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碳纤维与其它常用增强材料的物理性能对比

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-04-13【

  碳(C)纤维是由90%以上的碳元素组成的新兴纤维材料(Material),质轻高强、耐高温、耐低温、耐摩擦、抗震,热膨胀系数低、X射线的透过率高,性能十分优越,应用面广,需求量大。碳纤维复合材料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。通常情况(Condition)下,碳纤维材料不单独使用,而是和树脂等基体复合,作为增强材料使用。这篇文章,小编来比较一下碳纤维和其它常用增强材料的物理性能。

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    玻璃纤维(Glass Fiber):密度(单位:g/cm3或kg/m3)2.6g/cm^3,直径8~12μm,拉伸强度3.5GPa,弹性模量72GPa,伸长率2.6%。
    碳(C)纤维:密度1.7g/cm^3,直径7μm,拉伸强度3.5GPa,弹性模量230GPa,伸长率1.5%。
    凯夫拉纤维:密度1.4g/cm^3,直径12μm,拉伸强度(strength)2.7GPa,弹性模量62GPa,伸长率4.4%。
    硼(B)纤维:密度2.4g/cm^3,直径20μm,拉伸强度(strength)1.4GPa,弹性模量385GPa,伸长率0.4%。
    氧化铝(Al)纤维:密度(单位:g/cm3或kg/m3)3.9g/cm^3,直径100~150μm,拉伸强度(strength)3.52GPa,弹性模量410GPa,伸长率0.9%。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。
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    氧化(oxidation)硅(silicon)纤维:密度(单位:g/cm3或kg/m3)2.55g/cm^3,直径12~14μm,拉伸强度(strength)3GPa,弹性模量220GPa,伸长率1.4%。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。
    上述增强材料(Material)中,凯夫拉密度(单位:g/cm3或kg/m3)最小、氧化(oxidation)铝(Al)纤维的弹性模量最高,但凯夫拉的拉伸强度、弹性模量都远远不如碳(C)纤维,三氧化二铝的重量是碳纤维的两倍之多。且碳纤维是一种各向异性材料,沿纤维方向和垂于纤维方向的性能不同,在制造产品的时候可根据铺层设计来改变其性能,达到特定的效果。综合来看,物理性能非常棒。
    碳(C)纤维市场(shì chǎng)不断扩大,作为专业的碳纤维厂家,可来图纸定制碳纤维汽车零部件、碳纤维航天军工产品等高端碳纤维产品,积极借鉴(jiè jiàn)国内外的先进经验(experience),开拓(open up)创新,同时进一步加强团队管理(guǎn lǐ),凭借过硬的技术研发能力、先进的管理、一流的硬件设备(shèbèi)设施(shè shī),实现跨越式发展,努力打造成国内最具实力的碳纤维厂家。
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