脂等基体制作而成。碳纤维和树脂制作的复合材料,其比强度和比模量在所有现存的工程材料中是最高的。因为碳纤维的各方面优异性能:比强度,比模量,耐腐蚀,吸能等等,使得其在军工,航天,交通,汽车,体育等领域都有很广泛的应用。

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碳纤维及其复合材料的特点:

1、力学性能。

密度低,在绝大多数的耐高温材料中,碳纤维复合材料是最轻的,在很高的温度下也能保持良好的强度,拉伸强度和弹性模量也非常好,高于一般的材料,此外,也有较好的断裂韧性和抗疲劳性。

2、热物理性能。

热膨胀系数小,比热容高,吸收能量的功能很好,所以它的耐高温耐热摩擦的性能都非常显著。

3、超强拉伸弹性。

一般情况下,碳纤维复合材料的拉伸弹性高于3500Pa,相当于钢材料的7倍。同时,碳纤维复合材料的比模量也是远远高于钢的。

4、耐高温,耐腐蚀性。

与其他很多材料相比较,碳纤维复合材料拥有耐高温,耐腐蚀等超强性能。凭借独特的碳结构,碳纤维复合材料拥有大面积的整体成型特征。另外,稳定性和可塑造性也是它的优点,这些独有的特征使得它在车轻量化实现线性增长。

5、优越的能量吸收性能。

碳纤维复合材料具有优越的吸能性能,使得其在新能源汽车中得到广泛的运用。碳纤维复合材料的质量轻,具有抵抗更大的冲击的能力。与同类的钢材料零部件相比,其质量不到钢的50%,与同类的铝材料零部件相比,其质量是铝的70%左右。

当今社会,低碳环保、节能减排已经引起了人们的高度重视,随着人们不断提高的节能环保意识,新能源汽车等相关的领域得到了大力的发展,随之新型的复合材料也得到了好的发展机会。碳纤维复合材料大大价低了新能源汽车的生产成本和消费者的使用成本,并且拥有优异的各种性能:吸收能量性能,超强韧性,耐腐蚀,耐高温,耐疲劳等。

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