碳纤维管的硬度强于钢,容易成型吗?

2017-03-06 17:53:12

碳纤维制品的成分结构 

碳纤维制品是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维制品的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。

碳纤维制品是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维制品树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大,从这个意义上已预示了碳纤维制品在工程的广阔应用前景,综观多种新兴的复合材料(如高分子复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料)的优异性能,不少人预料,人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个复合材料广泛应用的时代。

碳纤维制品可分为:

碳纤维制品可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得;按状态分为长丝、短纤维和短切纤维;按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维制品强度为1000兆帕(MPa)、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维制品又分为高强型(强度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。强度大于4000MPa的又称为超高强型;模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展,还出现了高强高伸型碳纤维制品,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈PAN基碳纤维制品。

目前应用到哪:

目前应用较普遍的碳纤维制品主要是聚丙烯腈碳纤维制品和沥青碳纤维制品碳纤维制品的制造包括纤维纺丝、热稳定化(预氧化)、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括,脱氢、环化、氧化及脱氧等。

碳纤维制品的强伸性能测试

碳纤维制品可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维制品除用作绝热保温材料外,一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维制品增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。


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