碳纤维复合材料性能优势论述

  碳纤维复合材料是一种新型高性能纤维材料,是典型的高科技领域中的新型工业材料,因其独特的性能优势而有着诱人的应用前景。目前在航空航天、军工领域、汽车、电子、机械、化工、轻纺工业领域、民用体育领域等获得广泛应用。碳纤维的性能特点如下所示:

  ①石墨微晶沿纤维轴向堆砌后经碳化及石墨化处理得到碳纤维,故碳纤维沿纤维轴向有着很高的强度。近年来世界各国投入巨资研究生产制备碳纤维的工艺技术,美国制成的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的拉伸强度高达5.5~5.8GPa,模量达354~375GPa,随着生产技术的进步,这一性能指标还将得到突破。比较后不难看出,碳纤维的这些性能指标均比钢材高得多,且碳纤维材料的密度仅1.8g/cm3,只有钢材的1/4左右,故其比强度比钢材高得多,比模量也比钢高。比强度、比模量高的材料,在桥梁工程中备受青睐。

  ②碳纤维的含碳量一般在90%以上,保留了碳的固有性质,即化学性质稳定、耐蚀性出类拔萃,对一般的酸、碱具有良好的稳定性,只有当温度达400℃时才出现明显的氧化,生成一氧化碳(CO)与二氧化碳(CO2),避免了钢铁材料的生锈问题。曾有学者将PAN基碳纤维浸泡在氢氧化鈉强碱溶液中,经过长达30多年的时间它仍保持纤维形态。

  ③碳纤维材料无蠕变,具有优良的抗疲劳性能,且轴向热膨胀系数小,温度的变化对材料的性能影响不大,在温度条件比较恶劣的环境下,这一性能优势尤为明显。

  ④碳纤维材料具有显著的各向异性,柔软可加工性强,可加工成各种织物如一定厚度的碳纤维布。碳纤维布可以在基本不增加构件自重及截面尺寸的前提下提高构件的强度,这源于碳纤维比强度高、厚度薄,保留了织物自身的柔软性,素有“外柔内刚”之誉,是新一代纤维增强材料,故可用于桥梁、建筑物、隧道等结构的加固修复以及抗震加固。

  碳纤维复合材料虽然受到成本和工艺的制约,但由于其性能优势明显,所以在很多领域都有着广泛应用,随着碳纤维复合材料的性能优势被不断地开发,其应用前景不可限量。如果您有碳纤维制品的定制需求,可直接与江苏博实联系,我司技术团队技术雄厚,成型加工设备齐全,能够满足定制需求。