碳纤维复合材料
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碳纤维复合材料
概况
在复合材料中,按其结构特点分为:①纤维复合材料。
将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。
如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
②夹层复合材料。
由性质不同的表面材料和芯材组合而成。
通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。
分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
③细粒复合材料。
将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。
④混杂复合材料。
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
下面让我们来了解一下别具特色的碳纤维复合材料。
结构
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。
碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小,因此有很高的比强度。
优势
碳纤维是一种力学性能优异的新材料
1、高强度, 碳纤维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
2、出色的耐热性(可以耐受2000℃以上的高温)
3、出色的抗热冲击性
4、热容量小(节能)
5、比重小(不到钢的1/4)
6、优秀的抗腐蚀与辐射性能
7、比强度即材料的强度与其密度之比也高于普通钢
用途
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的,现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合,制成结构材料。
在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域,在要求高温、化学稳定性高的场合,碳纤维复合材料都颇具优势。
碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。
传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外,一般不单独使用。
碳纤维增强的复合材料可用作电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料。
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料,由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。