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FRP玻璃鋼復合材料論壇

標題: 碳纖維異形加工件 [打印本頁]

作者: wsroll 時間: 2014-7-23 14:40
標題: 碳纖維異形加工件
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　　碳纖維復合材料一直都是非常受歡迎的材料，所以有不少朋友拿碳纖維材料 去代替一些其他材料加工成型做配件；碳纖維材料為什么如此受大家的喜愛呢？主要是因為它具有碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征，碳纖維拉伸強度約為2到7GPa，拉伸模量約為200到700GPa。密度約為1.5到2.0克每立方厘米，這除與原絲結構有關外，主要決定于炭化處理的溫度。一般經過高溫3000℃石墨化處理，密度可達2.0克每立方厘。再加上它的重量很輕，它的比重比鋁還要輕，不到鋼的1/4，比強度是鐵的20倍。碳纖維的熱膨脹系數與其它纖維不同，它有各向異性的特點。碳纖維的比熱容一般為7.12。熱導率隨溫度升高而下降平行于纖維方向是負值（0.72到0.90），而垂直于纖維方向是正值（32到22）。碳纖維的比電阻與纖維的類型有關，在25℃時，高模量為775，高強度碳纖維為每厘米1500。這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點，可以稱為新材料之王。

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　　碳纖維除了具有一般碳素材料的特性外,其外形有顯著的各向異性柔軟，可加工成各種織物，又由于比重小，沿纖維軸方向表現出很高的強度，碳纖維增強環氧樹脂復合材料，其比強度、比模量綜合指標，在現有結構材料中是最高的。碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500兆帕以上，是鋼的7到9倍，抗拉彈性模量為230到430G帕亦高于鋼；因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000兆帕以上，而A3鋼的比強度僅為59兆帕左右，其比模量也比鋼高。與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量（指表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量）是玻璃纖維的3倍多；與凱芙拉纖維相比，不僅楊氏模量是其的2倍左右。碳纖維環氧樹脂層壓板的試驗表明，隨著孔隙率的增加，強度和模量均下降。孔隙率對層間剪切強度、彎曲強度、彎曲模量的影響非常大；拉伸強度隨著孔隙率的增加下降的相對慢一些；拉伸模量受孔隙率影響較小。

　　碳纖維還具有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長纖維的克數），一般僅約為19克，拉力高達300kg每微米。幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多一系列的優異性能，因此在旨度、剛度、重度、疲勞特性等有嚴格要求的領域。在不接觸空氣和氧化劑時，碳纖維能夠耐受3000度以上的高溫，具有突出的耐熱性能，與其他材料相比，碳纖維要溫度高于1500℃時強度才開始下降，而且溫度越高，纖維強度越大。碳纖維的徑向強度不如軸向強度，因而碳纖維忌徑向強力（即不能打結）而其他材料的晶須性能也早已大大的下降。另外碳纖維還具有良好的耐低溫性能，如在液氮溫度下也不脆化。

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　　碳纖維的機械加工

　　碳復合材料的機械加工性能十分優良，無論是切割、鉆孔、車削還是打磨等等都沒有問題。

　　碳纖維應用領域：

　　1.利用其“輕而強”和“輕而硬”的力學特性，廣泛應用于航空、航天、建筑、機械設備、軍工、體育休閑產品等。

　　2.利用其耐腐蝕、耐熱、垂直度好（±0.2mm）、機械強度高的特性，使產品適用于線路板，印刷設備的滾軸。

　　3.利用其耐疲勞性，應用于直升飛機的螺旋槳；利用其振動衰減性，應用于音樂器材。

　　4.利用其強度高、抗老化，防紫外線、機械性能好的特性，適用于帳蓬、建筑建材、蚊帳、球袋、箱包、廣告展架、雨傘、風帆、健身器材、箭桿、球桿、高爾夫練習網、旗桿、水上運動產品等。

　　5.利用其輕質、韌性好的特性，使產品適用于風箏、飛碟、弓箭、電動飛機、及各類玩具等。

　　6.利用其尺寸穩定性，應用于機械設備、電波望遠鏡和各種成型品。

　　碳纖維材料與工藝

　　1、材質：優質3K平/斜紋或UD外觀，采用東麗碳纖維。

　　2、工藝：真空袋成型，RTM成型，熱壓成型，手工工藝成型等。

　　3、表面處理：表面噴漆，亮光，光滑如鏡，紋路清晰，防紫外線，不褪色。

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