碳纤维复合材料的几种表现形式

  随着科技的不断进步,碳纤维复合材料制品也进入了平常人的生活中,小到羽毛球拍大到汽车无处不见到碳纤维何处材料的身影。碳纤维合成材料的强度要高于铜,白身重量却小于铝。与玻璃纤维相比,碳纤维还有高强度.高模量的特点,是非常优秀的增强型材料。它不仅可以对塑料、金属、陶瓷灯材料进行增强。还可以做为新型的非金属材料进行应用,它的主要特点有:高强度、耐疲劳.抗蠕变、导电、高模量、抗高温、抗腐蚀、传热、比重小和热胀胀系数小等优异性能。

  1.碳纤维树脂复合材料

  环氧树脂、酚醛树脂和聚四氟乙烯是日前被最多应用于基体的树脂材料。这类复合材料的比重比铝轻,强度还很高。其弹性模量要大于铝合金和钢。并且疲劳强度高,冲击韧性好。同时抗水和湿气,化学稳定性高,摩擦系数小,导热性好,还具有受X光线辐射时强度和模量不变化等特点。总之其性能要高于玻璃钢,所以被广泛应用于航天工程。但这类材料也有很大的不足,做为复合材料,碳纤维与环氧树脂、酚醛树脂和聚四氟乙烯等材质的粘结力不够大,而且各向异性强度高,在高温环境下不稳定。

  2.碳纤维金属复合材料

  碳元素不容易在常温条件下和金属发生反应,只有在高温情况下才会生成金属碳化物,所以碳纤维金属复合材料比较不容制作。H前使用的碳金属都是熔点低或者合金材料。但是其自身良好的强度和弹性也要高于普通金属,最显著的事例就是碳纤维和铝锡合金形成的符合材料。这种材料的抗磨性十分优越,主要被应用于高级轴承材料。例如这种材料最先在法国的高速铁路中被应用于高速列车的制动装置,由于其较强的抗磨和抗损性,使得法国高速列车的制动装置要优于其他国家,处于世界先进行列。

  3.碳纤维陶瓷复合材料

  与石英玻璃相比,碳纤维石英玻璃复合材料有着超高的抗弯性和冲击性,其抗弯强度是石英玻璃的12倍,抗冲击性是石英玻璃的40倍,而且还拥有很强的热稳性。碳纤维石英玻璃克服了传统玻璃脆性强的特点,使其强度大大增加,形成了一种新型的陶瓷材料。在玻璃中混入60%的碳纤维细粉就可以将强度提高很多倍而且在抗机械的冲击性和抗热方面都有明显的提高,这在大程度上克服陶瓷的脆性,同时保持陶瓷原有很多优异性能,以防碎陶瓷目前发展情况来说防碎陶瓷有着十分广阔的发展前景。