碳纤维复合材料为何会成为新材料中的佼佼者?

  碳纤维复合材料是以碳纤维为增强体,树脂为基体的新型复合材料,相比较于复合材料中的玻璃纤维都要有很大的优势。玻璃纤维的密度比碳纤维高出1/3, 但其拉伸强度却不足碳纤维的2/3,相比较而言,碳纤维就有了在更大的市场领域中有很好的应用。

  碳纤维复合材料的比强度和比模量与其他工程材料相比要高出很多,比模量以及比强度是指一种材料密度很小,但是又具有很强的强度和模量,就是高比强度和高比模量的材料,所以碳纤维材料在航空航天等领域中都有了非常好的市场应用。碳纤维复合材料成为新材料中佼佼者其实就是跟其性能有很大的关系。

  一、优秀的力学性能表现

  在众多应用领域中,材料的轻量化和力学性能是衡量标准,那碳纤维复合材料无疑是非常好的展现了其独特的优势。比如无人机领域中,碳纤维复合材料应用后, 就能够非常大程度上减轻了无人机的机身重量,这就能够非常好的提升了无人机的整个续航以及整个的飞行时间。在无人机上面的应用上,那强度高的话,能够很好的保证无人机内部的芯片更安全。当然这在轨道交通领域上面的应用也是这样的优势表现。

  碳纤维复合材料可以通过单向预浸带逐层铺叠,由于其在整个的尺寸上面表现非均匀以及各向异性,那这就使得碳纤维单向带在垂直方向和水平方向的力学性能会有差别,在铺层过程中可以通过铺层角度的不同让性能表现更好。在主承载力的地方需要增加纤维含量从而获得更好的承载效果。碳纤维具有比较好的柔韧性和可设计性,能够有效的完成各种异形件的生产,并且不需要二次焊接,产品不仅美观而且牢固。

  二、生产工艺选择多样化

  在碳纤维复合材料制作成为碳纤维产品的时候,整个的生产制造工艺可选择性比较多,碳纤维制品的成型工艺有,模压、缠绕、热压罐、卷制、树脂传递模塑、拉挤、真空、手糊成型等等,在实际生产的碳纤维制品生产过程中,需要从材料以及产品性能、成本等多方面去考虑采用的哪一种成型工艺。比如碳纤维圆管会采用缠绕、卷制成型工艺,而碳纤维矩形管、碳纤维方管则多会采用卷制成型工艺。

  三、良好的耐疲劳性能

  碳纤维复合材料耐疲性能很好,当有裂纹出现的情况下,就会由表面到向内层扩展,不会出现突然断裂,安全系数也比较高。

  包括很多其他的性能,比如医疗设备中的碳纤维板具有很强的X射线透过性,那应用下,就能使得成像更清晰,也能减少辐射量,并且碳纤维复合材料耐腐蚀性能也比较优秀。正是这些高性能的优势下,使得碳纤维复合材料能够成为高性能复合材料的佼佼者。